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Java实现C语言解释器:while和do while循环的解释执行

随着 解释器 功能不断增强,当下我们的解释器已经能够对C语言的解释执行提供了很好的支持,我们有了循环,有了库函数调用,随着我们对解释器进一步的开发,它的功能必将也来越完善,越来越趋近于一个功能强大的C语言解释器,这一节,我们继续锦上添花,为当前的解释器增加对循环 WHILE 和 do … while的解释执行功能,完成这节后,我们的解释器开发将进入一个重大的里程碑,那就是,他将能解释执行用C语言编写的快速排序算法,进而也表明,我们开发的解释器已经达到了一个比较成熟的地步,完成本节代码后,我们的解释器将能解释执行下面代码:

 int a[3];

void main() {
int i;
i = 0;
while (i < 3) {
    a[i] = i;
    i++;
    }

i = 0;
do {
        printf("%d",a[i]);
        i++;
    } while (i < 3);

}  

我们先看看两个循环对应的语法表达式:

STATEMENT -> WHILE LP TEST RP STATEMENT

STATEMENT -> DO STATEMENT WHILE LP TEST RP SEMI

其中,WHILE , DO 对应的就是while 和 do 两个关键字, TEST对应while后面的循环条件。根据语法表达式,我们可以构造对应的语法执行树,在codeTreeBuilder.java中,添加如下代码:

 public ICodeNode buildCodeTree(int production, String text) {
        ICodeNode node = null;
         Symbol  symbol = null;

        switch (production) {
        ....
        case CGrammarInitializer.While_LP_ TEST _Rp_TO_ Statement :
        case CGrammarInitializer.Do_Statement_While_Test_To_Statement:
            node = ICodeFactory.createICodeNode(CTokenType.STATEMENT);
            node.addChild(codeNodeStack.pop());
            node.addChild(codeNodeStack.pop());
            break;
        ....
        }

}  

while 语句 和 do..while 语句的执行树节点构造方式是一样的,但逻辑上有些不同,对于 while 语句, 添加的第一个节点是TEST, 也就是跟在while 后面的条件判断语句,第二个节点这是在大括号里面的STATEMENT。但是对于do…while语句,第一个节点对应的是大括号里面的STATEMENT, 第二个节点才是用于判断循环是否结束的条件判断语句。

对两个循环语句的解释执行还是落在StatementExecutor的实现中:

 
public class StatementExecutor extends BaseExecutor{
    private enum LoopType {
         FOR ,
        WHILE,
        DO_WHILE
    };

     @ Override  
     public Object Execute(ICodeNode root) {
         int production = (int)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION);
         ICodeNode node;

         switch (production) {
         ....
         case CGrammarInitializer.While_LP_Test_Rp_TO_Statement:
             while (isLoopContinute(root, LoopType.WHILE)) {
                 executeChild(root, 1);
             }
             break;

         case CGrammarInitializer.Do_Statement_While_Test_To_Statement:
             do {
                 executeChild(root, 0);
             } while(isLoopContinute(root, LoopType.DO_WHILE));

             break;
         ....
         }

private boolean isLoopContinute(ICodeNode root, LoopType type) {
         ICodeNode res = null;
         if (type == LoopType.FOR || type == LoopType.DO_WHILE) {
             res = executeChild(root, 1);
         }
         else if (type == LoopType.WHILE) {
             res = executeChild(root, 0);
         }

         int result = (Integer)res.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
         return res != null && result != 0;

     }
}  

对while 和 do…while 语句的执行稍微有所不同,执行while语句时,我们先执行isLoopContinue,也就是先判断循环条件是否成立,如果成立的话,再执行大括号里面的语句集合,对应do…while, 我们先把大括号里面的语句集合执行一次,然后再判断循环条件是否成立。

从isLoopContinute函数的实现我们可以发现,do..while 和 for 循环一样,下标为1的节点对应的是循环条件判断,而对于while,下标为0的子节点才是对应于循环条件判断。

有了上面代码后,我们解释器就能解释执行while 和 do…while 两个循环语句了。至此,解释器具备已了解释执行快速排序算法的相应功能,在下一节,我们将用C语言实现快速排序算法,然后使用我们构建的解释器来解释执行。能够执行具备一定复杂度的C语言代码,标识着我们的解释器已经达到了一定的专业完备性。

文章来源:智云一二三科技

文章标题:Java实现C语言解释器:while和do while循环的解释执行

文章地址:https://www.zhihuclub.com/186754.shtml

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