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数组(array)是几乎所有程序设计语言都会提供的一种基本的语法功能。本章将为 Stone 语言增加对数组的支持。与 Java 语言的数组相同,Stone 语言的数组长度无法中途修改
扩展语法分析器展开目录
如果 Stone 语言支持数组,就能写出下面这样的程序
- a = [2,3,4]
- print a[1]
- a[1] = "three"
- print "a[1]: " + a[1]
- b = [["one",1],["two",2]]
- print b[1][0] + ": " + b[1][1]
数组中的元素无需保持类型一致。以第 5 行的代码为例,一个数组中能同时以字符串与整数作为元素。数组也能以另一个数组作为元素,数组 b 就是一个例子。与 Java 语言的数组一样,Stone 语言也通过以数组作为元素的数组来表现多维数组。例如,数组 b 的第 1 个元素表示数组 ["two",2],因此 b1 将表示数组中第 1 个元素的第 0 个元素,即 "two"
为了是程序支持数组,需要拓展语法规则。代码清单 10.1 是扩展后的语法规则。其中仅摘选与第 7 天代码清单 7.1 中不同的非终结符
代码清单 10.1 与数组相关的语法规则
- elements -> expr { "," expr }
- primary -> ( "[" [ elements ] "]" | "(" expr ")" | NUMBER | IDENTIFIER | STRING ) { postfix }
- postfix -> "(" [ args ] ")" | "[" expr "]"
首先需要为整型字面量及标识符(即变量名)等最基本的表达式构成元素添加数组字面量的支持。数组字面量由数组元素的初始值序列及两侧的中括号 [] 组成。数组元素的初始值序列由非终结符 elements 表示。字面量是一种表达式,它的计算或执行结果表示对应字符序列的值或对象。由于 [2,3,4] 的计算结果是一个含有元素 2、3、4 的数组,因此它也属于一种字面量
此外,为了让解释器能够引用数组元素,非终结符 postfix 的语法规则也需要做相应的修改。修改后,标识符(或数组字面量)之后要能够后接由中括号 [] 括起的下标。经过这一修改,postfix 不仅能用于表示实参序列,还会支持数组下标
代码清单 10.2 ArrayParser.java
- package Stone;
- import static Stone.Parser.rule;
- import javassist.gluonj.Reviser;
- import Stone.ast.*;
-
- @Reviser public class ArrayParser extends FuncParser {
- Parser elements = rule(ArrayLiteral.class).ast(expr).repeat(rule().sep(",").ast(expr));
-
- public ArrayParser() {
- reserved.add("]");
- primary.insertChoice(rule().sep("[").maybe(elements).sep("]"));
- postfix.insertChoice(rule(ArrayRef.class).sep("[").ast(expr).sep("]"));
- }
- }
代码清单 10.3 ArrayLiteral.java
- package Stone.ast;
- import java.util.List;
-
- public class ArrayLiteral extends ASTList {
-
- public ArrayLiteral(List<ASTree> c) {
- super(c);
- }
-
- public int size() {
- return numChildren();
- }
- }
接下来我们根据新的语法规则来扩展语法分析器。代码清单 10.2 是需要使用的修改器。代码清单 10.3 与代码清单 10.4 是抽象语法树中新增的节点类,该修改器需要借助它们实现
代码清单 10.2 的修改器将为第 7 章代码清单 7.2 中的 FuncParser 类添加 elements 字段,并在构造函数中更新相应的处理
修改器首先在构造函数内,通过 add 方法向由 reserved 字段表示的哈希表中添加了右中括号]。于是,] 不会再被识别为标识符。如果忘了添加这个符号,解释器将无法在语法分析阶段把它处理为一种分隔符,也就无法顺利运行。此外,primary 与 postfix 也都分别通过 insertChoice 方法添加了对新语法规则的支持
代码清单 10.4 ArrayRef.java
- package Stone.ast;
- import java.util.List;
-
- public class ArrayRef extends Postfix {
-
- public ArrayRef(List<ASTree> c) {
- super(c);
- }
-
- public ASTree index() {
- return child(0);
- }
-
- public String toString() {
- return "[" + index() + "]";
- }
- }
仅通过修改器来实现数组展开目录
我们只要为抽象语法树中新增的节点类添加 eval 方法,就能让 Stone 语言支持数组。代码清单 10.5 是用于添加 eval 方法的修改器的具体实现
ArrayRef 类的 eval 方法将首先对下标表达式调用 eval 方法,计算下标的值。之后,它将从参数 value 指向的 object 类型数组中获取与该下标对应的元素的值并返回。这里的 eval 方法覆盖了第 7 章代码清单 7.7 中由 FuncEvaluator 修改器为 Postfix 类添加的 eva1 方法
数组也可能出现在赋值表达式的左侧,我们需要覆盖 BinaryExpr 类的 computeAssign 方法来处理这种情况。该方法最初在第 6 章代码清单 6.3 中由修改器添加
代码清单 10.6 是解释器的启动程序,它将整合并执行修改后的程序。由于数组功能完全由修改器实现,因此这次我们不需要对解释器作修改。代码清单 10.6 直接使用了上一章代码清单 9.9 中的解释器
代码清单 10.5 ArrayEvaluator.java
- package chap10;
- import java.util.List;
- import javassist.gluonj.*;
- import Stone.ArrayParser;
- import Stone.StoneException;
- import Stone.ast.*;
- import chap6.Environment;
- import chap6.BasicEvaluator;
- import chap6.BasicEvaluator.ASTreeEx;
- import chap7.FuncEvaluator;
- import chap7.FuncEvaluator.PrimaryEx;
-
- @Require({FuncEvaluator.class, ArrayParser.class})
- @Reviser public class ArrayEvaluator {
- @Reviser public static class ArrayLitEx extends ArrayLiteral {
- public ArrayLitEx(List<ASTree> list) { super(list); }
- public Object eval(Environment env) {
- int s = numChildren();
- Object[] res = new Object[s];
- int i = 0;
- for (ASTree t: this)
- res[i++] = ((ASTreeEx)t).eval(env);
- return res;
- }
- }
- @Reviser public static class ArrayRefEx extends ArrayRef {
- public ArrayRefEx(List<ASTree> c) { super(c); }
- public Object eval(Environment env, Object value) {
- if (value instanceof Object[]) {
- Object index = ((ASTreeEx)index()).eval(env);
- if (index instanceof Integer)
- return ((Object[])value)[(Integer)index];
- }
-
- throw new StoneException("bad array access", this);
- }
- }
- @Reviser public static class AssignEx extends BasicEvaluator.BinaryEx {
- public AssignEx(List<ASTree> c) { super(c); }
- @Override
- protected Object computeAssign(Environment env, Object rvalue) {
- ASTree le = left();
- if (le instanceof PrimaryExpr) {
- PrimaryEx p = (PrimaryEx)le;
- if (p.hasPostfix(0) && p.postfix(0) instanceof ArrayRef) {
- Object a = ((PrimaryEx)le).evalSubExpr(env, 1);
- if (a instanceof Object[]) {
- ArrayRef aref = (ArrayRef)p.postfix(0);
- Object index = ((ASTreeEx)aref.index()).eval(env);
- if (index instanceof Integer) {
- ((Object[])a)[(Integer)index] = rvalue;
- return rvalue;
- }
- }
- throw new StoneException("bad array access", this);
- }
- }
- return super.computeAssign(env, rvalue);
- }
- }
- }
ArrayRunner.java
- package chap10;
- import javassist.gluonj.util.Loader;
- import chap7.ClosureEvaluator;
- import chap8.NativeEvaluator;
- import chap9.ClassEvaluator;
- import chap9.ClassInterpreter;
-
- public class ArrayRunner {
- public static void main(String[] args) throws Throwable {
- Loader.run(ClassInterpreter.class, args, ClassEvaluator.class,
- ArrayEvaluator.class, NativeEvaluator.class,
- ClosureEvaluator.class);
- }
- }
运行结果如下: