Давайте создадим компилятор! - Джек Креншоу
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Правильней было бы в этом случае просто разделить функции выборки токенов и поиска ключевых слов. Версия Scan, показанная ниже, только проверяет ключевые слова. Обратите внимание, что она оперирует текущим токеном и не продвигает входной поток.
{–}
{ Scan the Current Identifier for Keywords }
procedure Scan;
begin
if Token = 'x' then
Token := KWcode[Lookup(Addr(KWlist), Value, NKW) + 1];
end;
{–}
Последняя деталь. В компиляторе есть несколько мест, в которых мы должны фактически проверить строковое значение токена. В основном это сделано для того, чтобы различать разные END, но есть и пара других мест. (Я должен заметить, между прочим, что мы могли бы навсегда устранить потребность в сравнении символов END кодируя каждый из них различными символами. Прямо сейчас мы определенно идем маршрутом ленивого человека.)
Следующая версия MatchString замещает символьно-ориентированную Match. Заметьте, что как и Match она не продвигает входной поток.
{–}
{ Match a Specific Input String }
procedure MatchString(x: string);
begin
if Value <> x then Expected('''' + x + '''');
Next;
end;
{–}
Исправление компилятора
Вооружившись этими новыми процедурами лексического анализа мы можем теперь начать исправлять компилятор. Изменения весьма незначительные, но есть довольно много мест, где они необходимы. Вместо того, чтобы показывать вам каждое место я дам вам общую идею а затем просто покажу готовый продукт.
Прежде всего, код процедуры Block не изменяется, но меняется ее назначение:
{–}
{ Parse and Translate a Block of Statements }
procedure Block;
begin
Scan;
while not(Token in ['e', 'l']) do begin
case Token of
'i': DoIf;
'w': DoWhile;
'R': DoRead;
'W': DoWrite;
else Assignment;
end;
Scan;
end;
end;
{–}
Не забудьте, что новая версия Scan не продвигает входной поток, она только сканирует ключевые слова. Входной поток должен продвигаться каждой процедурой, которую вызывает Block.
В общих чертах, мы должны заменить каждую проверку Look на аналогичную проверку Token. Например:
{–}
{ Parse and Translate a Boolean Expression }
procedure BoolExpression;
begin
BoolTerm;
while IsOrOp(Token) do begin
Push;
case Token of
'|': BoolOr;
'~': BoolXor;
end;
end;
end;
{–}
В процедурах типа Add мы больше не должны использовать Match. Нам необходимо только вызывать Next для продвижения входного потока:
{–}
{ Recognize and Translate an Add }
procedure Add;
begin
Next;
Term;
PopAdd;
end;
{–}
Управляющие структуры фактически более простые. Мы просто вызываем Next для продвижения через ключевые слова управляющих конструкций:
{–}
{ Recognize and Translate an IF Construct }
procedure Block; Forward;
procedure DoIf;
var L1, L2: string;
begin
Next;
BoolExpression;
L1 := NewLabel;
L2 := L1;
BranchFalse(L1);
Block;
if Token = 'l' then begin
Next;
L2 := NewLabel;
Branch(L2);
PostLabel(L1);
Block;
end;
PostLabel(L2);
MatchString('ENDIF');
end;
{–}
Это все необходимые изменения. В листинге Tiny Version 1.1, данном ниже, я также сделал ряд других «усовершенствований», которые в действительности не нужны. Позвольте мне кратко разъяснить их:
1. Я удалил две процедуры Prog и Main и объединил их функции в основной программе. Они кажется не добавляли ясности... фактически они просто немного загрязняли программу.
2. Я удалил ключевые слова PROGRAM и BEGIN из списка ключевых слов. Каждое из них появляется в одном месте, так что нет необходимости искать его.
3. Обжегшись однажды на чрезмерной дозе сообразительности, я напомнил себе, что TINY предназначен быть минималистским языком. Поэтому я заменил причудливую обработку унарного минуса на самую простую какую мог придумать. Гигантский шаг назад в качестве кода, но огромное упрощение компилятора. Для использования другой версии правильным местом был бы KISS.
4. Я добавил несколько подпрограмм проверок ошибок типа CheckTable и CheckDup и заменил встроенный код на их вызовы. Это навело порядок во многих подпрограммах.
5. Я убрал проверку ошибок из подпрограмм генерации кода типа Store и поместил их в подпрограммы анализа, к которым они относятся. Смотрите например Assignment.
6. Существовала ошибка в InTable и Locate которая заставляла их проверять все позиции вместо позиций только с достоверными данными. Теперь они проверяют только допустимые ячейки. Это позволяет нам устранить необходимость инициализации таблицы идентификаторов, которая была в Init.
7. Процедура AddEntry теперь имеет два параметра, что помогает сделать программу немного более модульной.
8. Я подчистил код для операторов отношений добавив новые процедуры CompareExpression и NextExpression.
9. Я устранил ошибку в подпрограмме Read... старая версия не выполняла проверку на правильность имени переменной.
Заключение
Полученный компилятор Tiny показан ниже. Не считая удаленного ключевого слова PROGRAM он анализирует тот же самый язык что и раньше. Он просто немного чище и, что более важно, значительно более надежный. Он мне нравится.
В следующей главе будет другое отклонение: сперва обсуждение точек с запятой и все, что привело меня такому беспорядку. Затем мы займемся процедурами и типами. Добавление этих возможностей далеко продвинет нас на пути к выведению KISS из категории «игрушечных языков». Мы подобрались очень близко к возможности написать серъезный компилятор.
TINY VERSION 1.1{–}
program Tiny11;
{–}
{ Constant Declarations }
const TAB = ^I;
CR = ^M;
LF = ^J;
LCount: integer = 0;
NEntry: integer = 0;
{–}
{ Type Declarations }
type Symbol = string[8];
SymTab = array[1..1000] of Symbol;
TabPtr = ^SymTab;
{–}
{ Variable Declarations }
var Look : char; { Lookahead Character }
Token: char; { Encoded Token }
Value: string[16]; { Unencoded Token }
const MaxEntry = 100;
var ST : array[1..MaxEntry] of Symbol;
SType: array[1..MaxEntry] of char;
{–}
{ Definition of Keywords and Token Types }
const NKW = 9;
NKW1 = 10;
const KWlist: array[1..NKW] of Symbol =
('IF', 'ELSE', 'ENDIF', 'WHILE', 'ENDWHILE',
'READ', 'WRITE', 'VAR', 'END');
const KWcode: string[NKW1] = 'xileweRWve';
{–}
{ Read New Character From Input Stream }
procedure GetChar;
begin
Read(Look);
end;
{–}
{ Report an Error }
procedure Error(s: string);
begin
WriteLn;
WriteLn(^G, 'Error: ', s, '.');
end;
{–}
{ Report Error and Halt }
procedure Abort(s: string);
begin
Error(s);
Halt;
end;
{–}
{ Report What Was Expected }
procedure Expected(s: string);
begin
Abort(s + ' Expected');
end;
{–}
{ Report an Undefined Identifier }
procedure Undefined(n: string);
begin
Abort('Undefined Identifier ' + n);
end;
{–}
{ Report a Duplicate Identifier }
procedure Duplicate(n: string);
begin
Abort('Duplicate Identifier ' + n);
end;
{–}
{ Check to Make Sure the Current Token is an Identifier }
procedure CheckIdent;
begin
if Token <> 'x' then Expected('Identifier');
end;
{–}
{ Recognize an Alpha Character }
function IsAlpha(c: char): boolean;
begin
IsAlpha := UpCase(c) in ['A'..'Z'];
end;
{–}
{ Recognize a Decimal Digit }
function IsDigit(c: char): boolean;
begin
IsDigit := c in ['0'..'9'];
end;
{–}
{ Recognize an AlphaNumeric Character }
function IsAlNum(c: char): boolean;
begin
IsAlNum := IsAlpha(c) or IsDigit(c);
end;
{–}
{ Recognize an Addop }
function IsAddop(c: char): boolean;
begin
IsAddop := c in ['+', '-'];
end;
{–}
{ Recognize a Mulop }
function IsMulop(c: char): boolean;
begin
IsMulop := c in ['*', '/'];
end;
{–}
{ Recognize a Boolean Orop }
function IsOrop(c: char): boolean;
begin
IsOrop := c in ['|', '~'];
end;
{–}
{ Recognize a Relop }
function IsRelop(c: char): boolean;
begin
IsRelop := c in ['=', '#', '<', '>'];
end;
{–}
{ Recognize White Space }
function IsWhite(c: char): boolean;
begin
IsWhite := c in [' ', TAB, CR, LF];
end;
{–}
{ Skip Over Leading White Space }
procedure SkipWhite;
begin
while IsWhite(Look) do
GetChar;
end;
{–}
{ Table Lookup }
function Lookup(T: TabPtr; s: string; n: integer): integer;
var i: integer;
found: Boolean;
begin
found := false;
i := n;
while (i > 0) and not found do
if s = T^[i] then
found := true
else
dec(i);
Lookup := i;
end;
{–}
{ Locate a Symbol in Table }
{ Returns the index of the entry. Zero if not present. }
function Locate(N: Symbol): integer;
begin
Locate := Lookup(@ST, n, NEntry);
end;
{–}
{ Look for Symbol in Table }
function InTable(n: Symbol): Boolean;
begin
InTable := Lookup(@ST, n, NEntry) <> 0;
end;
{–}
{ Check to See if an Identifier is in the Symbol Table }
{ Report an error if it's not. }
procedure CheckTable(N: Symbol);
begin
if not InTable(N) then Undefined(N);
end;
{–}
{ Check the Symbol Table for a Duplicate Identifier }
{ Report an error if identifier is already in table. }
procedure CheckDup(N: Symbol);
begin
if InTable(N) then Duplicate(N);
end;
{–}
{ Add a New Entry to Symbol Table }
procedure AddEntry(N: Symbol; T: char);
begin
CheckDup(N);
if NEntry = MaxEntry then Abort('Symbol Table Full');
Inc(NEntry);
ST[NEntry] := N;
SType[NEntry] := T;
end;
{–}
{ Get an Identifier }
procedure GetName;
begin
SkipWhite;
if Not IsAlpha(Look) then Expected('Identifier');
Token := 'x';
Value := '';
repeat
Value := Value + UpCase(Look);
GetChar;
until not IsAlNum(Look);
end;
{–}
{ Get a Number }
procedure GetNum;
begin
SkipWhite;
if not IsDigit(Look) then Expected('Number');
Token := '#';
Value := '';
repeat
Value := Value + Look;
GetChar;
until not IsDigit(Look);
end;
{–}
{ Get an Operator }
procedure GetOp;
begin
SkipWhite;
Token := Look;
Value := Look;
GetChar;
end;
{–}
{ Get the Next Input Token }
procedure Next;
begin
SkipWhite;
if IsAlpha(Look) then GetName
else if IsDigit(Look) then GetNum
else GetOp;
end;
{–}
{ Scan the Current Identifier for Keywords }
procedure Scan;
begin
if Token = 'x' then
Token := KWcode[Lookup(Addr(KWlist), Value, NKW) + 1];
end;
{–}
{ Match a Specific Input String }
procedure MatchString(x: string);
begin
if Value <> x then Expected('''' + x + '''');
Next;
end;
{–}
{ Output a String with Tab }
procedure Emit(s: string);
