编译器-6A：口译员
问候，
上周，我们完成了编译器的重要部分。 我们可以解析和
编译源文本。 源文本包含表达式和函数的列表
定义。 编译均成功，我们从以下位置获取了Code对象
我们的解析器或InterpreterException被抛出，指示导致
错误。
严格来说，这篇编译器文章已经完成：所有编译细节
本文前面的部分已经讨论过了。 令牌生成器
将字符的输入序列转换为令牌的输入序列。
解析器检查语法正确性，并指示生成器
相应地在Code对象中生成指令。
并不是严格地说：我想看到结果； 拥有代码没意思
包含指令序列的对象，我无能为力
用它。 现在，让我们跳过生成器，这是一个愚蠢的东西
解析器的正确说明，仅此而已。
让我们专注于能够解释指令的解释器
在Code对象中，以便我们可以看到结果。
口译员我们的解释器将是一个简单的解释器，即它所做的就是执行一个
指令清单，由Code对象抽象出来（请参阅
上一篇文章的一部分）。
基本上它所做的就是：
public Stack execute(Code code) throws InterpreterException { for (Instruction instruction : code) {preExecute(code, instruction);instruction.execute(this);preExecute(code, instruction);} return stack;
} 并在指令上调用“执行”方法。 口译员没有
甚至知道*什么*被执行，它所知道的只是一条指令很简单
接口：
public interface Instruction extends Serializable { public void execute(Interpreter interpreter) throws InterpreterException; public void initialize(String token, int arity);
} 第一个方法声明承诺一条指令可以执行只要
我们向它传递一个Interpreter对象。 可能会抛出InterpreterException
发生任何错误。
这符合解释器的要求：它在每个解释器上都调用“ execute”方法
代码列表中的指令并将其本身作为参数传递。 注意两个
pre和postExecute方法。 我不知道该怎么办，但我确定
他们会派上用场。 我已经将它们都实现为两个空方法
解释器类：
protected void preExecute(Code code, Instruction instruction) throws InterpreterException { }
protected void postExecute(Code code, Instruction instruction) throws InterpreterException { } 如果发现它们没有用，我只需将它们再次踢出去。
Interpreter类的“执行”方法返回“堆栈”。 尽你所能
已经注意到或将在短时间内注意到，我们的解析器基本上会生成
后缀代码：例如，当表达式“ 1 + 2”被编译时，前两个常量
为数字1和2生成指令，然后是一条指令
为“ +”运算符生成。 象征性地，生成的代码看起来像“ 1 2 +”
这是原始中缀“ 1 + 2”表达式的后缀形式。
后缀代码几乎是针对函数或操作数在其上的堆栈的乞讨
操作员被推并弹出。 后缀表达式'1 2 +'读为：
1）将1压入堆栈
2）将2推入堆栈
3）弹出两个操作数，将它们相加并将结果推回堆栈中。
但是，谁或什么将那些常量1和2推入堆栈呢？ 口译员
对此，它本身过于简单愚蠢； 答案是常数
指令可以做到； 它将常量推入传递给它的堆栈上
由生成器创建的时间。 检查ExpressionParser并尝试
找出所有发生的地方。
我们的解释器是基于堆栈的机器。 Stack对象是
解释器对象本身：
protected Stack stack= new Stack();
public Stack stack() { return stack; }
package compiler;
import java.util.ArrayList;
import compiler.value.DblValue;
import compiler.value.Value;
public class Stack extends ArrayList { private static final long serialVersionUID = -2663291338225528177L; public void add(double value) { add(new DblValue(value)); }
} 实现了一些方便的方法，可以在堆栈上压入“ double”
将其包装在DblValue中之后。
下一段说明了价值的含义。
值我们所有的说明和口译员都使用价值观。 我们没有很多
我们的小语言有不同的数据类型（还可以吗？），它可以处理双精度和
列表。 它们都是价值观。 这是一个封装了两者的小场景
类型; 作为示例，我也包含了一个未被使用的字符串值
目前。 我们从一个抽象类Value开始：
public abstract class Value implements Serializable { public static final Value NUL= new DblValue(0.0);public static final Value ONE= new DblValue(1.0); 零和一。 请注意，该类是可序列化的，因此我们可以将Value写入
流或从流中读取（如果需要）。
以下是抽象Value类中的一些方法：
public double getDbl() throws InterpreterException { throw new InterpreterException("not a double: "+toString());
}
public String getStr() throws InterpreterException { throw new InterpreterException("not a string: "+toString());
}
public List getLst() throws InterpreterException { throw new InterpreterException("not a list: "+toString());
} 抽象基类。 DblValue类及其Compadres应该重写
适用的方法，以便调用者可以轻松找到所需的Java类型。
在适用的情况下，还将覆盖以下方法：
public boolean isDbl() { return false; }
public boolean isStr() { return false; }
public boolean isLst() { return false; } 这个基类。 这是DblValue类：
public class DblValue extends Value { private static final long serialVersionUID = -5067625407505210072L; private double value; public DblValue(double value) { this.value= value; } public double getDbl() { return value; } public boolean isDbl() { return true; } public boolean equals(Object obj) { if (obj == null || !(obj instanceof DblValue)) return false; return value == ((DblValue)obj).value;} public int hashCode() { return (int)value; } public String toString() { return ""+value; }
} 它封装了原始的double类型。 正是我们想要的。
尽管我们不使用它； 看一下其他类型之一：StrValue类：
public class StrValue extends Value { private static final long serialVersionUID = -5355082990666947635L; private String value; public StrValue(String value) { this.value= value; } public String getStr() { return value; } public boolean isStr() { return true; } public boolean equals(Object obj) { if (obj == null || !(obj instanceof StrValue)) return false; return value == ((StrValue)obj).value;} public int hashCode() { return value.hashCode(); } public String toString() { return value; }
} LstValue类是列表的小语言概念。 这里是：
public class LstValue extends Value { private static final long serialVersionUID = 8665468454551339099L; private List value; public LstValue(List value) { this.value= value; } public List getLst() { return value; } public boolean isLst() { return true; } public boolean isSimple() { for (Value elem : value)if (!elem.isDbl()) return false;return true;} public int size() { return value.size(); } public boolean equals(Object obj) { if (obj == null || !(obj instanceof LstValue)) return false; return value.equals(((LstValue)obj).value);} public int hashCode() { return value.hashCode(); } public String toString() { return value.toString(); }
} 有一种额外的方法； “ isSimple”方法。 这是我们需要的
说明，它检查列表中的所有元素是否均为双精度。
观察其toString（）方法委托给值成员变量
最了解如何生成封装的String表示形式
List
所有三个类（DblValue，StrValue和LstValue）都覆盖equals（）方法
和hashCode（）方法：将它们粘贴在Maps，Sets中的最佳选择
以及需要对象具有适当方法的任何集合
价值语义平等。
所有这三个分类都是可序列化的，当我们想要
将其保存或加载到流可以代表的位置或从中加载。
这些小类还知道如何从自身产生可读的String
当我们需要阅读这些值的实际含义时，这非常方便。
间奏曲我们的小语言基本上看起来像这样：
D1;D2; ... Dm;E1;E2;E3; ... En; 和用户功能的声明（如果有），而E代表
可能使用这些函数或使用内置函数的表达式。
定义，声明和表达式将转换为以下内容的列表
解析器和代码生成器的指令。 分号什么也没做
实际上：它们充当解析器的语法糖，并指出何时
定义的表达已完成，可能在其后开始下一个表达。
正则表达式具有一个值，例如表达式1 + 2具有一个值3
保留在值堆栈上。 一堆正则表达式留下一堆
该堆栈上的值。 我们需要特殊的“功能”（注意引号）
可以直接操纵该堆栈（由口译员拥有），否则我们
程序完成时，可能最终会在堆栈上产生一堆值
我们不需要或想要的。 这样的特殊功能可能不会返回值。
它们等效于其他语言中的过程。
过程不能仅仅作为过程表达的一部分，因为它们不
结果（返回）值。 例如，存在“ clear（）”过程或
特殊功能。 它清除所有值结果都保留在其中的堆栈。
表达式“ clear（）+ 42”毫无道理。 看看
此非表达式的后缀表示形式：“ clear（）42 +”。 这是什么
内部发生：
1）clear（）清除解释器中的Value堆栈；
2）将42推送到值堆栈上；
3）'+'指令尝试从堆栈中弹出两个值。
步骤3）是一个错误：堆栈上没有要添加的两个操作数。 口译员
防止堆栈下溢。 但是这些程序或特殊功能在哪里可以
然后用？ 正如我们刚刚看到的那样，它们不能成为表达式的一部分，但是它们
可以是表达式本身，后跟分号。 表达方式'
（再次用引号引起来）只是没有导致（返回）值，但没有
很重要，因为不需要将该值用作较大表达式的操作数。
稍后我们将看到，这些特殊功能可以在
强大的方式 一种使我们的编译器/解释器类玩起来有趣的方式
它也可以有教育目的。 仍然是“老歌”（excusez le mot）的人
记得那些惠普反向抛光符号计算器一定知道
我在说什么 我们的小语言可能是“正常”后缀的混合体
表达式和后缀显式堆栈操作。 选择一个你喜欢的。
变量绑定我们的小语言也了解局部和全局变量。 在哪
这些变量存储了吗？ 答案是：口译员知道如何处理
他们。 口译员管理一堆“范围”。 范围是一个
将变量的名称与其值关联。
总有一个可用范围。 即使在最外层。 看一下
这个例子：
x= 1;
x+= 41; 表达式查找'x'的当前值（即1），向其加41，然后
将名为“ x”的变量与值42重新关联。如果变量不是
但仍与值相关联，则假定值为0。
用户定义的函数将另一个作用域推送到作用域堆栈中。 有
看看这个：
function f(x) = x+= 41;
x= 54;
f(1); 堆栈，并将其参数“ x”与值1关联，因为这就是
参数值是调用f（1）时的值。
接下来，对表达式“ x + = 41”进行求值，这意味着将更新变量“ x”
并获得值42。然后是哪个“ x”？ 答案：在范围内找到变量'x
发现最接近范围堆栈的顶部。
在评估f（1）之前，作用域堆栈仅包含一个作用域：
{ x=54 }
{ }
{ x=54 }
{ x=1 }
{ x=54 } 堆栈 它找到值1并加上41，然后将“ x”与
该新值：
{ x=42 }
{ x=54 } 再次弹出作用域，并将值42推送到
口译员
如您所见，“ x”的“全局”值的旧关联不变。
正如我们对其他编程语言所期望的那样：局部变量“隐藏”
具有相同名称的更多全局变量。
当我们搜索变量的关联时，我们可以在以下位置搜索它
范围堆栈上的顶级范围。 但是为什么要这样呢？ 我们可以搜索全部
范围堆栈上的关联从顶部到底部，直到我们找到一个。 我们
找不到变量的关联，我们仅假设值是0。
看一下这个例子：
function f(x);
function g(x, y)= f(x);
function f= x+y;
x= 41;
y= 1;
f(x);
g(x, 13); 值等于“ y”可能是什么。 从全局范围调用第一个f（x）
“ y”的值为1，因此结果将为41 + 1 = 42。 下一个函数“ g”被调用
其中有两个参数“ x”和“ y”。 在范围堆栈的下一个范围中
变量“ y”将与值13绑定（或关联）。函数“ f”
再次被呼叫； 它添加了'x'的值，该值是函数'g'的局部值，
再次具有值41，即与该值相关联的“ y”值
在函数“ g”的函数调用中为13，因此结果为54。
一遍又一遍地阅读，直到您了解“深度绑定”。
深层绑定（与浅层绑定相反）是传递和
范围界定机制在现代C / C ++ / Java之类的语言中有些丢失。
这些语言使用浅表绑定，也称为词法作用域：
如果在作用域堆栈的最顶层作用域中找不到变量，则为
被认为是错误。 深度绑定更有趣。
深度绑定用于Lisp的变体中，Lisp是一种功能编程语言，
比我们的小语言更强大，但是我们也可以做到，我们将
承诺在以后的文章中使用它。
这是在我们的解释器中实现以下代码堆栈所需的代码
我们的范围； 不多 我们再一次将List用于我们的范围栈，
作用域只是一个Map （字符串），其值： 再次将其删除。 这不是很有趣。 如果需要一个变量值，则搜索整个关联堆栈； 如果找到了关联（通过私有查找方法），则关联为 返回，否则top关联由find方法返回。 如果关联Map不包含特定值，则返回0。 放置变量及其值的关联仅存储关联 在最上方的地图中。 如果我们将搜索范围限制在 堆栈，我们将实现浅层绑定； 当前的实现 深度绑定（在整个堆栈中搜索关联），这更有趣。 请注意，如果需要分配一个变量，并且在 关联的堆栈，使用顶部关联Map； 这意味着 如果当时未知的变量总是在全局范围内终止， 赋值仅作为表达式执行，或者如果 分配是在用户定义的函数内执行的。 换句话说：一个用户 定义的函数无法创建全局变量。 解释器本身封装了这样一个Scope对象，并允许我们访问它： 如您在上一段中所见，深度绑定更有趣（而且功能更强大）。 也比浅层装订或词汇作用域更重要。 我们的小口译员支持 后者的绑定形式也略有加速。 假设用户定义的函数f（x）需要花费一些时间才能产生返回值 值。 还要假设函数调用f（x）总是产生相同的返回值 始终保持其参数x的相同值。 我们为什么要这样称呼 如果我们已经知道前一个函数的返回值，则再次调用该函数 叫f（x）？ 如果函数“ f”产生相同的结果，我们只能“知道”该返回值 当然，相同参数值“ n”的返回值。 深度绑定使 这是不可能的，因为不属于参数列表的变量可能 改变我们的背后。 在上一段中，我们已经了解了深度绑定的行为。 如果发生什么情况 给定此绑定，我们记下了每个用户定义函数的每个返回值 机制？ 我们“记住”函数调用“属于”的返回值 给定某些参数值和未绑定的变量值 或由功能本身关联。 这几乎与浅层装订相同 不同之处在于，即使第一个函数调用也会失败。 我们去吧：解释器管理一个简单的表来记忆功能 给定给定参数（列表）值的调用。 给出用户名 定义的函数，我们需要与返回值关联的参数值列表 值。 我们需要两个地图：顶层地图与用户名相关联 包含所有调用的Map的已定义函数。 每次调用都是一个列表 与该函数的返回值关联的参数值。 为此，我制作了一个“备注”课程。 这里是： “记住”函数调用及其与 返回值。 此类实现所需的方法：“ put”和“ get”方法。 'put' 方法添加关联，并且“ get”方法再次检索关联 （如果有）。 这个小课程是一个很好的例子，说明了如何使用 集合框架。 在本文的下一部分中见。 亲切的问候， 乔斯 From: https://bytes.com/topic/java/insights/739701-compilers-6a-interpreters
push方法将新创建的空作用域压入堆栈，而pop方法将压入堆栈
package compiler;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import compiler.exception.InterpreterException;
import compiler.value.Value;
public class Scope extends ArrayList
加速记忆或浅层装订
protected Scope scope= new Scope();
public Scope scope() { return scope; }
它有一个专用的布尔标志“ memo”，用于指示是否允许
public class Memo extends HashMap
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