Читать онлайн «UNIX — универсальная среда программирования». Страница 71

| пока усл опер все {

 ($1)[1] = (Inst) $3 /* тело цикла */

 ($1)[2] = (Inst) $4 /* все, если условие неверно */

}

Здесь $1 обозначает адрес команды whilecode, таким образом, ($1)[1] и ($1)[2] обозначают два следующих слова.

Рисунок, приведенный ниже, может прояснить ситуацию:

С оператором if дело обстоит аналогично, но резервируются три слова: для частей then и else, а также для оператора, следующего за if. Мы вскоре рассмотрим этот случай.

Лексический анализ теперь несколько удлиняется в основном из-за необходимости распознавания дополнительных операций:

yylex() /* hoc5 */

{

 ...

 switch (с) {

 case '>': return follow('=', GE, GT);

 case '<': return follow('=', LE, LT);

 case '=': return follow('=', EQ, '=');

 case '!': return follow('=', NE, NOT);

 case '|': return follow('|', OR, '|');

 case '&': return follow('&', AND, '&');

 case '\n': lineno++; return '\n';

 default: return c;

 }

}

Функция follow "смотрит" на один символ вперед и возвращает символ назад во входной поток с помощью ungetc, если он оказался не тем, который требовался:

follow(expect, ifyes, ifno) /* look ahead for >=, etc. */

{

 int с = getchar();

 if (c == expect)

  return ifyes;

 ungetc(c, stdin);

  return ifno;

}

В файле hoc.h стало больше описаний функций, например всех отношений, но в общем его структура такая же, как и в hoc4. Ниже приведено несколько последних строк грамматики:

$ cat hoc.h

...

typedef int (*Inst)(); /* machine instruction */

#define STOP (Inst)0

extern Inst prog[], *progp, *code();

extern eval(), add(), sub(), mul(), div(), negate(), power();

extern assign(), bltin(), varpush(), constpush(), print();

extern prexpr();

extern gt(), lt(), eq(), ge(), le(), ne(), and(), or(), not();

extern ifcode(), whilecode();

$

Большая часть файла code.c также не изменилась, хотя, очевидно, здесь появилось много новых процедур для обработки операций отношений. Типичным примером может служить функция le ("less than equal to" меньше или равно).

le() {

 Datum d1, d2;

 d2 = pop();

 d1 = pop();

 d1.val = (double)(d1.val <= d2.val);

 push(d1);

}

He совсем тривиальными являются функции whilecode и ifcode. Чтобы понять их, необходимо уяснить, что функция execute последовательно обрабатывает команды до тех пор, пока не будет найдена команда STOP, после чего происходит возврат из execute. Процесс разбора построен таким образом, что команда STOP завершает каждую последовательность команд, которую нужно обработать за одно обращение к execute. Тело цикла while, а также условие и фрагменты оператора if после then и else обрабатываются с помощью рекурсивных обращений к execute, возврат из которых по завершении обработки осуществляется в функцию execute на один уровень вложенности выше. Управление этими рекурсивными обращениями обеспечивается в whilecode и ifcode. Последние и предназначены для обработки соответствующих операторов.

whilecode() {

 Datum d;

 Inst *savepc = pc; /* loop body */

 execute(savepc+2); /* condition */

 d = pop();

 while (d.val) {

  execute(*((Inst **)(savepc))); /* body */

  execute(savepc+2);

  d = pop();

 }

 pc = *((Inst **)(savepc+1)); /* next statement */

}

Как уже отмечалось ранее, после операции whilecode размещается указатель на тело цикла, затем указатель на следующий оператор, а за ним команды условия. Когда вызывается whilecode, значение указателя pc уже увеличено, так что он содержит указатель на тело цикла. Таким образом, pc+1 настроен на следующий оператор, а pc+2 на команды условия.

Функция ifcode аналогична предыдущей: при входе в нее pc ссылается на фрагмент посте then, pc+1 на фрагмент посте else, pc+2 на следующий оператор, а pc+3 на условие.

ifcode()

{

 Datum d;

 Inst *savepc = pc; /* then part */

 execute(savepc+3); /* condition */

 d = pop();

 if (d.val)

  execute(*((Inst **)(savepc)));

 else if (*((Inst **)(savepc+1))) /* else part? */

  execute(*((Inst **)(savepc+1)));

 pc = *((Inst**)(savepc+2)); /* next stmt */

}

Программа в файле init.c также немного увеличится за счет введения в нее таблицы ключевых слов, хранимых в таблице имен вместе с остальной информацией:

$ cat init.с

...

static struct { /* Keywords */

 char *name;

 int kval;

} keywords [] = {

 "if",    IF,

 "else",  ELSE,

 "while", WHILE,

 "print", PRINT,

 0, 0,

};

...

Для занесения в таблицу имен ключевых слов нужно организовать еще один цикл в функции init:

...

for (i = 0; keywords[i].name; i++)

 install(keywords[i].name, keywords[i].kval, 0.0);

...

Изменения в функциях, управляющих таблицей имен, не требуются; в файле code.c есть функция prexpr, которая вызывается при выполнении оператора вида print выраж.

prexpr() /* print numeric value */

{

 Datum d;

 d = pop();

 printf ('"%.8g\n", d.val);

}

Это не та функция печати, которая автоматически вызывается для вывода окончательного результата вычислений. Здесь выбирается число из стека и добавляется символ перевода строки к выходному потоку.

Теперь hoc5 представляет собой вполне полезный калькулятор, хотя для серьезного программирования необходимы дополнительные средства. В приведенных ниже упражнениях предлагаются возможные решения.

Добавьте для отладки к hoc5 средство печати создаваемых машинных команд в понятной форме.

Введите в свою программу операции присваивания из языка Си вида +=, *= и т.п., а также операции инкремента и декремента ++ и --. Измените операции && и || так, чтобы обеспечить вычисление слева направо и условное вычисление, как в Си программах.

Введите в hoc5 оператор for, как в Си-программах. Добавьте операторы break и continue.

Как бы вы изменили грамматику или лексический анализатор hoc5 (или и то, и другое), чтобы сделать программу более "терпимой" к использованию символов перевода строки? Каким образом можно ввести символ в качестве синонима символа перевода строки? Как ввести в язык примечания? Какой синтаксис, по вашему мнению, нужно использовать?

Добавьте к hoc5 средства обработки прерываний, чтобы некорректные вычисления можно было остановить без потери значений уже вычисленных переменных.

Неудобно создавать программный файл, запускать его на выполнение, а затем редактировать с целью внесения небольших изменений. Как бы вы изменили hoc5, чтобы создать команду редактирования, которая автоматически вызывала бы редактор с уже считанной копией вашей hoc-программы? Подсказка: изучите текст функции.

На последнем из описываемых здесь этапе развития программа значительно разрастается: в нее добавляются процедуры и функции, средства печати строк символов наряду с числами и чтения чисел из стандартного входного потока. Кроме того, в язык hoc6 вводятся аргументы имен файлов, включая имя "-", обозначающее стандартный входной поток. Все эти изменения увеличивают программу на 235 строк, доводя ее общий размер до 810 строк. В результате hoc преобразуется из калькулятора в интерпретатор языка программирования. Полностью программа приводится в приложении 3.

В грамматике вызовы функции определяются как выражения, а вызовы процедур как операторы. И то, и другое детально поясняется в приложении 2, где дается еще несколько примеров. Так, определение и использование процедуры печати всех чисел Фибоначчи, меньших заданного параметра, происходят следующим образом:

$ cat fib

proc fib() {

 a = 0

 b = 1

 while (b < $1) {

  print b

  с = b

  b = a+b

  a = с

 }

 print "\n"

}

$ hoc6 fib -

fib(1000)

 1 1 2 3 5 8 13 21 34.55 89 144 233 377 610 987

...

Здесь также показано использование файлов: имя файла "-" задает стандартный входной поток.