基于JavaScript的简单解释器实现(二)——函数解析与执行

greatwhole 发布于2019-08-19 17:06 / 3217人阅读

摘要：函数执行函数执行使用后续遍历的方式来遍历语法树。对于每一个子节点，若其为函数则递归调用执行函数。如果当前方法是运算符方法，则调用该运算符的执行函数，并返回结果如果当前方法是函数，则解析所有形参的值后生产函数作用域，并以改作用域执行当前函数。

前言

昨晚奋斗了一下，终于把这题了解了。今天完善了一下代码，把剩下的部分放上来。目前剩下的有两个主要模块即函数解析与函数执行，以及两个小模块即运算符执行和变量解析。
题目地址：http://www.codewars.com/kata/52ffcfa4aff455b3c2000750/train/javascript
github地址：https://github.com/woodensail/SimpleInteractiveInterpreter
前文地址：http://segmentfault.com/a/1190000004044789
本文地址：http://segmentfault.com/a/1190000004047915

函数解析

var index = tokens.indexOf("=>"), paramObj = {}, params = [], fnName = tokens[1];

初始化参数，paramObj用于统计函数体中用到的参数，params为形参列表，index为函数运算符的位置，fnName为函数名

if (this.vars[fnName] !== void 0) {
    throw "name conflicting"
}

如果全局变量中存在该名称的变量，则抛出异常

for (var i = 2; i < index; i++) {
    if (paramObj[tokens[i]]) {
        throw "param conflicting"
    }
    paramObj[tokens[i]] = 1;
    params.push(tokens[i]);
}

统计形参，如果同名的形参则抛出异常。

var result = this.expressionParser(tokens.slice(index + 1));
var syntaxTree = result[0], varList = result[1];
varList.forEach(function (v) {
    if (!paramObj[v]) {
        throw "nonexistent param"
    }
});
this.functions[fnName] = {params: params, syntaxTree: syntaxTree}

调用表达式解析器解析函数体部分。检查函数体中用到的参数，如果存在形参列表中不存在的参数则抛出异常。
最后将该函数存入函数表。

变量解析

Interpreter.prototype.extractValue = function (key, scope) {
    scope = scope || {};
    var value = scope[key];
    if (value === void 0) {
        value = this.vars[key];
    }
    if (value === void 0) {
        value = key;
    }
    if ("number" === typeof value) {
        return value;
    }
    throw "nonexistent var";
};

按照就优先级分别尝试提取作用域中的变量和全局变量以及key自身。提取完毕后若value不为number则所请求的值不存在。

运算符实现

Interpreter.prototype.add = function (x, y, scope) {
    return this.extractValue(x, scope) + this.extractValue(y, scope);
};
Interpreter.prototype.sub = function (x, y, scope) {
    return this.extractValue(x, scope) - this.extractValue(y, scope);
};
Interpreter.prototype.mul = function (x, y, scope) {
    return this.extractValue(x, scope) * this.extractValue(y, scope);
};
Interpreter.prototype.div = function (x, y, scope) {
    return this.extractValue(x, scope) / this.extractValue(y, scope);
};
Interpreter.prototype.mod = function (x, y, scope) {
    return this.extractValue(x, scope) % this.extractValue(y, scope);
};
Interpreter.prototype.assign = function (x, y, scope) {
    var value = this.extractValue(y, scope);
    if (scope.x !== void 0) {
        return scope[x] = value;
    } else if ("number" === typeof x) {
        throw "assign to lValue"
    } else if (!this.functions[x]) {
        return this.vars[x] = value;
    }
    throw "name conflicting"
};

加减乘除模没什么特殊的就是解析变量后运算然后返回结果即可。
赋值语句需要对被赋值变量进行判断，如果当前函数作用域中有该变量则赋值后返回，如果被赋值对象为数字，则抛出左值异常。如果函数表中不存在对应函数则存入全局变量，否则抛出重名异常。

函数执行

函数执行使用后续遍历的方式来遍历语法树。先依次计算每个参数的结果后，再用获得的结果集执行根节点。

Interpreter.prototype.exec = function (syntaxTree, scope) {
    scope = scope || {};
    ……
};

形参为语法树和作用域。若未指定作用域则新建空作用域。

for (var i = 1; i < syntaxTree.length; i++) {
    if (syntaxTree[i] instanceof Array) {
        syntaxTree[i] = this.exec(syntaxTree[i], scope);
    }
}

对于每一个子节点，若其为函数则递归调用执行函数。这一步执行完毕后当前参数列表中应该只存在变量或数字立即量。

if (this.native[name]) {
    params = syntaxTree.slice(1);
    params.push(scope);
    return this.native[name].apply(this, params);
}

如果当前方法是运算符方法，则调用该运算符的执行函数，并返回结果

else if (this.functions[name]) {
    var fun = this.functions[name];
    params = {};

    fun.params.forEach(function (key, i) {
        var k = syntaxTree[i + 1];
        params[key] = _this.extractValue(k, scope);
    });

    return this.exec(fun.syntaxTree, params);
}

如果当前方法是函数，则解析所有形参的值后生产函数作用域，并以改作用域执行当前函数。

 else {
    return this.extractValue(syntaxTree, scope);
}

如果不是以上任一种，则当前执行的语句为数据，直接提取后返回。

总结

一个基本的解释器就算是完成了，有些没有技术含量的衔接代码我没有贴上来，大家可以去git上看。这个解释器再加上输入输出部分就可以构成一个REPL了。顺便，晒个AC图。

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