一个小目标

这一系列教程希望面向初学者,使用c语言手工实现一个简单的解释器来玩,不需要您掌握除了c语言以外的其他前置知识,也不需要您学习过编译原理的相关知识(当然如果能对简单的数据结构有所了解的话会更好,比如树、栈等)。

写一个能执行代码的解释器不仅是一件很有(zhuang)趣(bi)的事情,大概也可以作为刚学习完c语言的一个练手的小项目啦

不同于大部分常见的其他只支持四则运算的所谓”手工解释器“教程,我们希望在代码结构尽量清晰的600行代码中,手工(不借助lex/yacc等工具)完成一个脚本语言“try”,实现以下功能:

选择和循环的流程控制语句

支持的数据类型:双精度浮点数、字符型、字符串、浮点数数组

支持函数和变量的定义、函数的递归调用、嵌套作用域

(如果看不懂下面这段也没关系,可以略过啦)

这个小玩意采用递归下降法进行语法分析,同时不显式构建语法树,不生成中间代码或目标代码,在语法分析的同时进行解释执行;

解释器可运行的代码示例

递归计算文波那契数列 1 - 15,将结果存入数组中,并打印:

# Fibonacci sequence

func fun{

if(x <= 2){

return(1);

}

y = 0;

x = x - 1;

y = fun(x);

x = x - 1;

return(y + fun(x));

};

# save the Fibonacci sequence of 1 to 15 in an array

array arr(15);

x = 1;

while( x <= 15 ){

arr[x - 1] = fun(x);

x = x + 1;

}

puts("Fibonacci sequence:");

# print the Fibonacci sequence of 1 to 15

i = 0;

while(i < 15){

print(arr[i]);

i=i+1;

}

(起名困难x)这个小玩意我们就随便叫它tryC吧,当做是一个小的尝试。

本人水平有限,如有疏漏之处,还请多多指教。

部分语言规则:

注释在一行内,以‘#’开头;

语句以‘;’结尾

赋值语句类型:

x = 123.4;

x = 'c';

x = "hello world!";

循环语句:

while( bool ){

statements

}

选择语句:

if( bool ){

statements

}

if( bool ){

statements

}else{

statements

}

定义函数:函数参数在定义中不出现,在调用中获取;返回值为double

func function_name{

...

return(expression);

}

定义数组:

array array_name(array_length);

输入输出:

puts(string);

print(num);

read(num);

写在前面

关于写这玩意的缘由(写的很乱可以不看系列)

之前大一学c语言的时候,老师要求实现一个四则运算的计算器,于是我想...要是能给计算器加上函数和变量的定义就好啦...那大概能算一个简单的解释器?我应该怎样去实现它呢?就去查了不少资料七拼八凑加上自己脑补搓了一个出来...虽然能跑起来但是代码混乱不堪一塌糊涂,不过也挺好玩的。

这里的部分是过了一年之后大二学编译原理的时候,把当时的代码用相对比较规范完善的方式重写了一遍,也因此希望把它整理成一个简单的教程,让c语言的初学者也可以愉快地搓一个解释器玩;或者让学过编译原理的同学,能够把理论和实践联系起来,(不要像我一样被一大堆的理论迷惑住或吓跑),对于如何构造一个解释器有个直观感性的认识,并且发现它并不像想象的那么困难。

需要了解的前置知识

c语言的指针、函数指针、结构体等

递归的思想

心理准备

写一个600行的解释器虽然不算什么大工程,但相关的原理还是稍微有些复杂的,可能需要多花一些时间理解程序的运行过程;

代码可能难以调试,尤其在没有生成中间代码的情况下;

参考资料

《编译原理及其实践》

c4

用四个函数和很少的代码就完成了功能相当完善的 C 语言编译器, 并且能够自举;我自己写作的时候也借鉴了c4的许多实现思想;

手把手教你构建 C 语言编译器

对c4的一个重写版,附有详细的中文教程

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