本篇来尝试描述一下for循环语句如何实现。

基本内容

语法树部分

先上图。

for 的语法树
for 的语法树

笔者这里给出了一个简单的for语句, 并附上了一个示意的AST结构。

for语句看起来复杂, 但是还是比较简单的, 只是他的子节点比别的语句多了几个而已。

基本上来看, for 语句可以看做这样的形式 for 小括号内 语句块 。 而小括号内 又可以看成第一阶段;条件语句;第三阶段 。 把所有的元素展开合并之后就得到了上图的四个子元素。 其中第一阶段只在循环开始的时候执行1次, 而第三阶段则在每次循环体运行之后运行一次。

  • for_1 第一阶段
  • condition 条件语句
  • for_3 第三阶段
  • loop_body 循环体 (语句块)

condition条件部分 和其他的循环语句, if语句的一样, 在语法分析上,基本是可以共用一个部分。

for语句的实现思路也比较简单, 先执行for_1语句, 然后执行condition语句, 如果是true就执行loop_body块,然后执行for_3,否则跳出循环。

for_1 -> condition -> loop_body -> for_3 -> condition -> loop_body -> for_3 -> condition(false) -> break

不知道读者能不能看得懂上面的流程。。。 😂

直接在AST上进行运算

像往常一样, 在AST上运算的时候, 跳转不是很好做。 其次, 循环体里面的所有节点的值记得注意一下, 否则可能会出现BUG。

实现思路就按照上面说的内容进行实现就可以了, 如果在实现的过程中发现了什么问题, 往往是节点执行流程的设计有问题, 重新矫正一下那部分即可。

使用字节码进行运算

这部分, 笔者尝试写一下上面语句的字节码伪代码。

指令附加阅读内容:

# for

# for_1
seti i 0

# condition
start_of_loop:
# 检查 i 是否小于10
lt i 10
# 如果上面运算的值为false, 则跳出循环
cjmp end_of_loop

# loop_body
# println(i);
call println 
get i
execute

# for_3
add i 1

# back to start 
jmp start_of_loop

# out of loop.
end_of_loop: 

主要思路和while循环类似,主要是在 for_3 阶段后面添加一条无条件的跳转语句, 调整到循环开始的地方。

关于 for(; ; ) {} 语句的话, 省略掉 for_1,conditionfor_3的内容,下面给出一个字节码示例。

start_of_loop:

# loop_body
# println(i);
call println 
get i
execute

# back to start 
jmp start_of_loop

# out of loop.
end_of_loop: