C指针原理（80)-递归(4)

BF解释器分析:

1、main函数以只读方式打开BF语言的源代码文件，然后，将BF源文件按字节逐个拷入数组f中，并在最后加上字符串的结束标志0，最后，以数组f为参数，调用interpret函数解释执行BF语言源代码。

if((z=fopen(argv[1],"r"))) {

while( (b=getc(z))>0 )

*s++=b;

*s=0;

interpret(f);

}

2、BF语言的解释器以数组为数据中心进行计算，在它的计算模型中，需要一个指向数组的指针，通过这个指针的移动以及对指针指向内容的操作完成所有的计算。因此，程序在开头处声明了解释器的核心：数组a与f，数据a存放BF指令所操作的数据，数组f存放BF语言代码文件，同时声明指针变量s指向f数组的第一个元素。

char a[5000], f[5000], b, o, *s=f;

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3、interpret函数解析

这个函数是实现BF语言解释执行的关键。interpret函数接受数组指针c（指存放向BF语言源代码的数组），然后通过while语句逐个字符提取BF源代码（因为BF源代码中每个字符就是一条指令），通过swith...case...语句块判断BF指令(<、>、+、-、.、,、[、])，执行BF指令。

这些指令分为非跳转指令与跳转指令：

（1）非跳转指令完成了除循环外的其它功能。比如移动指针（指针指变量p，比如代码中的“ p--”以及“p++”）、对数组（数组指变量a，比如代码中的“a[p]++”以及“a[p]--”）的操作、输出(代码中的“putchar(a[p]); fflush(stdout); break;”)和输入（代码中的“case ','”标示的语句块）。

void interpret(char *c)

{

char *d; int tmp;

 

r++;

while( *c ) {

      //if(strchr("<>+-,.[]\n",*c))printf("%c",*c);

      switch(o=1,*c++) {

      case '<': p--;        break;

      case '>': p++;        break;

      case '+': a[p]++;     break;

      case '-': a[p]--;     break;

      case '.': putchar(a[p]); fflush(stdout); break;

      case ',': 

    tmp=getchar();

    if (tmp == EOF) a[p]=0; 

    else a[p]=tmp;

................

        .................

}

r--;

}

 

（2）跳转指令完成了循环功能。在循环指令的解释执行过程中，使用了递归机制完成了BF语言的“[”与”]” 指令的解释，“[”标示着一段循环的开始，而“]”标示着一段循环的结束，这意味着循环可以嵌套，可以由多个“[”与”]” 指令组成多层循环。

[	如果指针指向的单元值为零，向后跳转到对应的]指令的次一指令处
]	如果指针指向的单元值不为零，向前跳转到对应的[指令的次一指令处

 

因为可能存在多种循环，所以必须找到本次循环开始的“[”对应的“]”处，循环的条件通过指针指向的单元值来决定，只要指针指向的内容为0，则循环结束，否则循环继续。

通过下面这段语句，完成对应“[”的“]”的查找，寻找的过程中，更新下一步要执行的BF指令指针（for循环语句中的“c++”）:

for( b=1,d=c; b && *c; c++ )

b+=*c=='[', b-=*c==']';

找到循环的结束处后，对指针指向的单元值( 下面代码中的“a[p]”)进行判断，只要单元值不为0，则递归调用interpret函数进行下一条指令的解释：

while( a[p] )

interpret(d);

为防止循环的符号不对应，比如说，最后多了循环结束标志”]”，则出现了异常，程序非正常退出，如下面代码所示：

case ']':

puts("UNBALANCED BRACKETS"), exit(0);   

 

对这2个指令的解释的全部代码如下：

 

void interpret(char *c)

{

char *d; int tmp;

 

r++;

while( *c ) {

      ............

          case '[':

for( b=1,d=c; b && *c; c++ )

b+=*c=='[', b-=*c==']';

if(!b) {

c[-1]=0;

while( a[p] )

interpret(d);

c[-1]=']';

break;

}

case ']':

puts("UNBALANCED BRACKETS"), exit(0);   

 

              .................................

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