java实现C语言解释器：while 和 do while 循环的解释和执行

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用java开发C语言编译器

随着解释器功能不断增强，当下我们的解释器已经能够对C语言的解释执行提供了很好的支持，我们有了循环，有了库函数调用，随着我们对解释器进一步的开发，它的功能必将也来越完善，越来越趋近于一个功能强大的C语言解释器，这一节，我们继续锦上添花，为当前的解释器增加对循环while 和 do … while的解释执行功能，完成这节后，我们的解释器开发将进入一个重大的里程碑，那就是，他将能解释执行用C语言编写的快速排序算法，进而也表明，我们开发的解释器已经达到了一个比较成熟的地步，完成本节代码后，我们的解释器将能解释执行下面代码：

int a[3];

void main() {
int i;
i = 0;
while (i < 3) {
a[i] = i;
i++;
}

i = 0;
do {
printf("%d",a[i]);
i++;
} while (i < 3);

}

我们先看看两个循环对应的语法表达式：

STATEMENT -> WHILE LP TEST RP STATEMENT
STATEMENT -> DO STATEMENT WHILE LP TEST RP SEMI

其中，WHILE , DO 对应的就是while 和 do 两个关键字， TEST对应while后面的循环条件。根据语法表达式，我们可以构造对应的语法执行树，在codeTreeBuilder.java中，添加如下代码：

public ICodeNode buildCodeTree(int production, String text) {
ICodeNode node = null;
Symbol symbol = null;

switch (production) {
....
case CGrammarInitializer.While_LP_Test_Rp_TO_Statement:
case CGrammarInitializer.Do_Statement_While_Test_To_Statement:
node = ICodeFactory.createICodeNode(CTokenType.STATEMENT);
node.addChild(codeNodeStack.pop());
node.addChild(codeNodeStack.pop());
break;
....
}

}

while 语句 和 do..while 语句的执行树节点构造方式是一样的，但逻辑上有些不同，对于while 语句， 添加的第一个节点是TEST, 也就是跟在while 后面的条件判断语句，第二个节点这是在大括号里面的STATEMENT。但是对于do…while语句，第一个节点对应的是大括号里面的STATEMENT, 第二个节点才是用于判断循环是否结束的条件判断语句。

对两个循环语句的解释执行还是落在StatementExecutor的实现中：

public class StatementExecutor extends BaseExecutor{
private enum LoopType {
FOR,
WHILE,
DO_WHILE
};

@Override
public Object Execute(ICodeNode root) {
int production = (int)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION);
ICodeNode node;

switch (production) {
....
case CGrammarInitializer.While_LP_Test_Rp_TO_Statement:
while (isLoopContinute(root, LoopType.WHILE)) {
executeChild(root, 1);
}
break;

case CGrammarInitializer.Do_Statement_While_Test_To_Statement:
do {
executeChild(root, 0);
} while(isLoopContinute(root, LoopType.DO_WHILE));

break;
....
}

private boolean isLoopContinute(ICodeNode root, LoopType type) {
ICodeNode res = null;
if (type == LoopType.FOR || type == LoopType.DO_WHILE) {
res = executeChild(root, 1);
}
else if (type == LoopType.WHILE) {
res = executeChild(root, 0);
}

int result = (Integer)res.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
return res != null && result != 0;

}
}

对while 和 do…while 语句的执行稍微有所不同，执行while语句时，我们先执行isLoopContinue，也就是先判断循环条件是否成立，如果成立的话，再执行大括号里面的语句集合，对应do…while, 我们先把大括号里面的语句集合执行一次，然后再判断循环条件是否成立。

从isLoopContinute函数的实现我们可以发现，do..while 和 for 循环一样，下标为1的节点对应的是循环条件判断，而对于while，下标为0的子节点才是对应于循环条件判断。

有了上面代码后，我们解释器就能解释执行while 和 do…while 两个循环语句了。至此，解释器具备已了解释执行快速排序算法的相应功能，在下一节，我们将用C语言实现快速排序算法，然后使用我们构建的解释器来解释执行。能够执行具备一定复杂度的C语言代码，标识着我们的解释器已经达到了一定的专业完备性。

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