用Python写语言的解释器

花了一下午的时间完成了一个简单语言的解释器,我会在最后帖出所有代码,但是今天不打算详细解释程序的每一个步骤,最近考虑找实习、做论文,要花一些时间。有时间了我会解释每一部分,在这里只提醒一下读者,程序的写作过程和它呈现出来的不一样,总体来说我的写作过程是先写一个只包含一条指令的解释器,然后逐渐加入其他指令。ps:我是多么的想看看高手们写程序的过程,而不只是结果,但是就像graham说的“写的过程往往显得冗长”,所以这方面的书籍不多。我觉得比较接近的书包括《clean code》、《paip》、《software tools》。只可惜现在只看完了一本半。

想法的来源

昨天圣诞节,坐在不能上网的实验室,觉得好无聊。然后想起了学习《可计算性与计算复杂性》的时候,里面用到了一种含有5条指令的原语言,老师也要求我们用这个语言写程序,所以我就想写一个解释器,来执行用该语言,并把这个解释器作为自己的圣诞礼物。

原语言描述

书中说它是一个fortran式的简单语言,所以我就给它起了个简单的名字Metafor,表示meta fortran。下面来看一下它的具体描述,然后贴上我在代码里更详细的描述,我为每一种指令都起了个名字(注意其中把赋值语句命名为setf是由于我最近在写common lisp多一些)。

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指令                         描述
x = x + 1                   变量x的值加1
x = x - 1                   变元x的值减1。若x的值为0,则结果仍为0
TO A IF x≠0             若x≠0,则转标号为A的指令;否则执行下一条指令
TO A                       无条件转到标号为A的指令
y=x                          把x的值赋给变元y,x值保持不变

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1. Metafor has five instructions:      name instruction description      inc: x = x + 1, Increase by 1 the value of the variable x.   dec: x = x - 1, If the value of x is 0, leave it unchanged; otherwise                   decrease by 1 the value of x.   con_goto: TO A IF x != 0, If the value of x is nonzero, perform the instruction                             with the label A next; otherwise proceed to the next                             instruction in the list.   goto: TO A, Perform the instruction with the label A next.   setf: y = x, Change the value variable y to the value of variable x.      2. Some specification:      (1) Input variables are represented as:   x1, x2, x3, ...      (2) Local variables are represented as:   z1, z2, z3, ...      (3) Output variable is represented as:   y      note: the num 1 is often omitted(i.e., x stands for x1 and z stands   for z1).      3. Labeled instructions:      Instructions may or may not have labels. When an instruction is labeled,   the label is written to its left in square brackets. For example,      [B] Z = Z - l      4. A smaple program:      "Program to compute y = x1+ x2"          y = x1   [B] TO A IF x2 != 0       TO E   [A] x2 = x2 - 1       y = y + 1       TO B      4. For more information, please refer to 《可计算性与计算复杂性》,   周长林、李占山著.  

整体思路

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