首页 / 操作系统 / Linux / 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）。+-------------------------------------------------------------------------------------------+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+-------------------------------------------------------------------------------------------+

1. 1. Metafor has five instructions:  
2.   
3. name instruction description  
4.   
5. inc: x = x + 1, Increase by 1 the value of the variable x.  
6. dec: x = x - 1, If the value of x is 0, leave it unchanged; otherwise  
7.                 decrease by 1 the value of x.  
8. con_goto: TO A IF x ！= 0, If the value of x is nonzero, perform the instruction  
9.                           with the label A next; otherwise proceed to the next  
10.                           instruction in the list.  
11. goto: TO A, Perform the instruction with the label A next.  
12. setf: y = x, Change the value variable y to the value of variable x.  
13.   
14. 2. Some specification:  
15.   
16. （1） Input variables are represented as:  
17. x1, x2, x3, ...  
18.   
19. （2） Local variables are represented as:  
20. z1, z2, z3, ...  
21.   
22. （3） Output variable is represented as:  
23. y  
24.   
25. note: the num 1 is often omitted（i.e., x stands for x1 and z stands  
26. for z1）.  
27.   
28. 3. Labeled instructions:  
29.   
30. Instructions may or may not have labels. When an instruction is labeled,  
31. the label is written to its left in square brackets. For example,  
32.   
33. [B] Z = Z - l  
34.   
35. 4. A smaple program:  
36.   
37. "Program to compute y = x1+ x2"  
38.   
39.     y = x1  
40. [B] TO A IF x2 ！= 0  
41.     TO E  
42. [A] x2 = x2 - 1  
43.     y = y + 1  
44.     TO B  
45.   
46. 4. For more information, please refer to 《可计算性与计算复杂性》,  
47. 周长林、李占山著.  

整体思路 由于该语言中含有goto语句，所以我不能一句一句的解释执行，我需要把整个程序读进来，转换成一种方面的内部格式后，作为整体执行。例如，这是计算y = x + x2的语言程序：

1. y = x  
2. TO A IF x2 ！= 0  
3. TO E  
4. x2 = x2 - 1  
5. y = y + 1  
6. TO B  

它转换为内部格式后，为：

1. [["setf", "y", "x"],  
2.  ["labeled_exp", "B", ["con_goto", "A", "x2"]],  
3.  ["goto", "E"],  
4.  ["labeled_exp", "A", ["dec", "x2"]],  
5.  ["inc", "y"],  
6.  ["goto", "B"]]