手拉手教你实现一门编程语言 Enkel, 系列 11
2018-09-08 本文已影响0人
KevinOfNeu
本文系 Creating JVM language 翻译的第 11 篇。
原文中的代码和原文有不一致的地方均在新的代码仓库中更正过，建议参考新的代码仓库。
源码
Java 以及默认参数
Java 中没有默认参数是我感觉最不爽的一点。有些人建议我使用 Builder 模式，但是我觉得这样会产生大量的模板代码。我一直搞不懂为何 Java 这么久以来忽略了这个特性。虽然实现起来并不困难。
实参(Argument) VS 形参 （Parameter）
这两个概念非常容易被混淆。简单说来就是：
- 形参 - 方法的签名
- 实参 - 方法调用的传参
方法调用的时候传递的表达式是实际参数，而形参是用来表示一个方法的签名。
概念
思路：在方法调用的时候，查找对应的方法签名，并且获得参数的默认值。这样字节码生成部分无需修改。方法调用的时候，把没明确给出值的参数用默认值代替，模拟正常的调用。
语法规则更改
语法规则变动仅发生在 functionParameterRule:
functionParameter : type ID functionParamdefaultValue? ;
functionParamdefaultValue : '=' expression ;
方法参数包含了类型以及名字，以及后面可选的 = 以及紧随其后的默认值。
匹配 Antlr 上下文对象
这部分的改动也是很小的。在 FunctionParameter 类中添加新的字段 defaultValue ，字段中保存了 Optional<Expression> 。如果解析器发现 defaultValue 有明确传值，那么 Optional 中有值，否则是 empty。
public class FunctionSignatureVisitor extends EnkelBaseVisitor<FunctionSignature> {
@Override
public FunctionSignature visitFunctionDeclaration(@NotNull EnkelParser.FunctionDeclarationContext ctx) {
//other stuff
for(int i=0;i<argsCtx.size();i++) { //for each parsed argument
//other stuff
Optional<Expression> defaultValue = getParameterDefaultValue(argCtx);
FunctionParameter functionParameters = new FunctionParameter(name, type, defaultValue);
parameters.add(functionParameters);
}
//other stuff
}
private Optional<Expression> getParameterDefaultValue(FunctionParameterContext argCtx) {
if(argCtx.functionParamdefaultValue() != null) {
EnkelParser.ExpressionContext defaultValueCtx = argCtx.functionParamdefaultValue().expression();
return Optional.of(defaultValueCtx.accept(expressionVisitor));
}
return Optional.empty();
}
}
生成字节码
方法调用的字节码生成需要添加如下处理:
- 检查实际传参的数量是否多余方法签名参数数量
- 对于没有传递的参数，需要对默认的表达式求值
缺失参数的索引值是这样安排的：参数的索引在方法签名的最后一个参数之前（闭区间）和方法调用的实际传参索引之间（开区间）。
举例:
signature: fun(int x,int x2=5,int x3=4)
call: fun(2)
缺失的参数是 x2 (索引是 1）和 x3(索引值是2)，因为方法调用的参数索引是0， 方法签名的索引值最大是 2，所以缺失参数的索引分别是 1 和 2。
public class ExpressionGenrator {
public void generate(FunctionCall functionCall) {
//other stuff
if(arguments.size() > parameters.size()) {
throw new BadArgumentsToFunctionCallException(functionCall);
}
arguments.forEach(argument -> argument.accept(this));
for(int i=arguments.size();i<parameters.size();i++) {
Expression defaultParameter = parameters.get(i).getDefaultValue()
.orElseThrow(() -> new BadArgumentsToFunctionCallException(functionCall));
defaultParameter.accept(this);
}
//other stuff
}
}
示例
如下 Enkel 代码:
DefaultParamTest {
main(string[] args) {
greet("andrew")
print ""
greet("kuba","enkel")
}
greet (string name,string favouriteLanguage="java") {
print "Hello my name is "
print name
print "and my favourite langugage is "
print favouriteLanguage
}
}
得到的字节码输出:
public class DefaultParamTest {
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: ldc #8 //push String "andrew" onto the stack
2: ldc #10 // push String "java" onto the stack <-- implicit argument value
4: invokestatic #14 // invoke static method greet:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
7: getstatic #20 // get static field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
10: ldc #22 // push empty String (empty line)
12: invokevirtual #27 // call Method "Ljava/io/PrintStream;".println:(Ljava/lang/String;)V to print empty line
15: ldc #29 // push String "kuba"
17: ldc #31 // push String "enkel" <-- explicit argument value
19: invokestatic #14 //invoke static method greet:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
22: return
public static void greet(java.lang.String, java.lang.String);
Code:
0: getstatic #20 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #33 // String Hello my name is
5: invokevirtual #27 // Method "Ljava/io/PrintStream;".println:(Ljava/lang/String;)V
8: getstatic #20 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
11: aload_0 // load (push onto stack) variable at index 0 (first parameter of a method)
12: invokevirtual #27 // Method "Ljava/io/PrintStream;".println:(Ljava/lang/String;)V
15: getstatic #20 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
18: ldc #35 // String and my favourite langugage is
20: invokevirtual #27 // Method "Ljava/io/PrintStream;".println:(Ljava/lang/String;)V
23: getstatic #20 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
26: aload_1 // load (push onto stack) variable at index 1 (second parameter of a method)
27: invokevirtual #27 // Method "Ljava/io/PrintStream;".println:(Ljava/lang/String;)V
30: return
}
运行输出是：
Hello my name is
andrew
and my favourite langugage is
java
Hello my name is
kuba
and my favourite langugage is
enkel
