川合のプログラミング言語自作のためのテキスト第三版#4
(9) TL-4
- みなさんは「REPL」という言葉を知っているでしょうか。これは「Read-Eval-Print Loop」の略で、インタプリタが起動して、プロンプトからコマンドを入力すると（Read）、直ちに評価・実行されて（Eval）、結果が表示される（Print)、というのがループになっていて、何度でもできる機能のことです。
- これができるようになると、自作言語は見違えるほど魅力的になります。
- ということで、TL-4ではそれをやってみようと思います。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
typedef unsigned char *String; // こう書くと String は unsigned char * の代用になる.
int loadText(String path, String t, int siz) // TL-1のとは違う(改造).
{
FILE *fp;
unsigned char s[1000];
int i = 0, j;
if (path[0] == 34) { i = 1; } // ダブルフォールトがあればはずす.
for (j = 0; ; j++) {
if (path[i + j] == 0 || path[j + i] == 34)
break; // ファイル名の末尾に来たらそこで終わり.
s[j] = path[i + j];
}
s[j] = 0;
fp = fopen(s, "rt"); // テキストモードでファイルを開く.
if (fp == 0) { // ファイルを開けなかった.
printf("fopen error : %s\n", path);
return 1;
}
i = fread(t, 1, siz - 1, fp);
fclose(fp);
t[i] = 0; // 終端マークを書いておく.
return 0;
}
int isAlphabet(unsigned char c) → TL-2と同じなので省略
#define MAX_TC 255 // トークンコードの最大値.
String ts[MAX_TC + 1]; // トークンの内容(文字列)を記憶.
int tl[MAX_TC + 1]; // トークンの長さ.
unsigned char tcBuf[(MAX_TC + 1) * 10]; // トークン1つ当たり平均10バイトを想定.
int tcs = 0, tcb = 0;
int getTc(String s, int len) → TL-2と同じなので省略
int lexer(String s, int tc[]) → TL-2と同じなので省略
int pc, pc1, var[MAX_TC + 1], tc[1000]; // 変数(var)とトークンコード(tc).
int run(String s)
{
clock_t t0 = clock();
int i, tcs0 = tcs; // tcs0は、現時点での登録済みトークン数.
pc1 = lexer(s, tc);
tc[pc1++] = getTc(";", 1); // 末尾に「;」を付け忘れることが多いので、付けてあげる.
tc[pc1] = tc[pc1 + 1] = tc[pc1 + 2] = tc[pc1 + 3] = getTc(" ", 1); // エラー表示用のために末尾にスペースを登録しておく.
for (i = tcs0; i < tcs; i++) { // 定数の初期値を代入.
var[i] = strtol(ts[i], 0, 0); // 定数だった場合に初期値を設定（定数ではないときは0になる）.
}
for (pc = 0; pc < pc1; pc++) { // ラベル定義命令を探して位置を登録.
if (tc[pc + 1] == getTc(":", 1)) {
var[tc[pc]] = pc + 2; // ラベル定義命令の次のpc値を記憶させておく.
}
}
int semi = getTc(";", 1);
for (pc = 0; pc < pc1; pc++) { // プログラム実行開始.
if (tc[pc + 1] == getTc("=", 1)) { // 2単語目が"=".
if (tc[pc + 3] == semi) { // 単純代入.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]];
} else if (tc[pc + 3] == getTc("+", 1) && tc[pc + 5] == semi) { // 加算.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]] + var[tc[pc + 4]];
} else if (tc[pc + 3] == getTc("-", 1) && tc[pc + 5] == semi) { // 減算.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]] - var[tc[pc + 4]];
} else
goto err;
} else if (tc[pc] == getTc("print", 5) && tc[pc + 2] == semi) { // print.
printf("%d\n", var[tc[pc + 1]]);
} else if (tc[pc + 1] == getTc(":", 1)) { // ラベル定義命令.
pc++; // 1単語だけ読み飛ばす(for文がもう1単語を読み飛ばしてくれる).
continue;
} else if (tc[pc] == getTc("goto", 4) && tc[pc + 2] == semi) { // goto.
pc = var[tc[pc + 1]] - 1; // for文がpc++するので、1を引いておく.
continue;
} else if (tc[pc] == getTc("if", 2) && tc[pc + 1] == getTc("(", 1) && tc[pc + 5] == getTc(")", 1) && tc[pc + 6] == getTc("goto", 4) && tc[pc + 8] == semi) { // if (...) goto.
int pc1 = var[tc[pc + 7]] - 1, v0 = var[tc[pc + 2]], v1 = var[tc[pc + 4]];
if (tc[pc + 3] == getTc("!=", 2) && v0 != v1) { pc = pc1; continue; } // 条件が成立したらgoto処理.
if (tc[pc + 3] == getTc("==", 2) && v0 == v1) { pc = pc1; continue; } // 条件が成立したらgoto処理.
} else if (tc[pc] == getTc("time", 4)) {
printf("time: %.3f[sec]\n", (clock() - t0) / (double) CLOCKS_PER_SEC);
} else if (tc[pc] == semi) {
// 何もしない.
} else
goto err;
while (tc[pc] != semi)
pc++;
}
return 0;
err:
printf("syntax error : %s %s %s %s\n", ts[tc[pc]], ts[tc[pc + 1]], ts[tc[pc + 2]], ts[tc[pc + 3]]);
return 1;
}
int main(int argc, const char **argv)
{
unsigned char txt[10000];
int i;
if (argc >= 2) {
if (loadText((String) argv[1], txt, 10000) == 0) {
run(txt);
}
exit(0);
}
for (;;) { // Read-Eval-Print Loop.
printf("\n>");
fgets(txt, 10000, stdin);
i = strlen(txt);
if (txt[i - 1] == '\n') { // 末尾に改行コードが付いていればそれを消す.
txt[i - 1] = 0;
}
if (strncmp(txt, "run ", 4) == 0) {
if (loadText(&txt[4], txt, 10000) == 0) {
run(txt);
}
} else if (strcmp(txt, "exit") == 0) {
exit(0);
} else {
run(txt);
}
}
}
- TL-3と比較すると、まずloadText()をコマンドライン引数以外でも使えるように改造しました。次にmain()の中にあったプログラム実行部分をrun()関数に切り出しました。その上で、main()内に Read-Eval-Print Loop を作りこんでいます。
- また「;」だけの場合に何もしないという処理も追加しました。これで余計な「;」がいくつあってもエラーにはならなくなります。
- そしてコマンド入力で、末尾の「;」をよく忘れるのでrun()の最初で「;」を付与する処理を追加しています。
- これらの改造により、実行すると以下のようになります。
C:\a21_txt01>tl4
>run tl3.txt ← TL-3用の1億回ループのプログラムを実行させました。
time: 55.920[sec]
>print i ← 実行後に、変数iの値を確認してみました。
100000000 ← あっています。
>a=0; label: print a; a=a+1; if (a != 10) goto label; ← 頑張って一行で書けば、こんなのも実行できます。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
>exit ← 終了コマンド。
c:\a21_txt01>
(10) TL-4の補足説明
- 関数：
- void loadText(String path, String t, int siz)
- ファイルパスpathで指定されたソースファイルをtに読み込む。sizはtの最大サイズを表す（これを超える長さのファイルは途中で打ち切られる）。
- int isAlphabet(unsigned char c)
- 引数で渡された文字コードが、アルファベットであれば1を返す。アルファベットでなければ0を返す。
- アンダースコアもTL-3の中ではアルファベットということにしておく。そうすることで、変数の一文字目に使えるようになる。
- int getTc(String s, int len)
- トークン（単語）をsに渡すと、それに対応するトークンコード（整数）を返す。
- int lexer(String s, int tc[])
- sにプログラムのソースコードを渡す。すると、tc[]にトークンコード（単語番号）に変換させられた数列が入って返される。
- より詳しい動作は、a21_txt01_2aを参照のこと。
- int run(String s)
- int main(int argc, const char **argv)
- 変数：
- String ts[]
- getTc()が管理している配列変数で、トークンコードからトークン文字列を得るために使う。
- int tl[]
- getTc()が管理している配列変数で、トークンコードからトークン文字列の長さを得るために使う。
- unsigned char tcBuf[]
- getTc()が管理している変数で、トークン文字列の実体を保存しておくための場所。
- int tcs, tcb
- どちらもgetTc()が管理している変数で、tcsは今までに発行したトークンコードの個数（0～tcs-1が発行済み）。
- tcbはtcBuf[]の未使用領域を指している。
- もしtcBuf[]やtcbの役割がピンとこない場合は、a21_txt01_2bを参照。
- int pc, pc1, var[], tc[]
- pcは現在プログラムのどこを実行しているのか指し示すもの。pc1はプログラムの終端位置。
- var[]は変数の値を保持するための変数。tc[]はプログラムのトークン列をトークンコードに変換して並べたもの。
- 説明するところはあまりないのですが、一応新しいloadText()の中身について説明しておきます。
- 最初にしていることは、path[]からs[]を作ることです。
- もしダブルクォートが先頭についていたらそれを読み飛ばすようにします（ダブルクォートは「"」のことです。文字コードは34番です）。
- そしてダブルクォートもしくは文字コード0までをs[]にコピーします。
- この処理によって「tl3.txt」と「"tl3.txt"」のどちらの書き方でもファイルが開けるようになっています。
次回に続く
こめんと欄
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