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* 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
-(by [[K]], 2021.01.27)
-(by [[K]], 2021.03.01)
** (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。
** (1) HL-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、対話形式で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。
-ということで、HL-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).
int loadText(String path, String t, int siz) // HL-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.
if (path[0] == 34) { i = 1; } // ダブルクォートがあればはずす.
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;
return 1; // 失敗.
}
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;
return 0; // 成功.
}
int isAlphabet(unsigned char c) → TL-2と同じなので省略
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int lexer(String s, String b, String t[]) → 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.
unsigned char tcBuf[10000];
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) → TL-2と同じなので省略
int var[MAX_TC + 1]; // 変数.
int pc, pc1, var[MAX_TC + 1], tc[1000]; // 変数(var)とトークンコード(tc).
String t[1000]; // トークン(t).
int getTc(String s, int len) → HL-2と同じなので省略
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int isAlphabet(unsigned char c) → HL-2と同じなので省略
int lexer(String s, int tc[]) → HL-2と同じなので省略
int tc[10000]; // トークンコード.
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int run(String s)
{
clock_t t0 = clock();
unsigned char buf[10000];
int i, tcs0 = tcs;
strcpy(s + strlen(s), ";"); // 末尾に「;」を付け忘れることが多いので、付けてあげる.
pc1 = lexer(s, buf, t);
t[pc1] = t[pc1 + 1] = t[pc1 + 2] = t[pc1 + 3] = ""; // エラー表示用のために末尾にいくつか長さ0の文字列を登録しておく.
for (pc = 0; pc < pc1; pc++) { // プログラム中で使われているすべてのトークンを調べて、tc[]の初期化.
tc[pc] = getTc(t[pc]);
}
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 = 1; pc < pc1; pc++) { // ラベル定義命令を探して位置を登録.
if (strcmp(t[pc], ":") == 0) {
var[tc[pc - 1]] = pc + 1; // ラベル定義命令の次のpc値を記憶させておく.
int pc, pc1;
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ピリオドを登録しておく.
int semi = getTc(";", 1);
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.
}
}
for (pc = 0; pc < pc1; pc++) { // プログラム実行開始.
if (strcmp(t[pc + 1], "=") == 0) { // 2単語目が"=".
if (strcmp(t[pc + 3], ";") == 0) { // 単純代入.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]];
} else if (strcmp(t[pc + 3], "+") == 0 && strcmp(t[pc + 5], ";") == 0) { // 加算.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]] + var[tc[pc + 4]];
} else if (strcmp(t[pc + 3], "-") == 0 && strcmp(t[pc + 5], ";") == 0) { // 減算.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]] - var[tc[pc + 4]];
} else
goto err;
} else if (strcmp(t[pc], "print") == 0 && strcmp(t[pc + 2], ";") == 0) { // print.
for (pc = 0; pc < pc1;) { // プログラム実行開始.
if (tc[pc + 1] == getTc("=", 1) && tc[pc + 3] == semi) { // 単純代入.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]];
} else if (tc[pc + 1] == getTc("=", 1) && 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 + 1] == getTc("=", 1) && tc[pc + 3] == getTc("-", 1) && tc[pc + 5] == semi) { // 減算.
var[tc[pc]] = var[tc[pc + 2]] - var[tc[pc + 4]];
} else if (tc[pc] == getTc("print", 5) && tc[pc + 2] == semi) { // print.
printf("%d\n", var[tc[pc + 1]]);
} else if (strcmp(t[pc + 1], ":") == 0) { // 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).
} else if (tc[pc + 1] == getTc(":", 1)) { // ラベル定義命令.
pc += 2; // 何もしないで読み飛ばす.
continue;
} else if (strcmp(t[pc], "goto") == 0 && strcmp(t[pc + 2], ";") == 0) { // goto.
pc = var[tc[pc + 1]] - 1; // for文がpc++するので、1を引いておく.
} else if (tc[pc] == getTc("goto", 4) && tc[pc + 2] == semi) { // goto.
pc = var[tc[pc + 1]];
continue;
} else if (strcmp(t[pc], "if") == 0 && strcmp(t[pc + 1], "(") == 0 && strcmp(t[pc + 5], ")") == 0 && strcmp(t[pc + 6], "goto") == 0 && strcmp(t[pc + 8], ";") == 0) { // if (...) goto.
int pc1 = var[tc[pc + 7]] - 1, v0 = var[tc[pc + 2]], v1 = var[tc[pc + 4]];
if (strcmp(t[pc + 3], "!=") == 0 && v0 != v1) { pc = pc1; continue; }
if (strcmp(t[pc + 3], "==") == 0 && v0 == v1) { pc = pc1; continue; }
} else if (strcmp(t[pc], "time") == 0) {
} 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 gpc = var[tc[pc + 7]], v0 = var[tc[pc + 2]], v1 = var[tc[pc + 4]];
if (tc[pc + 3] == getTc("!=", 2) && v0 != v1) { pc = gpc; continue; } // 条件が成立したらgoto処理.
if (tc[pc + 3] == getTc("==", 2) && v0 == v1) { pc = gpc; continue; } // 条件が成立したらgoto処理.
if (tc[pc + 3] == getTc("<", 1) && v0 < v1) { pc = gpc; continue; } // 条件が成立したらgoto処理.
} else if (tc[pc] == getTc("time", 4) && tc[pc + 1] == semi) {
printf("time: %.3f[sec]\n", (clock() - t0) / (double) CLOCKS_PER_SEC);
} else if (strcmp(t[pc], ";") == 0) {
} else if (tc[pc] == semi) {
// 何もしない.
} else
goto err;
while (strcmp(t[pc], ";") != 0)
while (tc[pc] != semi)
pc++;
pc++; // セミコロンを読み飛ばす.
}
return 0;
err:
printf("syntax error : %s %s %s %s\n", t[pc], t[pc + 1], t[pc + 2], t[pc + 3]);
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 (argc >= 2) { // コマンドライン引数あり.
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 (strncmp(txt, "run ", 4) == 0) { // runコマンド.
if (loadText(&txt[4], txt, 10000) == 0) {
run(txt);
}
} else if (strcmp(txt, "exit") == 0) {
} else if (strcmp(txt, "exit") == 0) { // exitコマンド.
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。
-HL-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
C:\a21_txt01>hl4
>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: 15.117[sec]
>run hl3.txt ← HL-3用の1億回ループのプログラムを実行させました。
time: 73.984[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。
>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>
-私はとても楽しいです!
** (10) TL-3の補足説明
** (2) HL-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 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 isAlphabetOrNumber(unsigned char c)
---引数で渡された文字コードが、英数字であれば1を返す。それ以外なら0を返す。
---アンダースコアもHL-4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。
---この関数は以下のlexer()の下請け。
--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)
---言語処理の本体。HL-3までのmain()に相当。
--int main(int argc, const char **argv)
---REPLの処理をしている。
-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 var[]
---変数の値を記憶しておくための変数。トークンコードをそのまま変数番号に転用している。
--int tc[]
---プログラムをトークンコード列に変換したものがここに入る。
----
-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
-次回: [[a21_txt01_5]]
*こめんと欄
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