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#6

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(1) HL-6

ページ名名前行数.exeの大きさ説明速度のめやす
a21_txt01HL-149行6.0KB初めの一歩、たった49行のシンプルすぎる言語処理系計測不能
a21_txt01_2HL-2128行6.5KB変数名は1文字じゃなくてもOK、見やすいスペースやインデントもOKに計測不能
a21_txt01_3HL-3148行7.0KB条件分岐などをサポートしてループ処理が可能に1520倍
a21_txt01_4HL-4186行7.5KBREPLの導入（これは楽しい！）1520倍
a21_txt01_5HL-5215行7.5KB少し高速化260倍
#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) → HL-4と同じなので省略

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#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 var[MAX_TC + 1];	// 変数.

int getTc(String s, int len) → HL-4と同じなので省略

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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.

enum { TcSemi = 0, TcDot, TcWiCard, Tc0, Tc1, Tc2, Tc3, Tc4, Tc5, Tc6, Tc7, Tc8, TcEEq, TcNEq, TcLt, TcGe, TcLe, TcGt };

char tcInit[] = "; . !!* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 == != < >= <= >";

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int phrCmp_tc[100 * 32], ppc1, wpc[9]; // ppc1:一致したフレーズの次のトークンをさす, wpc[]:ワイルドカードのトークンの場所をさす.

int phrCmp(int pid, String phr, int pc) → HL-5と同じなので省略

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typedef int *IntP; // こう書くと IntP は int * の代わりに使えるようになる.

enum { OpCpy = 0, OpAdd, OpSub, OpPrint, OpGoto, OpJeq, OpJne, OpJlt, OpJge, OpJle, OpJgt, OpTime, OpEnd, OpAdd1 };

IntP ic[10000], *icq; // ic[]:内部コード、icq:ic[]への書き込み用ポインタ.

void putIc(int op, IntP p1, IntP p2, IntP p3, IntP p4)  // ic[]へ簡単に書き込むための便利関数.
{
    icq[0] = (IntP) op;
    icq[1] = p1;
    icq[2] = p2;
    icq[3] = p3;
    icq[4] = p4;
    icq += 5;
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int compile(String s)
{
    int pc, pc1, i;
    IntP *icq1;
    pc1 = lexer(s, tc);
    tc[pc1++] = TcSemi;	// 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] = TcDot;	// エラー表示用のために末尾にピリオドを登録しておく.
    icq = ic;  // これで、icqはic[0]を指すようになる. ここから書き始める.
    for (pc = 0; pc < pc1; ) { // コンパイル開始.
        if (phrCmp( 1, "!!*0 = !!*1;", pc)) { // 単純代入.
            putIc(OpCpy,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], 0, 0);
        } else if (phrCmp( 9, "!!*0 = !!*1 + 1;", pc) && tc[wpc[0]] == tc[wpc[1]]) {  // 高速化のために+1専用の命令を用意(せこくてすみません).
            putIc(OpAdd1, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 2, "!!*0 = !!*1 + !!*2;", pc)) {  // 加算.
            putIc(OpAdd,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], &var[tc[wpc[2]]], 0);
        } else if (phrCmp( 3, "!!*0 = !!*1 - !!*2;", pc)) {  // 減算.
            putIc(OpSub,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], &var[tc[wpc[2]]], 0);
        } else if (phrCmp( 4, "print !!*0;", pc)) { // print.
            putIc(OpPrint, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 0, "!!*0:", pc)) {	// ラベル定義命令.
            var[tc[wpc[0]]] = icq - ic;	// ラベルに対応するicqを記録しておく.
        } else if (phrCmp( 5, "goto !!*0;", pc)) { // goto.
            putIc(OpGoto, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 6, "if (!!*0 !!*1 !!*2) goto !!*3;", pc) && TcEEq <= tc[wpc[1]] && tc[wpc[1]] <= TcLt) {
            putIc(OpJeq + (tc[wpc[1]] - TcEEq), &var[tc[wpc[3]]], &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[2]]], 0);
        } else if (phrCmp( 7, "time;", pc)) {
            putIc(OpTime, 0, 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 8, ";", pc)) {
            // 何もしない.
        } else
           goto err;
        pc = ppc1;
    }
    putIc(OpEnd, 0, 0, 0, 0);
    icq1 = icq;
    for (icq = ic; icq < icq1; icq += 5) {  // goto先の設定.
        i = (int) icq[0];
        if (OpGoto <= i && i <= OpJgt) {
            icq[1] = (IntP) (*icq[1] + ic);
        }
    }
    return icq1 - ic;
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;
}

void exec()
{
    clock_t t0 = clock();
    IntP *icp = ic; // これによりicpはic[0]を指すようになる.
    for (;;) {
        switch ((int) icp[0]) {
        case OpCpy:
            *icp[1] = *icp[2];
            icp += 5;
            continue;
        case OpAdd:
            *icp[1] = *icp[2] + *icp[3];
            icp += 5;
            continue;
        case OpSub:
            *icp[1] = *icp[2] - *icp[3];
            icp += 5;
            continue;
        case OpPrint:
            printf("%d\n", *icp[1]);
            icp += 5;
            continue;
        case OpGoto:
            icp = (IntP *) icp[1];
            continue;
        case OpJeq:  if (*icp[2] == *icp[3]) { icp = (IntP *) icp[1]; continue; } icp += 5; continue;
        case OpJne:  if (*icp[2] != *icp[3]) { icp = (IntP *) icp[1]; continue; } icp += 5; continue;
        case OpJlt:  if (*icp[2] <  *icp[3]) { icp = (IntP *) icp[1]; continue; } icp += 5; continue;
        case OpTime:
            printf("time: %.3f[sec]\n", (clock() - t0) / (double) CLOCKS_PER_SEC);
            icp += 5;
            continue;
        case OpEnd:
            return;
        case OpAdd1:
            (*icp[1])++;
            icp += 5;
            continue;
        }
    }
}

int run(String s)
{
    if (compile(s) < 0)
        return 1;
    exec();
    return 0;
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int main(int argc, const char **argv) → HL-5と同じなので省略
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(2) HL-6の簡単な説明

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(3) 内部コードに関する詳しい説明（compile(), exec()など）

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(4) 発展的な改造

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次回に続く

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