* 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]], 2021.03.01)

** (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、何度でもできる機能のことです。
-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、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).
 {
     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; // 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; // 成功.
 }
 
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 #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) → TL-2と同じなので省略
 
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 int isAlphabet(unsigned char c) → 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 tc[10000];	// トークンコード.
 
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 int run(String s)
 {
     clock_t t0 = clock();
     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;) { // 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 (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 (tc[pc] == getTc("goto", 4) && tc[pc + 2] == semi) { // goto.
             pc = var[tc[pc + 1]];
             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 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 (tc[pc] == semi) {
             // 何もしない.
         } else
             goto err;
         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", 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) { // 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) {  // runコマンド.
             if (loadText(&txt[4], txt, 10000) == 0) {
                 run(txt);
             }
         } else if (strcmp(txt, "exit") == 0) { // exitコマンド.
             exit(0);
         } else {
             run(txt);
         }
     }
 }

-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>hl4
 
 >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。
 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!

** (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
#comment

トップ   編集 差分 バックアップ 添付 複製 名前変更 リロード   新規 一覧 単語検索 最終更新   ヘルプ   最終更新のRSS