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支持 Pascal 函数

支持 pascal 函数

对于那些不遵循 POJ(JVM 上的 Pascal)的人来说,它是一个编译器,将子集从 Pascal 转换为 JASM(Java 程序集),以便我们可以使用 JVM 作为执行环境。

在上一篇文章中,我们在错误捕获、对 string 类型的关系运算符的支持以及定义(和使用)Pascal 过程.

的可能性方面进行了一些改进

在本出版物中,我们将介绍对 Pascal 函数(functions)的支持。不久之后我们就可以完成该项目的最后一个目标:从标准输入中读取一个数字并计算其阶乘。

当我们为 JVM 进行编译时,有必要详细说明这个令人难以置信的虚拟机的各个点的功能。因此,我多次详细介绍 JVM 的内部工作原理以及它的一些指令(操作码)。

支持 Pascal 函数(函数

到目前为止,我们有一种方法来定义和调用 Pascal 的过程。从此 PR 中还可以定义和调用 Pascal 的 函数.

在此提交中,实现了一个 Java 程序来了解 JVM 如何处理定义和调用函数。来自下面的Java程序:

公共类FunctionCall {
    公共静态无效主(字符串[] args){
        System.out.println("来自main的你好!");
        System.out.println(myMethod());
    }

    静态字符串 myMethod() {
        返回“来自 myMethod 的你好!”;
    }
}

当我们反汇编时,我们得到以下程序集

1: 公共类 FunctionCall {
2: 公共静态主([java/lang/String)V {
3:getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
4:ldc“主站您好!”
5:调用虚拟java/io/PrintStream.println(java/lang/String)V
6:
7: getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
8:invokestatic FunctionCall.myMethod()java/lang/String
9:调用虚拟java/io/PrintStream.println(java/lang/String)V
10:
11:返回
12:}
13:
14: 静态 myMethod()java/lang/String {
15:ldc“我的方法你好!”
16:
17:返回
18:}
19:}

通过这个例子,可以确定:

  • 为了调用方法,JVM 使用指令“invokestatic FunctionCall.myMethod()java/lang/String”(第 8 行),其中:
    • invokestatic 是接收要调用的方法的完整签名作为参数的指令;
    • FunctionCall 是类的名称;
    • myMethod()java/lang/String 是方法的完整签名及其参数(在本例中为无)和返回类型(在本例中为 java/lang/String);
  • 指令areturn(第17行)终止函数并将返回字符串留在堆栈上。

也就是说,来自下面的 Pascal 程序:

程序function_call_wo_params;

函数 myfunction :字符串;
开始
    myfunction := '来自 myfunction 的问候!';
结尾;

开始
    writeln('来自主程序的你好!');
    writeln(myfunction());
结尾。

POJ 已调整生成以下 JASM:

// POJ 0.1 生成的代码
公共类 function_call_wo_params {
    ;;函数 myfunction :字符串;
    静态 myfunction()java/lang/String {
        ldc“我的函数你好!”
        储存 100 ;;第 100 位保存函数的返回值
        加载 100 ;;堆栈函数返回值
        回报 ;;留下“来自我的功能的你好!”在堆栈中
    }

    ;;主要程序(主要)
    公共静态主([java / lang / String)V {
        ;; writeln('来自主程序的你好!');
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        ldc“主站您好!”
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        调用虚拟 java/io/PrintStream.println()V

        ;; writeln(myfunction());
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        invokestatic function_call_wo_params.myfunction()java/lang/String 
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        调用虚拟 java/io/PrintStream.println()V

        返回
    }
}

最细心的人一定注意到了上面的“astore 100”并想:

  • 为什么要将函数返回值存储在局部变量中?这是因为在 Pascal 中,函数的返回值在函数执行期间可以设置 N 次,但我们在 JVM 中只能堆栈一次结果;
  • 为什么排在第100位?函数或过程的局部变量从位置 0 开始,因此任意选择位置 100 来存储返回值;
  • 但是是否可以进行优化,以便在本例中仅生成指令ldc“Hello from myfunction!”,然后生成指令areturn?是的,是的,但是 POJ 没有实现市场编译器中存在的优化阶段,这可能在未来实现。

此提交实现了对符号表中的“function”类型和解析器的支持。

在上面的示例中,函数没有参数。在此提交中,实现了带有参数的函数的预期结果。通过下面的 Pascal 程序:

程序 function_call_with_two_params;

函数 addvalues(value1, value2: 整数) : 整数;
开始
    添加值:=值1+值2;
结尾;

开始
    writeln('2+4=', addvalues(2, 4));
结尾。

POJ 正确生成了以下 JASM:

// POJ 0.1 生成的代码
公共类 function_call_with_two_params {
    ;;函数 addvalues(value1, value2: 整数) : 整数;
    静态加值(I,I)I {
        ;;添加值:=值1+值2;
        加载0
        加载1
        我加 
        这是 100
        加载100

        返回 
    }

    ;;主要程序
    公共静态主([java / lang / String)V {
        ;; writeln('2+4=', ...);
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        LDC“2+4=”
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream

        ;;这里的代码调用 addvalues(2, 4)
        西普什 2
        西普什 4
        invokestatic function_call_with_two_params.addvalues(I, I)I 

        ;;这里的代码调用 writeln 并返回 addvalues
        调用虚拟 java/io/PrintStream.print(I)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        调用虚拟 java/io/PrintStream.println()V

        返回
    }
}

下一步

在下一篇文章中,我们将讨论上下文、发现的错误、嵌套句子、数据输入,并总结该项目的最后一个目标:递归计算阶乘。

完整的项目代码

包含项目完整代码和文档的存储库在这里。

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