整個編譯器還剩下最後兩個部分：語句和表示式的解析。它們的內容比較多，主要涉及如何將語句和表示式編譯成彙編程式碼。這章講解語句的解析，相對於表示式來說它還是較為容易的。
本系列：
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（0）：前言
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（1）：設計
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（2）：虛擬機器
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（3）：詞法分析器
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（4）：遞迴下降
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（5）：變數定義
- 手把手教你做一個 C 語言編譯器（6）：函式定義
語句
C 語言區分“語句”（statement）和“表示式”（expression）兩個概念。簡單地說，可以認為語句就是表示式加上末尾的分號。
在我們的編譯器中共識別 6 種語句：
if (...) <statement> [else <statement>]while (...) <statement>{ <statement> }return xxx;<empty statement>;expression;(expression end with semicolon)
它們的語法分析都相對容易，重要的是去理解如何將這些語句編譯成彙編程式碼，下面我們逐一解釋。
IF 語句
IF 語句的作用是跳轉，跟據條件表示式決定跳轉的位置。我們看看下面的虛擬碼：
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if (...) <statement> [else <statement>] if (<cond>) <cond> JZ a <true_statement> ===> <true_statement> else: JMP b a: a: <false_statement> <false_statement> b: b: |
對應的彙編程式碼流程為：
- 執行條件表示式
<cond>。 - 如果條件失敗，則跳轉到
a的位置，執行else語句。這裡else語句是可以省略的，此時a和b都指向 IF 語句後方的程式碼。 - 因為彙編程式碼是順序排列的，所以如果執行了
true_statement，為了防止因為順序排列而執行了false_statement，所以需要無條件跳轉JMP b。
對應的 C 程式碼如下：
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if (token == If) { match(If); match('('); expression(Assign); // parse condition match(')'); *++text = JZ; b = ++text; statement(); // parse statement if (token == Else) { // parse else match(Else); // emit code for JMP B *b = (int)(text + 3); *++text = JMP; b = ++text; statement(); } *b = (int)(text + 1); } |
While 語句
While 語句比 If 語句簡單，它對應的彙編程式碼如下：
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a: a: while (<cond>) <cond> JZ b <statement> <statement> JMP a b: b: |
沒有什麼值得說明的內容，它的 C 程式碼如下：
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
else if (token == While) { match(While); a = text + 1; match('('); expression(Assign); match(')'); *++text = JZ; b = ++text; statement(); *++text = JMP; *++text = (int)a; *b = (int)(text + 1); } |
Return 語句
Return 唯一特殊的地方是：一旦遇到了 Return 語句，則意味著函式要退出了，所以需要生成彙編程式碼 LEV 來表示退出。
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else if (token == Return) { // return [expression]; match(Return); if (token != ';') { expression(Assign); } match(';'); // emit code for return *++text = LEV; } |
其它語句
其它語句並不直接生成彙編程式碼，所以不多做說明，程式碼如下：
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
else if (token == '{') { // { <statement> ... } match('{'); while (token != '}') { statement(); } match('}'); } else if (token == ';') { // empty statement match(';'); } else { // a = b; or function_call(); expression(Assign); match(';'); } |
程式碼
本章的程式碼可以在 Github 上下載，也可以直接 clone
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1 |
git clone -b step-5 https://github.com/lotabout/write-a-C-interpreter |
本章的程式碼依舊無法執行，還剩最後一部分沒有完成：expression。
小結
本章講解了如何將語句編譯成彙編程式碼，內容相對容易一些，關鍵就是去理解彙編程式碼的執行原理。
同時值得一提的是，編譯器的語法分析部分其實是很簡單的，而真正的難點是如何在語法分析時收集足夠多的資訊，最終把原始碼轉換成目的碼（彙編）。我認為這也是初學者實現編譯器的一大難點，往往比詞法分析/語法分析更困難。
所以建議如果沒有學過彙編，可以學習學習，它本身不難，但對理解計算機的原理有很大幫助。
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