手拉手教你实现一门编程语言 Enkel, 系列 18-白红宇

本文系翻译的第 18 篇。原文中的代码和原文有不一致的地方均在新的中更正过，建议参考新的代码仓库。

源码

语法

语法规则和 Java 非常类似，但是更加简单，没有复杂的修饰符（比如 static, volatile, transient）。

Fields {    int field    start {        field = 5        print field    }}复制代码

语法规则更改

在本篇之前我们只能在类中定义方法，现在我们开启定义字段的大门吧：

classBody :  field* function* ;field : type name;复制代码

赋值语句：

assignment : name EQUALS expression;复制代码

为何这么久都没实现赋值语句

字段用来赋值，但是这么久以来我们一直没有实现赋值语句来给声明的变量赋值，我这么做是因为有以下考量。

我希望变量是不可变的，赋值意味着改变状态，这会导致许多问题，比如同步，副作用，还有内存泄漏。

比如有如下的 Java 代码：

Stuff trustMeIWontModifyYourArg(SomeObject arg) {    ... 999 lines of code     arg = null; //or some other nasty hidden stuff    ...another 999 lines of code}复制代码

通过方法签名，我们可能理所当然的想，方法会修改参数吗，他没有 final 修饰，但是大多数 Java 程序员会忽略。仅仅通过名字判断出来方法不会修改变量，那我们就用他吧。

过了两个小时后，出现了 NullPointerException，方法还是修改了参数。

如果方法没有副作用，那么可以很方便的实现并发而不用担心同步的问题，这种方法没有状态，也没有副作用，实现避免副作用方法最简单的办法就是尽可能的使用常量。

生成字节码

声明字段

使用 ASM 的 visitField 来声明字段。它添加字段到 fields[]，fields_count 会自动增加计数器。

public class FieldGenerator {    private final ClassWriter classWriter;    public FieldGenerator(ClassWriter classWriter) {        this.classWriter = classWriter;    }    public void generate(Field field) {        String name = field.getName();        String descriptor = field.getType().getDescriptor();        FieldVisitor fieldVisitor = classWriter.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC, name,descriptor, null, null);        fieldVisitor.visitEnd();    }}复制代码

读取字段

读取字段，你需要:

字段名

字段类型修饰符

持有者的全限定名

public class ReferenceExpressionGenerator {     //constructor and fields    public void generate(FieldReference fieldReference) {        String varName = fieldReference.geName();        Type type = fieldReference.getType();        String ownerInternalName = fieldReference.getOwnerInternalName();        String descriptor = type.getDescriptor();        methodVisitor.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD,0);        methodVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, ownerInternalName,varName,descriptor);    }}复制代码

ALOAD， 0 获得 this ，也就是局部变量索引值为 0 的值。在非 static 语境中，this 默认都会在索引为 0 的位置。

GETFIELD 读取变量的指令

赋值

public class AssignmentStatementGenerator {    //constructor and fields        public void generate(Assignment assignment) {        String varName = assignment.getVarName();        Expression expression = assignment.getExpression();        Type type = expression.getType();        if(scope.isLocalVariableExists(varName)) {            int index = scope.getLocalVariableIndex(varName);            methodVisitor.visitVarInsn(type.getStoreVariableOpcode(), index);            return;        }        Field field = scope.getField(varName);        String descriptor = field.getType().getDescriptor();        methodVisitor.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD,0);        expression.accept(expressionGenerator);        methodVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD,field.getOwnerInternalName(),field.getName(),descriptor);    }复制代码

如果局部变量和字段名字冲突了，那么局部变量有更高的优先级。

PUTFIELD 和 GETFIELD 相似，但是会出栈顶数据，表达式的值会被赋值到变量

示例

如下 Enkel 文件

Fields {    int field    start {        field = 5        print field    }}复制代码

生成字节码如下:

public class Fields {  public int field;  public void start();    Code:                  0: aload_0               //get "this"       1: ldc           #9      // load constant "5" from constant pool        3: putfield      #11     // Field field:I - pop 5 off the stack and write to field       6: getstatic     #17     // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;        9: aload_0               //get "this" reference      10: getfield      #11     // Field field:I      13: invokevirtual #22     // Method "Ljava/io/PrintStream;".println:(I)V      16: return //autogenerated constructor and main method}复制代码