太强了！鹅厂程序员“自研”脚本语言 eben

a := (base + 10.2) / 2

var a = (base + 10.2) / 2;

// a := (base + 10.2) / 20000    1 OP_GET_GLOBAL       1 'base'0002    | OP_CONSTANT         2 '10.2'0004    | OP_ADD0005    | OP_CONSTANT         3 '2'0007    | OP_DIVIDE0008    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'a'0010    2 OP_NIL0011    | OP_RETURN

print "hello" + " world";print 5 > 9;print 4 * 9 + -8 / 2;

printStmt -> "print" expression ";" ;

expression -> ...| comparison | ... ;comparison -> term (">" | ">=" | "<" | "<=") term ;

term -> factor ( ( "-" | "+") factor )* ;factor -> unary ( ( "/" | "*" ) unary )* ;

class Bird {  fly() { print "Hi, sky!"; }}class Canary : Bird {  eat() {}}

classDecl -> "class" IDENTIFIER ( ":" IDENTIFIER)? "{" function* "}" ;function -> IDENTIFIER "(" parameters? ")" block ;parameters -> IDENTIFIER ( "," IDENTIFIER )* ;IDENTIFIER -> ALPHA ( ALPHA | DIGIT )* ;

0000    1 OP_CONSTANT         1 'hello' // 创建字面常量 "hello"0002    | OP_CONSTANT         2 'world' // 创建字面常量 "world"0004    | OP_ADD // 字符串拼接0005    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'b' // 定义全局变量 b0007    2 OP_GET_GLOBAL       3 'b' // 获取全局变量 b0009    | OP_PRINT // 打印

typedef struct {  CallFrame frames[FRAMES_MAX]; // 函数调用栈  Value stack[STACK_MAX]; // 值栈  Value *stackPop; // 栈顶指针  Table globals; // 全局表，存放变量、函数  ObjUpvalue *openUpvalues; // 闭包值链表，用于存放函数闭包所需的参数  Obj *objects; // 对象链表，用于垃圾回收等  ...} VM;

Result run() {  for(;;) {    switch(instruction = READ_BYTE()) { // 获取下一条字节码      case OP_CONSTANT: ...;break;      case OP_POP: pop();break;      case OP_GET_GLOBAL: ...;break;      case OP_ADD: ...;break;      case OP_CLOSURE: ...;break;      case OP_CLASS: push(OBJ_VAL(newClass(READ_STRING())));break; // 创建类对象      ...    }  }}

NUMBER -> DIGIT+ ( "." DIGIT+ )? ; // 数值IDENTIFIER -> ALPHA ( ALPHA | DIGIT )* ; // 标识符 ALPHA -> "a" ... "z" | "A" .. "Z" | "_" ; // 字母（包含下划线）DIGIT -> "0" ... "9" ; // 数字STRING -> '"' (^")* '"' ; // 字符串（^" 表示非引号）

// 是否是字母或下划线bool isAlpha(char c) {  return (c >= 'a' && c <= 'z') || (c >= 'A' && c <= 'Z') || c == '_';}// 是否是数字bool isDigit(char c) { return c >= '0' && c <= '9'; }// 扫描数字Token number() {  while(isDigit(peek(0))    advance(); // 游标前进  // 小数部分  if(peek(0) == '.' && isDigit(peek(1))) {    advance();    while(isDigit(peek(0)))      advance();  }  return makeToken(TOKEN_NUMBER);}// 扫描字符串Token string() {  while(peek(0) != '"' && !isAtEnd()) {    advance();  }  if(isAtEnd())    return error("未收尾的字符串");  advance();  return makeToken(TOKEN_STRING);}

Token scan() {  char c = advance();  if(isAlpha(c)) // 检测到字母或下划线    return identifer(); // 扫描标识符  if(isDigit(c)) // 检测到数字    return number(); // 扫描数值  switch(c) {    case '+': return makeToken(TOKEN_PLUS); // 扫描加法符号    // 依据下个字符的情况，扫描小于等于号，或者小于号    case '<': return makeToken(match('=') ? TOKEN_LESS_EQUAL : TOKEN_LESS);    ...    case '"': return string(); // 扫描字符串，直到遇到收尾双引号  }  // 遇到无法匹配的字符，报错  return error("未识别字符");}

swtich(c1) {  case 'a': return checkReserved("nd", TOKEN_AND); // checkReserved 判断剩下的字符串是否相同，同则返回 TOKEN_AND  case 'f': {    ...    switch(c2) {      case 'a': return checkReserved("lse", TOKEN_FALSE); // f + a + lse 三部分都匹配的话，返回 TOKEN_FALSE      case 'o': return checkReserved("r", TOKEN_FOR);      case 'n': return checkReserved("", TOKEN_FUNC);    }  }  case 'v': return checkReserved("ar", TOKEN_VAR);  ...}return TOKEN_IDENTIFIER; // 没有匹配，说明不是保留关键字

// 程序代码由任意条声明加上文件结束符组成program -> decl* EOF ;// 声明可以是类声明、函数声明、变量声明等，还可以是语句decl -> classDecl | funcDecl | varDecl | stmt ;// 语句可以是表达式语句，for循环，if条件，打印，返回，while循环，区块等stmt -> exprStmt | forStmt | ifStmt | printStmt | returnStmt | whileStmt | block ;

void compile(const char *source) {  ...  scan(); // 完成词法扫描  while(!match(TOKEN_EOF)) {    declaration(); // 循环解析声明语句，直到文件结束  }  ...}static void declaration() {  if(match(TOKEN_CLASS)) {    classDeclaration(); // 解析类声明  } else if(match(TOKEN_FUNC)) {    funcDeclaration(); // 解析函数声明  } else if(match(TOKEN_VAR)) {    varDeclaration(); // 解析变量声明  } else {    statement(); // 解析其他语句  }}static void statement() {  if(match(TOKEN_PRINT)) {    printStatement(); // 解析打印语句  } else if(match(TOKEN_FOR)) {    forStatement(); // 解析 for 循环语句  }  ... // 解析其他语句  else {    expressionStatement(); // 解析表达式语句  }}...

static void funcDeclaration() {  uint8_t funcNameIndex = parseVariable("此处需要函数名"); // 解析函数名标识符，失败则报错  consumeToken(TOKEN_LEFT_PAREN, "需要左括号"); // 完成左括号解析，不存在则报错  if(!check(TOKEN_RIGHT_PAREN)) { // 如果下一个token不是右括号，代表有函数形参列表    do {      uint8_t paramNameIndex = parseVariable("需要形式参数名称");      defineVariable(paramNameIndex);    } while(match(TOKEN_COMMA)); // 遇到逗号代表还有参数，循环解析下去  }  consumeToken(TOKEN_RIGHT_PAREN, "需要右括号"); // 完成右括号解析，不存在则报错  consumeToken(TOKEN_LEFT_BRACE, "需要左花括号"); // 完成左花括号解析，不存在则报错  block(); // 解析函数体，函数体是一个区块 block  ...  defineVariable(funcNameIndex); // 将函数名放入全局表中}

typedef enum {  VAL_BOOL, // 布尔类型  VAL_NIL, // 空类型  VAL_NUMBER, // 数值类型  VAL_OBJ // 对象类型} ValueType;

typedef struct {  ValueType type; // 数据类型  // 使用联合实现空间复用，节约内存  union {    bool boolean; // C 中 bool 类型来表示 eben 布尔类型    double number; // C 中 double 类型来表示 eben 数值类型    Obj *obj; // C 中 Obj* 指针来指向动态分配的复杂结构  } as;} Value;

typedef enum {  OBJ_CLASS, // 类  OBJ_CLOSURE, // 闭包  OBJ_FUNCTION, // 函数  OBJ_INSTANCE, // 实例  OBJ_NATIVE, // 本地函数  OBJ_STRING, // 字符串  OBJ_UPVALUE, // 闭包参数} ObjType;
struct Obj {  ObjType type; // Object 类型  bool isMarked; // 用于 GC 标记，下文将介绍  struct Obj *next; // 链表指针}

typedef struct {  Obj obj; // 元信息  int length;  char *chars;} ObjString;
typedef struct {  Obj obj; // 元信息  ObjString *name;  Table methods;} ObjClass;

void freeObject(Obj *object) {  switch(object->type) {    case OBJ_CLASS: {      ObjClass *klass = (ObjClass *)object;      freeTable(&klass->methods);      FREE(ObjClass, object);      break;    }    case OBJ_STRING: {      ObjString *string = (ObjString *)object;      FREE_ARRAY(char, string->chars, string->length+1);      FREE(ObjString, object);      break;    }    ... // 其他类型对象的释放  }}

varDecl -> "var" IDENTIFIER ( "=" expression )? ";" ;

var abc = "hello"; // 赋值 "hello"var bcd; // 没有赋初始值，默认为 nil

static void varDeclaration() {    uint8_t global = parseVariable("需要变量名"); // 解析变量名，获取序号  if(match(TOKEN_EQUAL)) {    expression(); // 继续解析等于号右侧的表达式，此处就是 "hello" 字符串  } else {    emitByte(OP_NIL); // 直接生成压入空值字节码  }  consumeToken(TOKEN_SEMICOLON, "声明结尾需要分号");  emitBytes(OP_DEFINE_GLOBAL, global); // 带入序号，生成定义变量字节码}

case OP_DEFINE_GLOBAL: {  ObjString *name = READ_STRING_FROM_CONSTANTS(); // 从常量列表中取出之前暂存的变量名  tableSet(&vm.globals, name, peek(0)); // peek(0) 取出值栈的栈顶元素  pop(); // 使用完成，弹出栈顶元素  break;}

case OP_GET_GLOBAL: {  ObjString *name = READ_STRING_FROM_CONSTANTS(); // 获得变量名 "abc"  Value value;  if(!tableGet(&vm.globals, name, &value)) { // 用 "abc" 去全局表中查找，找到则将值回填到 value 中    runtimeError("未定义变量 %s", name->chars); // 如果没找到，报“未定义的变量”错误    return RUNTIME_ERROR;  }  push(value); // 如果存在，压入值栈待后续使用  break;}

case OP_PRINT:  printValue(pop());  break;

int arg = resolveLocal(current, &name); // 尝试查找局部变量，递归向外执行if(arg != -1) {  op = OP_GET_LOCAL;} else {  op = OP_GET_GLOBAL;}emitBytes(op, arg); // 传入变量序号，生成获取变量字节码

case OP_GET_LOCAL: {  uint8_t index = READ_BYTE(); // 在字节码数据中读出上文代码中传入的 arg，即变量序号  push(vm.stack[index]); // 将序号对应的值压入栈顶，以备后续使用  break;}

if(true) {  print "hi";}print "hello";

0000    1 OP_TRUE // 将布尔值 true 压入值栈0001    | OP_JUMP_IF_FALSE    1 -> 11 // 如果为假，跳到 0011 处0004    | OP_POP // 弹出栈顶值0005    2 OP_CONSTANT         0 'hi'0007    | OP_PRINT0008    3 OP_JUMP             8 -> 12 // 无条件跳到 0012 处0011    | OP_POP // 弹出栈顶值0012    4 OP_CONSTANT         1 'hello'0014    | OP_PRINT

static void ifStatement() {  consumeToken(TOKEN_LEFT_PAREN, "需要左括号"); // 完成左括号解析，不存在则报错  expression(); // 解析括号中的条件表达式  consumeToken(TOKEN_RIGHT_PAREN, "需要右括号");  int thenJump = emitJump(OP_JUMP_IF_FALSE); // 生成条件跳跃字节码  emitByte(OP_POP); // 弹出条件表达式的值，用完即丢  statement(); // 解析 if 分支中语句  int elseJump = emitJump(OP_JUMP); // 生成无条件跳跃字节码  patchJump(thenJump); // 计算并回填跳跃距离  emitByte(OP_POP);  if(match(TOKEN_ELSE)) // 如果 else 存在，解析其分支语句    statement();  patchJump(elseJump); // 计算并回填跳跃距离}

var a = 5;while(a > 0) {    a = a - 1;}

0000    1 OP_CONSTANT         1 '5'0002    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'a'0004    2 OP_GET_GLOBAL       2 'a'0006    | OP_CONSTANT         3 '0'0008    | OP_GREATER // 判断 a 是否大于 00009    | OP_JUMP_IF_FALSE    9 -> 24 // 如果判定为假，跳过整个循环体0012    | OP_POP0013    3 OP_GET_GLOBAL       5 'a'0015    | OP_CONSTANT         6 '1'0017    | OP_SUBTRACT0018    | OP_SET_GLOBAL       4 'a'0020    | OP_POP0021    4 OP_LOOP            21 -> 4 // 跳回到 0004 处，再次进行条件判定0024    | OP_POP

static void whileStatement() {  consumeToken(TOKEN_LEFT_PAREN, "需要左括号"); // 完成左括号解析，不存在则报错  expression(); // 解析括号中的条件表达式  consumeToken(TOKEN_RIGHT_PAREN, "需要右括号");  int exitJump = emitJump(OP_JUMP_IF_FALSE); // 生成跳出循环体的条件跳跃字节码  emitByte(OP_POP);  statement(); // 解析循环体中语句  emitLoop(loopStart); // 生成跳回字节码 OP_LOOP  patchJump(exitJump); // 回填跳跃的距离参数  emitByte(OP_POP);}

for(var i=0; i<5; i=i+1) {    print i;}

0000    1 OP_CONSTANT         0 '0' // 生成字面量 00002    | OP_GET_LOCAL        1 // 获取序号 1 处局部变量值，即 i 的值0004    | OP_CONSTANT         1 '5' // 生成字面量 50006    | OP_LESS // 判断是否小于 50007    | OP_JUMP_IF_FALSE    7 -> 31 // 如果为假，跳过循环体0010    | OP_POP0011    | OP_JUMP            11 -> 25 // 无条件跳到 0025 处，跳过更新部分，循环体执行之后才执行这里0014    | OP_GET_LOCAL        10016    | OP_CONSTANT         2 '1'0018    | OP_ADD // 将序号 1 处局部变量，即 i 的值加10019    | OP_SET_LOCAL        10021    | OP_POP0022    | OP_LOOP            22 -> 2 // 跳回到 0002 处进行条件判定0025    2 OP_GET_LOCAL        1 // 执行循环体内逻辑0027    | OP_PRINT // 打印变量值0028    3 OP_LOOP            28 -> 14 // 执行完循环体后，跳回到 0014 处，执行 i=i+1 更新部分逻辑0031    | OP_POP0032    | OP_POP

static void forStatement() {  consumeToken(TOKEN_LEFT_PAREN, "需要左括号"); // 完成左括号解析，不存在则报错  // 初始化部分  if(match(TOKEN_SEMICOLON)) { // for(;...) 形式，空初始化，无需操作  } else if(match(TOKEN_VAR)) { // for(var i=0;...) 形式，声明新的循环变量 i    varDeclaration();  } else { // for(i=0;...) 形式，直接使用外界的变量 i；或者是只需要其副作用的任意表达式    expressionStatement();  }  // 条件部分  ...  int exitJump = -1;  if(!match(TOKEN_SEMICOLON)) { // 不是分号，条件部分不为空    ...    exitJump = emitJump(OP_JUMP_IF_FALSE); // 如果假，跳出循环体    ...  }  // 更新部分  if(!match(TOKEN_RIGHT_PAREN)) { // 不是右括号，更新部分不为空    int bodyJump = emitJump(OP_JUMP); // 无条件跳到循环体部分    ...    emitLoop(loopStart); // 执行完更新之后跳回到条件判定处    loopStart = ...;    patchJump(bodyJump);  }  statement(); // 解析循环体中语句  emitLoop(loopStart); // 跳回到更新部分去执行  if(exitJump != -1) {      patchJump(exitJump); // 回填跳跃的距离参数      emitByte(OP_POP);  }}

if(true and true) { // 为了样例简便，矫揉造作了这里的写法    print "AND is ok";}

0000    1 OP_TRUE0001    | OP_JUMP_IF_FALSE    1 -> 6 // 如果假，跳到 0006。此处真，不跳。0004    | OP_POP0005    | OP_TRUE0006    | OP_JUMP_IF_FALSE    6 -> 16 // 如果假，跳到 0016。此处真，不跳。0009    | OP_POP0010    2 OP_CONSTANT         0 'AND is ok'0012    | OP_PRINT // 正常执行打印0013    3 OP_JUMP            13 -> 170016    | OP_POP

if(false and true) {    print "shortcut";}

0000    1 OP_FALSE0001    | OP_JUMP_IF_FALSE    1 -> 6 // 如果假，跳到 0006。此处假，跳。0004    | OP_POP0005    | OP_TRUE0006    | OP_JUMP_IF_FALSE    6 -> 16 // 0004 和 0005 处的操作被跳过，目前栈顶值还是假，跳到 00160009    | OP_POP0010    2 OP_CONSTANT         0 'shortcut'0012    | OP_PRINT0013    3 OP_JUMP            13 -> 170016    | OP_POP // 打印操作被跳过

static void andOperator(){    int endJump = emitJump(OP_JUMP_IF_FALSE); // 生成跳跃字节码    emitByte(OP_POP); // 左边值出栈    ... // 继续解析右边的表达式，可能有 a and b and c and d 的情况    patchJump(endJump); // 回填跳跃的距离参数}

if(true or false) {    print "shortcut";}

0000    1 OP_TRUE0001    | OP_JUMP_IF_FALSE    1 -> 7 // 如果假，跳到 0007。此处真，不跳。0004    | OP_JUMP             4 -> 9 // 直接跳到 00090007    | OP_POP0008    | OP_FALSE0009    | OP_JUMP_IF_FALSE    9 -> 19 // 0007 和 0008 处的操作被跳过，目前栈顶值还是真，不跳0012    | OP_POP0013    2 OP_CONSTANT         0 'shortcut'0015    | OP_PRINT // 正常执行打印0016    3 OP_JUMP            16 -> 200019    | OP_POP

static void orOperator(){  int elseJump = emitJump(OP_JUMP_IF_FALSE); // 如果假，跳到 or 右边第一个值处继续判定  int endJump = emitJump(OP_JUMP);  // 如果真，跳过整个判定条件表达式  patchJump(elseJump); // 回填 or 左边值判定假后跳跃的距离参数  emitByte(OP_POP); // 左边值出栈  ... // 继续解析右边的表达式  patchJump(endJump); // 回填跳跃整个条件表达式的距离参数}

fn sayHi(first, last) {    print "Hi, " + first + " " + last + "!";}
sayHi("Code", "读者");

== sayHi == // sayHi 函数体0000    2 OP_CONSTANT         0 'Hi, ' // 构建字面常量0002    | OP_GET_LOCAL        1 // 获取序号 1 处局部变量，即第一个参数 first0004    | OP_ADD // 字符串拼接0005    | OP_CONSTANT         1 ' '  // 构建字面常量0007    | OP_ADD // 字符串拼接0008    | OP_GET_LOCAL        2 // 获取序号 2 处局部变量，即第二个参数 last0010    | OP_ADD // 字符串拼接0011    | OP_CONSTANT         2 '!'  // 构建字面常量0013    | OP_ADD // 字符串拼接0014    | OP_PRINT // 打印0015    3 OP_NIL0016    | OP_RETURN // 该函数没有明确返回值，故默认返回值为 nil== <script> == // 脚本主体0000    3 OP_CLOSURE          1 <fn sayHi> // 构建函数0002    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'sayHi' // sayHi 函数加入到全局表0004    5 OP_GET_GLOBAL       2 'sayHi' // 从全局表中获取 sayHi 函数0006    | OP_CONSTANT         3 'Code' // 构建字面常量0008    | OP_CONSTANT         4 '读者' // 构建字面常量0010    | OP_CALL             2 // 调用 sayHi 函数0012    | OP_POP // 弹出栈顶值

case OP_CLOSURE: {  ObjFunctioin *function = AS_FUNCTION(READ_CONSTANT()); // 根据序号读出函数对象  ObjClosure *closure = newClosure(function); // 构建闭包对象  push(OBJ_VAL(closure)); // 将 sayHi 函数压入值栈，供后面的 OP_DEFINE_GLOBAL 指令使用  ...  break;}

static void function(FunctionType type){    ...    consumeToken(TOKEN_LEFT_PAREN, "需要左括号");    if (!check(TOKEN_RIGHT_PAREN)) // 如果没有遇到右括号，解析参数    {        do        {            ... // 解析函数形式参数        } while (match(TOKEN_COMMA));// 如果遇到逗号，继续解析下一个参数    }    consumeToken(TOKEN_RIGHT_PAREN, "需要右括号");    consumeToken(TOKEN_LEFT_BRACE, "需要左花括号");    block(); // 解析函数体
    ObjFunction *function = ...; // 构建函数对象    emitBytes(OP_CLOSURE, makeConstant(OBJ_VAL(function))); // 生成 OP_CLOUSRE 字节码指令    ...}

case OP_CALL: {  int argCount = READ_BYTE(); // 获取函数参数个数  if(!call_(peek(argCount), argCount)) { // 调用 call_ 完成调用逻辑，peek(argCount) 是指栈顶往下 argCount 个位置的函数对象    return RUNTIME_ERROR; // 失败则报运行时错误  }  frame = &vm.frames[vm.frameCount - 1]; // 成功完成，重新指向栈顶下方的函数调用栈帧  break;}

static bool call_(ObjClosure *closure, int argCount) //如前文所述，ObjClosure 就是封装后的 ObjFunction{    if (argCount != closure->function->arity) { // 检查参数个数，不匹配则打回        runtimeError("需要 %d 个参数，提供了 %d 个", closure->function->arity, argCount);         return false;    }
  // 调用层数超出限制，给出经典的 Stack Overflow 错误    if (vm.frameCount == FRAMES_MAX) {        runtimeError("栈溢出");        return false;    }
  // 构建调用栈帧，压入调用栈    CallFrame *frame = &vm.frames[vm.frameCount++];    frame->closure = closure;  // ip 即 instruction pointer 指令指针，指向函数体内字节码，比如上文中 sayHi 函数的字节码    frame->ip = closure->function->chunk.code;  // 函数调用所需参数列表指向虚拟机值栈对应位置    frame->slots = vm.stackTop - argCount - 1;    return true;}

typedef struct {  ObjClosure *closure; // 闭包对象  uint8_t *ip; // 指向当前指令的指令指针 Instruction Pointer，有些语言里会称作 Program Counter (PC)  Value *slots; // 参数列表指针} CallFrame;

fn adder(operand) {    if(operand <= 0) {        return 0;    }    return operand + adder(operand - 1);}
print adder(5);

== adder ==0000    2 OP_GET_LOCAL        10002    | OP_CONSTANT         0 '0'0004    | OP_GREATER0005    | OP_NOT // operand <= 0 等价于 !(operand > 0)0006    | OP_JUMP_IF_FALSE    6 -> 16 // 未达到基准条件，跳到 00160009    | OP_POP0010    3 OP_CONSTANT         1 '0'0012    | OP_RETURN0013    4 OP_JUMP            13 -> 170016    | OP_POP0017    5 OP_GET_LOCAL        10019    | OP_GET_GLOBAL       2 'adder'0021    | OP_GET_LOCAL        10023    | OP_CONSTANT         3 '1'0025    | OP_SUBTRACT // 当前参数减 1 后的值放入栈顶0026    | OP_CALL             1 // 再次发起调用，即再压入一个 CallFrame0028    | OP_ADD // 将当前参数与调用产生的值相加0029    | OP_RETURN== <script> ==0000    6 OP_CLOSURE          1 <fn adder>0002    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'adder' // 定义这个全局函数0004    8 OP_GET_GLOBAL       2 'adder'0006    | OP_CONSTANT         3 '5'0008    | OP_CALL             10010    | OP_PRINT

== myFunc ==0000    4 OP_GET_UPVALUE      0 // 获取被闭包的参数0002    | OP_PRINT // 打印0003    5 OP_NIL0004    | OP_RETURN== makeFunc ==0000    2 OP_CONSTANT         0 'hello'0002    5 OP_CLOSURE          1 <fn myFunc> // 生成闭包函数，并携带闭包参数0004      |                     local 1 // myFunc 携带的闭包参数是从父函数的局部变量捕获所得，即脚本中的 a0006    6 OP_GET_LOCAL        2 // myFunc 是内部函数，所以也是 local0008    | OP_RETURN== <script> ==0000    7 OP_CLOSURE          1 <fn makeFunc> // 生成函数0002    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'makeFunc'0004    9 OP_GET_GLOBAL       3 'makeFunc'0006    | OP_CALL             00008    | OP_DEFINE_GLOBAL    2 'f'0010   10 OP_GET_GLOBAL       4 'f'0012    | OP_CALL             0 // 调用 f 函数0014    | OP_POP

case OP_CLOSURE: {  ...  ObjClosure *closure = newClosure(function);  push(OBJ_VAL(closure));  for(...) {    ...    if(isLocal) {      closure->upvalues[i] = captureUpvalue(...); // 捕获潜在闭包参数    } else {    ...    }  }  ...}
static ObjUpvalue *captureUpvalue(Value *local) {  ...  ObjUpvalue *upvalue = vm.openUpvalues;  ...  ObjUpvalue *newUpvalue = newUpvalue(local);  newUpvalue->next = upvalue;  ...  vm.openUpvalues = newUpvalue;  ...}

case OP_RETURN: {  ...  closeUpvalues(frame->slots);  ...}static void closeUpvalues(Value *last){  // 在 frame->slots 之后的变量全部搬到堆上    while (vm.openUpvalues != NULL && vm.openUpvalues->location >= last)    {        ObjUpvalue *upvalue = vm.openUpvalues;        upvalue->closed = *upvalue->location; // 原本栈上的值拷贝到 closed 字段中，也就到了堆上        upvalue->location = &upvalue->closed; // 指针位置指向 closed 字段        vm.openUpvalues = upvalue->next;    }}

typedef struct ObjUpvalue{    Obj obj; // 元信息头部    Value *location; // 记录该变量原本在栈上的位置    Value closed; // 如果该变量被闭包，将 location 指向的值拷贝到此处。即从栈上搬到堆上，保证其长期存活    struct ObjUpvalue *next; // 链表指针} ObjUpvalue;

if arg = resolveLocal(current, &name);if(arg != -1) { // 找到了局部变量，生成 OP_GET_LOCAL 字节码  ... } else if(arg = resolveUpvalue(current, &name)) != -1) { // 找到了闭包参数，生成 OP_GET_UPVALUE 字节码  emitBytes(OP_GET_UPVALUE, arg);} else { // 当作全局变量处理，生成 OP_GET_GLOBAL，如果还是没有就报“未定义”错误  ...}

static int resolveUpvalue(Token *name) {  ...  int local = resolveLocal(parent, name); // 先尝试从父作用域的局部变量中找  if(local != -1) {    return addUpvalue(...); // 记录下闭包参数，下同  }  int upvalue = resolveUpvalue(parent, name); // 如果没找到，再从父作用域的闭包参数中找，递归调用到顶为止  if(upvalue != -1) {    return addUpvalue(...);  }  return -1; // 找不到则返回}

case OP_GET_UPVALUE: {  uint8_t slot = READ_BYTE();  push(*frame->closure->upvalues[slot]->location);  break;}

class Cake {  eat() { // 定义成员函数 eat    var adjective = "好吃";    print "这个" + this.flavor + "蛋糕真" + adjective + "!";  }}
var cake = Cake();cake.flavor = "巧克力"; // 动态地设置实例字段cake.eat(); // 输出“这个巧克力蛋糕真好吃!”

0000    1 OP_CLASS            0 'Cake' // 定义 Cake 类0002    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'Cake' // 加到全局表0004    | OP_GET_GLOBAL       1 'Cake'...0010    6 OP_POP0011    8 OP_GET_GLOBAL       5 'Cake'0013    | OP_CALL             0 // 调用 Cake()，因为 Cake 未指定构造函数，故使用默认的无参构造函数0015    | OP_DEFINE_GLOBAL    4 'cake' // 加到全局表0017    9 OP_GET_GLOBAL       6 'cake'...

static void classDeclaration() {  consumeToken(TOKEN_IDENTIFER, "需要类名");  ...  emitBytes(OP_CLASS, ...); // 生成 OP_CLASS 字节码  ...  if(match(TOKEN_COLON)) { // 如果有冒号符号，尝试解析父类    ...  }  namedVariable(className, ...); // 生成 OP_DEFINE_GLOBAL，加入到全局表，这样可以允许成员方法引用该类  consumeToken(TOKEN_LEFT_BRACE, "需要左花括号");    while (!check(TOKEN_RIGHT_BRACE) && !check(TOKEN_EOF))    {        method(); // 在遇到右花括号之前，循环解析成员方法    }    consumeToken(TOKEN_RIGHT_BRACE, "需要右花括号");  ...}

case OP_CLASS: {  ObjString *name = READ_STRING();  ObjClass *klass = ALLOCATE_OBJ(ObjClass, OBJ_CLASS); // 初始化结构体  klass->name = name;  initTable(&klass->methods); // 初始化类成员方法表  push(OBJ_VAL(klass)); // 压入值栈，方便后续调用  break;}

typedef struct{    Obj obj; // 元信息    ObjString *name; // 类名    Table methods; // 成员方法表} ObjClass;

...0017    9 OP_GET_GLOBAL       6 'cake' // 获得 cake 实例0019    | OP_CONSTANT         8 '巧克力'0021    | OP_SET_PROPERTY     7 'flavor' // 设置 cake 实例的属性...

case OP_SET_PROPERTY: {  if(!IS_INSTANCE(peek(1)) { // 只有类的实例才可以动态设置字段    runtimeError("只有实例才允许字段赋值");    return RUNTIME_ERROR;  }  ObjInstance *instance = AS_INSTANCE(peek(1)); // 获得实例对象  tableSet(&instance->fields, READ_STRING(), ...); // 设置其字段表的值  ...  break;}

typedef struct{    Obj obj; // 元信息    ObjClass *klass; // 所属的类    Table fields; // 字段表} ObjInstance;

0024   10 OP_GET_GLOBAL       9 'cake' // 从全局表中获得 cake 实例0026    | OP_INVOKE        (0 args)   10 'eat' // 调用成员方法 eat，携带 0 个参数

case OP_INVOKE: {  ObjString *method = READ_STRING(); // 获得方法名  int argCount = READ_BYTE(); // 获取参数个数  if(!invoke(method, argCount)) { // 发起调用    return RUNTIME_ERROR;  }  frame = &vm.frames[vm.frameCount - 1]; // 成功完成，重新指向栈顶下方的函数调用栈帧  break;}
static bool invoke(ObjString *name, int argCount) {  Value receiver = peek(argCount); // 获得实例对象  ...  ObjInstance *instance = AS_INSTANCE(receiver); // 转成具体类型  ...  ObjClass *klass = instance->class;  Value method;  if(!tableGet(&klass->method, name, &method)) { // 从实例关联的类中查找成员方法    runtimeError("未定义属性 '%s'", name->chars);    return false;  }  return call_(AS_CLOSURE(method), argCount); // 包装成闭包对象，像普通函数一样调用}

0024   10 OP_GET_GLOBAL       9 'cake' // 从全局表中获得 cake 实例0026    | OP_INVOKE        (0 args)   10 'eat' // 调用成员方法 eat，携带 0 个参数

case OP_METHOD: {  ObjString *name = READ_STRING();  Value method = peek(0); // 获得栈顶已经包装好成员方法的闭包对象  ObjClass *klass = AS_CLASS(peek(1)); // 获取栈顶下方的 Cake 类  tableSet(&klass->methods, name, method); // 把闭包对象加入到类的 `methods` 表中，如果 name 已经存在，覆盖旧值  pop(); // 弹出栈顶元素  break;}

static void method() {  consumeToken(TOKEN_IDENTIFIER, "需要方法名");  ...  if(token.length == 4 && memcmp(token.name, "init", 4) == 0) {    // 如果成员方法名为 "init"，表示是构造函数，走特殊逻辑    ...  }  // 同前文普通函数解析方法  ...  emitBytes(OP_ClOSURE, ...); // 生成 OP_CLOSURE 字节码  emitBytes(OP_METHOD, ...); // 生成 OP_METHOD 字节码}

class Cake {  init(color) {    this.color = color; // 设置 color 字段  }
  eat() {    print "这个" + this.color + "蛋糕真不错!";  }}
var cake = Cake("粉色");cake.eat();

== init ==0000    3 OP_GET_LOCAL        0 // 获得序号 0 的局部变量，即 this，此位置专门预留给 this0002    | OP_GET_LOCAL        1 // 获得序号 1 的局部变量，即 color 参数0004    | OP_SET_PROPERTY     0 'color' // 将参数赋值到 this 的属性 color 中0006    | OP_POP0007    4 OP_GET_LOCAL        0 // 获得序号 0 的局部变量，即this0009    | OP_RETURN // 返回 this，即实例自身== eat ==0000    7 OP_CONSTANT         0 '这个'0002    | OP_GET_LOCAL        0 // 获得序号 0 的局部变量，即this0004    | OP_GET_PROPERTY     1 'color' // 获得 this 上的属性字段 color0006    | OP_ADD // 字符串拼接0007    | OP_CONSTANT         2 '蛋糕真不错!'...== <script> ==0000    1 OP_CLASS            0 'Cake'0002    | OP_DEFINE_GLOBAL    0 'Cake'0004    | OP_GET_GLOBAL       1 'Cake'0006    4 OP_CLOSURE          3 <fn init> // 生成构造函数包装而成的闭包对象0008    | OP_METHOD           2 'init' // 构造函数加入到类的成员方法表...

static void retrunStatement() {  ...  if(current->type == TYPE_INITIALIZER) {    error("不可以在构造函数内使用 return。");  }  ...}

static void emitReturn() {  if(current->type == TYPE_INITIALIZER) { // 是构造函数    emitBytes(OP_GET_LOCAL, 0); // this 处在局部变量预留位置 0  } else { // 是普通函数    emitByte(OP_NIL);  }  emitByte(OP_RETURN); // 生成返回操作字节码}

class Cake {  eat() {    print "这个蛋糕真好吃!";  }
  make() {    print "做蛋糕很辛苦.";  }}
class BananaCake : Cake { // BananaCake 继承 Cake  eat() { // 覆盖父类同名方法    super.eat(); // 调用父类的方法    print "加了香蕉更好吃!";  }}
var bc = BananaCake(); // 构建实例bc.make(); // 调用继承而来的方法 make，输出“做蛋糕很辛苦.”bc.eat(); // 调用覆盖方法 eat，输出“这个蛋糕真好吃!\n加了香蕉更好吃!”

== eat == // Cake 中 eat 方法...== make == // Cake 中 make 方法...== eat ==0000   13 OP_GET_LOCAL        0 // 获得 this0002    | OP_GET_UPVALUE      0 // 获得 super0004    | OP_SUPER_INVOKE  (0 args)    0 'eat' // 调用父类方法 eat0007    | OP_POP0008   14 OP_CONSTANT         1 '加了香蕉更好吃!'0010    | OP_PRINT0011   15 OP_NIL0012    | OP_RETURN== <script> ==0000    1 OP_CLASS            0 'Cake' // 生成父类 Cake... // 生成父类 Cake 成员方法0015   11 OP_CLASS            6 'BananaCake' // 生成子类 BananaCake0017    | OP_DEFINE_GLOBAL    6 'BananaCake'0019    | OP_GET_GLOBAL       7 'Cake'0021    | OP_GET_GLOBAL       8 'BananaCake'0023    | OP_INHERIT // 继承父类的方法（只继承方法，不继承字段，因为后者都是动态设置）0024    | OP_GET_GLOBAL       9 'BananaCake' // 开始生成其成员方法... // OP_METHOD 指令，此处略去0033    | OP_CLOSE_UPVALUE0034   18 OP_GET_GLOBAL      13 'BananaCake'0036    | OP_CALL             0 // 调用默认构造函数0038    | OP_DEFINE_GLOBAL   12 'bc'0040   19 OP_GET_GLOBAL      14 'bc'0042    | OP_INVOKE        (0 args)   15 'make' // 调用继承来的 make 方法0045    | OP_POP0046   20 OP_GET_GLOBAL      16 'bc'0048    | OP_INVOKE        (0 args)   17 'eat' // 调用 eat 方法...

...ObjClass *superclass = AS_CLASS(pop()); // pop() 出来的参数是事先放置的父类if(!invokeFromClass(superclass, method, argcount)) {  return RUNTIME_ERROR;}...

uint8_t argCount = argumentList(); // 解析函数参数，返回参数个数namedVariable("super", ...); // 通过 resolveLocal, resolveUpvalue 查找逻辑找到闭包参数 superemitBytes(OP_SUPER_INVOKE, name); // 生成 OP_SUPER_INVOKE 指令，本例中 name 就是 "eat" 函数对象的序号emitByte(argCount); // 生成参数个数

static void classDeclaration() {  ...  if(match(TOKEN_COLON)) { // 遇到冒号，有继承父类关系，当前类是一个子类    consumeToken(TOKEN_IDENTIFIER, "需要父类名称.");        variable(false); // 获取父类，压入值栈    ...    addLocal("super"); // super 加到局部变量列表，让其被闭包捕获，方便子类方法引用    defineVariable(0);    ...  }  ...}

case OP_INHERIT: {  Value superclass = peek(1);  ...  ObjClass *subclass = AS_CLASS(peek(0));  // 将父类方法表拷贝到子类方法表  tableAddAll(&AS_CLASS(superclass)->methods, &subclass->methods);  pop(); // 弹出子类  break;}

static void classDeclaration() {  ...  if(match(TOKEN_COLON)) { // 遇到冒号，有继承父类关系    ...    namedVariable(className, ...); // 生成 OP_GET_GLOBAL 指令，加载 BananaCake 类进栈    emitByte(OP_INHERIT); // 生成继承指令  }  ...}

typedef struct{  Obj obj; // 元信息    ...  ObjY *someObject; // 可能包含任意个对其他复杂类型的引用  Table someTable; // 可能包含自定义的哈希表结构体  char *chars; // 可能包含字符串指针} ObjX;

void freeObject(Obj *object) {  swtich(object->type) {    case OBJ_CLASS: { // 类对象      ObjClass *klass = (ObjClass *)object;      freeTable(&klass->methods); // 释放其方法表      FREE(ObjClass, object); // 释放结构自身      break;    }    ...    case OBJ_STRING: { // 字符串对象      ObjString *string = (ObjString*)object;      FREE_ARRAY(char, string->chars, string->length+1); // 尾部的'\0'也一起释放      FREE(ObjString, object); // 释放结构自身      break;    }    ...  }}

struct Obj {  ObjType type; // OBJ_CLASS, OBJ_FUNCTION, OBJ_STRING 等等枚举值  bool isMarked; // 是否被标记  struct Obj *next; // 链接串接指针}

void gc() {  markRoots(); // 虚拟机主结构直接引用的对象称为 root，将其全部标记  markByReferences(); // 从 root 出发，根据引用关系在所有对象中访问扩散并标记  sweep(); // 清除所有没被标记过的对象  ...}

static void markRoots() {  for(Value *slot = vm.stack; slot < vm.stackTop; slot++) {    markValue(*slot);  }  ... // 其他直接引用的对象  markTable(&vm.globals);  markObject((Obj *)vm.initString);  ...}

void markObject(Obj *object) {  ...  if(object->isMarked)    return; // 已经标记过，返回  object->isMarked = true; // 标记  ...  vm.grayStack[vm.grayCount++] = object; // 加入到已访问节点栈中}

static void markByReferences() {  while(vm.grayStack > 0) { // 取出节点访问栈中全部对象为止    Obj *object = vm.grayStack[--vm.grayCount];    switch(object->type) {      ...      case OBJ_CLASS: { // 按类型标记类对象        ObjClass *klass = (ObjClass *)objects;        markObject((Obj *)klass->name); // 标记 Class 中引用的名称字段 name        markTable(&klass->methods); // 标记 Class 中引用的方法表字段 methods        break;      }      case OBJ_FUNCTION: { // 按类型标记函数对象        ObjFunction *func = (ObjFunction *)object;        markObject((Obj *)func->name); // 标记 Function 中引用的名称字段 name        markArray(&func->chunk.constants); // 标记 Function 中引用的常量表字段 constants        break;      }      ... // 其他需要标记其字段的对象    }  }}

static void sweep() {  Obj *prev = NULL;  Obj *object = vm.objects; // vm.objects 链表中维护系统分配出来的所有对象，它不参与 markRoots  while(object != NULL) {    if(!object->isMarked) {      Obj *garbage = object; // 锁定垃圾对象      // 链表删除节点处理      object = object->next;      if(prev != NULL) {        previous->next = object;      } else {        vm.objects = object;      }      freeObject(garbage); // 清除垃圾对象    }    ... // 其他维护工作  }}

static Obj *allocateObject(size_t size, ObjType type) {  Obj *object = (Obj *)custom_allocate(NULL, 0, size); // 使用自定义的内存分配函数  ...  object->next = vm.objects; // 加入到链表头位置  vm.objects = object;  ...}

void *custom_allocate(void *pointer, size_t oldSize, size_t newSize) { // 所有新对象的生成对会用到此函数  vm.bytesAllocated += newSize - oldSize;  if(vm.bytesAllocated > vm.nextGC) { // 大于阈值，发起 gc    gc();  }  ...}

void gc() {  ...  vm.nextGC = vm.bytesAllocated * GC_GROW_FACTOR;}