Java开发C语言解释器:return语句的解释和执行

在C语言中，很多函数并不是执行完全部函数后才从底部返回，大多数情况下，当某些条件成立时就可以通过return语句立即返回，而无需执行接下来的代码，本节，我们继续增加jva开发的C语言解释器功能，使其能够处理return 语句，完成本节代码后，我们的c语言解释器可以正常执行下面的代码：

int f() {
    int a;
    a = 1;
    return a;

    a = 2;
}

int f2() {
    return f();
}

void main() {
    f2();
}

当我们的解释器执行上面的代码时，解释器在解释执行f函数时，遇到return语句后，立刻把a的值返回，return后面的语句a=2将不会被执行，因此调用f函数得到的返回值为1；

我们先看看return语句对应的表达式：

statement->RETURN expr semi;

statement->RETURN SEMI;

return后面可以直接跟一个分号，返回时不带返回值，也可以跟一个数值，变量或者是一个表达式。

首选in我们要做的仍然是根据表达式构造语法执行树，对应的代码如下：

public ICodeNode buildCodeTree(int production, String text) {
        ICodeNode node = null;
        Symbol symbol = null;

        switch (production) {
        ....
        case CGrammarInitializer.Return_Semi_TO_Statement:
            node = ICodeFactory.createICodeNode(CTokenType.STATEMENT);
            break;
        case CGrammarInitializer.Return_Expr_Semi_TO_Statement:
            node = ICodeFactory.createICodeNode(CTokenType.STATEMENT);
            node.addChild(codeNodeStack.pop());
            break;
       ....
        }
    }

对return语句的解释执行，是在StatementExecutor中的：

public class StatementExecutor extends BaseExecutor{
    private enum LoopType {
        FOR,
        WHILE,
        DO_WHILE
    };

     @Override 
     public Object Execute(ICodeNode root) {
      int production = (int)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION);
         ICodeNode node;

         switch (production) {
              ....
   case  CGrammarInitializer.Return_Semi_TO_Statement:
             isContinueExecution(false);

             break;

         case  CGrammarInitializer.Return_Expr_Semi_TO_Statement:
             node = executeChild(root, 0);
             Object obj = node.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
             setReturnObj(obj);
             isContinueExecution(false);

             break;
              ....
         }
     }

isContinueExecution 是来自父类BaseExecutor的调用，当return语句执行后，return语句后面的代码，无论有多少，都不能再继续执行了，这个调用的目的就是让BaseExecutor不要去执行return语句后面的代码，后面我们会详细解释。

如果return 后面跟着一个变量，数值，或是表达式的话，那么我们需要先执行这个表达式，以便得到要返回的数值，executeChild(root,0)目的就是执行跟着return后面的表达式，然后通过节点的VALUE属性获得表达式执行后的结果，并调用setReturnObj来设置返回值，setReturnObj 也是来自父类BaseExecutor的接口。

我们再看看BaseExecutor的改动：

public abstract class BaseExecutor implements Executor{
    private static boolean continueExecute = true;
    private static Object  returnObj = null;

    protected void setReturnObj(Object obj) {
        this.returnObj = obj;   
    }

    protected Object getReturnObj() {
        return returnObj;
    }

    protected void clearReturnObj() {
        this.returnObj = null;
    }

    protected void isContinueExecution(boolean execute) {
        this.continueExecute = execute;
    }
    ....

由于所有类型的Executor都继承自BaseExecutor,因此把数据存储到BaseExecutor能够使得其他Executor获得，当continueExecute设置成TRUE时，BaseExecutor必须停止执行return 后面的语句所对应的Executor:

protected void executeChildren(ICodeNode root) {

ExecutorFactory factory = ExecutorFactory.getExecutorFactory();

root.reverseChildren();

int i = 0;

while (i < root.getChildren().size()) {

if (continueExecute != true) {

break;

}

ICodeNode child = root.getChildren().get(i);

Executor executor = factory.getExecutor(child);

if (executor != null) {

executor.Execute(child);

}

else {

System.err.println("Not suitable Executor found, node is: " + child.toString());

}

i++;

}

}

执行函数调用的Executor是ExtDefExecutor，该执行器需要通过父类BaseExecutor的接口获得return 的返回值：

public class ExtDefExecutor extends BaseExecutor {

    @Override
    public Object Execute(ICodeNode root) {
        int production = (Integer)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION);
        switch (production) {
        case CGrammarInitializer.OptSpecifiers_FunctDecl_CompoundStmt_TO_ExtDef:
            executeChild(root, 0);
            ICodeNode child = root.getChildren().get(0); 
            String funcName = (String)child.getAttribute(ICodeKey.TEXT);
            root.setAttribute(ICodeKey.TEXT, funcName);

            executeChild(root, 1);

            Object returnVal = getReturnObj();
            clearReturnObj();

            if (returnVal != null) {
                root.setAttribute(ICodeKey.VALUE, returnVal);
            }

            isContinueExecution(true);

            break;
        }
        return root;

ExtDefExecutor 执行完毕后，相当于整个函数都执行结束了，因此需要调用isContinueExecution(true)。

父函数对子函数的调用是在UnaryExecutor里实现的，如果子函数有返回值，那么也必须进行对应处理：

public class UnaryNodeExecutor extends BaseExecutor{

    @Override
    public Object Execute(ICodeNode root) {
        executeChildren(root);

        int production = (Integer)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION); 
        String text ;
        Symbol symbol;
        Object value;
        ICodeNode child;

        switch (production) {
        ....
        case CGrammarInitializer.Unary_LP_RP_TO_Unary:
        case CGrammarInitializer.Unary_LP_ARGS_RP_TO_Unary:
            //先获得函数名
            String funcName = (String)root.getChildren().get(0).getAttribute(ICodeKey.TEXT);
            if (production == CGrammarInitializer.Unary_LP_ARGS_RP_TO_Unary) {
                ICodeNode argsNode = root.getChildren().get(1);
                ArrayList<Object> argList = (ArrayList<Object>)argsNode.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
                FunctionArgumentList.getFunctionArgumentList().setFuncArgList(argList); 
            }

            //找到函数执行树头节点
            ICodeNode func = CodeTreeBuilder.getCodeTreeBuilder().getFunctionNodeByName(funcName);
            if (func != null) {
                Executor executor = ExecutorFactory.getExecutorFactory().getExecutor(func);
                executor.Execute(func);
            }

            Object returnVal = func.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
            if (returnVal != null) {
                System.out.println("function call with name " + funcName + " has return value that is " + returnVal.toString());
                root.setAttribute(ICodeKey.VALUE, returnVal);
            }
            break;
        ....
        }
    }

通过以上代码的改进后，我们用java开发的C语言编译器就可以解释执行return语句了。由于文本描述的局限性，请大家通过观看视频的代码讲解和调试来获得更加直观的了解。