如何在用C编写的类似FORTH的语言解释器中实现LOOP
我在C中编写一个简单的基于堆栈的语言，并且想知道我应该如何实现某种循环结构和/或前瞻符号。 由于此页面的代码有点长（超过200行），我将它放在GitHub存储库中 。
编辑：主程序在文件stack.c 。
编辑：代码只是输入words ，类似于FORTH。 它使用scanf并从左到右工作。 然后它使用一系列if和strcmp来决定做什么。 真的是这样。
Forth方法是在数据堆栈旁边添加一个单独的循环堆栈。 然后定义使用此循环堆栈的操作。 例如：
5 0 DO I . LOOP
会打印
0 1 2 3 4
这种方式的工作原理是：
-
DO将索引（0）和控制（5）移动到循环堆栈。 -
I将循环堆栈的顶部复制到数据堆栈。 -
LOOP递增索引（循环堆栈的顶部）。 如果索引小于控件（低于循环堆栈顶部的索引），则它会将DO的命令重新运行回LOOP。 如果索引> =，则它从循环堆栈中弹出索引和控件，并且控制恢复正常。
将控制结构添加到基于堆栈的语言的显而易见的方法是添加“控制堆栈”。 我将描述Postscript机制，因为这就是我所知道的，但Forth有一些类似的行为（确切地说有微妙的差异）。
最简单的受控循环是repeat循环。 从技术上讲，无限loop更简单，但要使用它需要一个显式的exit命令，并解释这会使事情复杂化。
repeat的语法是：
int proc **repeat** -
因此，当repeat命令开始时，它期望在操作数堆栈的顶部找到一个过程（这是要执行的循环体），以及一个刚好在过程下面的整数（执行过程的次数）。
由于还有一个执行堆栈（我认为Forth称之为“返回”堆栈），命令可以通过在执行堆栈上按下它们来“执行”其他命令，从而安排其他命令在当前命令完成后立即执行，但在恢复当前命令的调用者之前。 这是一个很长的句子，但关键的想法就在那里。
作为具体示例，假设解释器正在从输入流执行。 堆栈看起来像这样：
operand: -empty- execute:
用户键入2 {(Hello World!\n) print} repeat 。
整数2被推入堆栈。
operand: 2 execute:
引用的（*）过程体被推入堆栈。
operand: 2 {(Hello World!\n) print} execute:
执行repeat命令。
operand: 2 {(Hello World!\n) print} execute: repeat Repeat: expects operands: int proc if int<0 Error if int==0 return //do nothing push `repeat` itself on exec stack push quoted proc on exec stack push int-1 on exec stack push "executable" proc on exec stack
执行重复过程（一次）会像这样离开堆栈：
operand: -empty- execute: repeat {(Hello World!\n) print} 1 **{(Hello World!\n) print}**
解释器在exec堆栈的顶部执行过程，打印“Hello World！”，然后找到一个整数，它将其推送到op堆栈。
operand: 1 execute: repeat {(Hello World!\n) print}
解释器通过按下op栈来执行引用的过程。
operand: 1 {(Hello World!\n) print} execute: repeat
我们回到了开始！ 为下一次迭代做好准备（如果整数降至零，则终止）。
希望这可以帮助。
编辑;
在实际查看你的代码之后，我有一个不同的建议，也许是我上面描述的类似的跳板。 我认为你应该暂时忘记代码并专注于数据结构。 你有一个很好的变量表，但是所有命令都是通过代码分散的嵌入式文字！
如果使表保持变量记录类型，则可以对两者使用相同的查找机制（甚至可以移动到散列或三元搜索树（我当前最喜欢的））。 我记得这样的事情：
struct object { int type; union { int i; void (*command)(context *); } u; }; struct dict { int sz; struct rec { char *key; object val; } data[]; //think resizable! };
这样每个命令都有自己的function。 奖金是：小function。 您应该尝试使您的function足够小，以便您可以同时在屏幕上看到整个事物。 一次扫描整个事物可以让你的右脑做一些检测问题区域的工作。
然后你需要另一种类型来保存命令序列。 数组或列表应该有效。 当您可以定义序列时，您可以更轻松地重复序列。
这里的奖励是你只有一个远离图灵完成的构造。 序列，迭代，决策（或选择）：这就是编写任何可计算函数所需的全部内容！
*。 正如评论员所发现的那样，Postscript实际上并没有我在描述中使用的引用概念。 在这里，我借用了Lisp术语中的概念。 Postscript有一个文字/可执行标志，可以设置cvlit或测试xcheck 。 将执行执行堆栈上的可执行数组。 因此对于“引用的”过程体，它实际上是一个文字过程体（即一个数组）。 因此， repeat必须还要在下一次迭代之前执行对cvx的调用。 因此， repeat的postscript实现的更正确的伪代码是：
Repeat: expects operands: int proc if int<0 Error if int==0 return //do nothing push `repeat` itself on exec stack push 'cvx' on the exec stack push cvlit(proc) on exec stack push int-1 on exec stack push "executable" proc on exec stack
这将执行必要的标志操作以将过程作为执行堆栈上的数据传递。
我看到这种控制结构实现的另一种方式是使用两个函数， repeat相同的入口点，以及一个理论上不需要名称的内部延续运算符。 我认为ghostscript称之为@ repeat-continue @。 使用单独的continue函数，您不必非常小心堆栈中的东西顺序，并且您不需要旋转文字标记。 相反，您可以在exec堆栈上的递归调用下存储一些持久数据; 但你也要清理它。
所以另一个repeat是：
int proc **repeat** - if int<0 Error if int==0 return //do nothing push null on exec stack <--- this marks our "frame" push int-1 on exec stack push proc on exec stack push '@repeat-continue' on exec stack push executable proc on exec stack
延续也有一个更简单的工作。
@repeat-continue peek proc from exec stack peek int from exec stack if int==0 clear-to-null and return push '@repeat-continue' on exec stack push executable proc on exec stack
最后， exit运算符与循环密切相关，它将exec堆栈清除到循环运算符的“框架”。 对于双function样式，这是一个null对象或类似对象。 对于单function样式，这是循环运算符本身。
你的语言根本不像Forth，所以不要复制Forth（仅限编译 – 对你的语言来说毫无意义的区别）循环结构。
查看代码，添加until条件重启评估字。 也就是说，将它作为正常单词添加到您的range并jump ，让它弹出堆栈，如果堆栈的顶部为真，则将stack.c的cmd设置回到开头。
0 dup . 1 + dup 5 > until .
在您的语言中，将产生输出0 1 2 3 4 5 6 ，跨三次评估，并多次重新评估第二行。 这假设您在整个评估期间保留状态，并且该评估是面向行的。 您可以挖掘LSE64以获得更多这样的想法。
这是一篇博文，其中DO / LOOP，BEGIN / UNTIL，WHILE / REPEAT等在我的小型TransForth项目中得到了肯定： http ： //blogs.msdn.com/b/ashleyf/archive/2011/02/06/ loopty-DO-I-loop.aspx
我已经改变了主意，完全依赖于没有这种循环词的递归。
希望有所帮助，玩得开心！