C语言的符号表和类型系统-2

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我们继续就符号表和类型系统的构建进行深入的探讨。

基于上一节的基础，我们看看编译器如何为一个变量构建它在符号表中的记录和类型系统，假设我们的C语言代码中有如下的变量定义：

enum rabbits{ FLOSPY,MOPSEY,PETER }

上面的枚举类型，会被C编译器转换成如下形式的C代码：

const int FLOSPY=0; const int MOPSEY=1; const int PETER=2;

编译器在解析const int FLOSPY=0这条语句后，会在符号表中产生以下数据结构：

由于FLOSPY没有指针和数组的修饰，因此他的类型系统只需要说明符，不需要修饰符，因此它的类型列表就是由一个specifier，它的数据类型是INT，由于被初始化为一个整形，所以constantValue设置为0，大家注意，从Symbol对象引出两个箭头，两个箭头都指向specifier对象，之所以需要两个箭头，是因为，类型系统本质上是一个链表，链表链接的是两种对象，一种是declarator，一种是specifier，我们在实现代码的时候，需要把declarator放在链表的前面，specifier放在链表的最末尾，因此从symbol发出的两个箭头，一个指向队列的开头，这样从这个箭头开始就可以逐个访问链表的每个对象，由于declarator放在链表的前面，这样从这个箭头开始，就可以访问一系列的declarator，但是如果我们想要访问链表最末尾的元素也就是specifier对象，那就得遍历整个链表，这样效率就太低了，于是从symbol对象引出的第二个箭头直接指向链表的末尾，也就是specifier对象，这样想要直接访问类型系统的specifier对象的话，直接从第二个指针读取就可以了，不需要遍历整个链表。例如下面这个例子：

long int (*Frollo)[10]

编译器会给上面的变量声明建立如下的符号表记录和类型队列：

大家可以看到，类型系统有三个元素，前两个是declarator，最后一个是specifier，从symbol引出的两个箭头，一个指向链表的末尾，也就是specifier，一个指向链表的开始。

这样，我们就需要在代码中，设计一个链表来将declarator和specifier链接起来，这个链表的代码如下：

public class TypeLink { boolean isDeclarator = true; //true 那么该object 的对象是declarator, false那么object指向的就是specifier boolean isTypeDef = false; //true，那么当前变量的类型是由typedef 定义的 Object typeObject; TypeLink next = null; public TypeLink(boolean isDeclarator, boolean typeDef, Object typeObj) { this.isDeclarator = isDeclarator; this.isTypeDef = typeDef; this.typeObject = typeObj; } public Object getTypeObject() { return typeObject; } public TypeLink toNext() { return next; } }

这样我们在Symbol类中，需要添加两个成员变量：

public class Symbol { String name; String rname; int level; //变量的层次 boolean implicit; //是否是匿名变量 boolean duplicate; //是否是同名变量 Symbol args; //如果该符号对应的是函数名,那么args指向函数的输入参数符号列表 Symbol next; //指向下一个同层次的变量符号 TypeLink typeLinkBegin; TypeLink typeLinkEnd; }

Struct类型变量的类型系统

在specifier类中，最后一个成员变量StructDefine我还没有解释，这个类型是专门用于处理Struct类型声明的。由于一个结构体里面包含了多种变量的声明，所以结构体变量的存在使得类型系统复杂了很多，我们先看看结构体变量类型的代码：

/* * struct argotiers { * int (*Clopin)(); * double Mathias[5]; * struct argotiers* Guillaume; * struct pstruct {int a;} Pierre; * } */ public class StructDefine { private String tag; //结构体的名称,例如上面的例子中，对应该变量的值为 "argotiers" private int level; //结构体的间套层次 private Symbol fields; //对应结构体里的各个变量类型 public StructDefine(String tag, int level, Symbol fields) { this.tag = tag; this.level = level; this.fields = fields; } public String getTag() { return tag; } public int getLevel() { return level; } public Symbol getFields() { return fields; } }

我们就以一个具体的结构体声明例子为例，看看它对应的符号表和类型系统是怎么样的：

struct argotiers { int (*Clopin)(); double Mathias[5]; struct argotiers *Guillaume; struct pstruct {int a;} Pierre; } gipsy;

这个系统看起来似乎很复杂，但实际上它是由若干个简单的类型系统结合而成的，搞清楚前面我们描述的类型系统队列，对这个图的理解应该不难，这个图其实也表明，任何复杂的的系统，都是由多个简单的单元相互勾连交叉所形成的。

这两节的代码主要用于解释概念，在实际开发时，我们会根据需要，对当前代码做相应修改，下一节，我们基于前面的变量声明解析过程，看看语句：

long int *x, y;

所声明的两个变量，他们的类型系统和符号表是如何建立的。