编写一个javascript元循环求值器的方法

网络编程 2024/12/23 佚名

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在上一篇文章中，我们通过AST完成了微信小程序组件的多端编译，在这篇文章中，让我们更深入一点，通过AST完成一个javascript元循环求值器

结构

一个元循环求值器，完整的应该包含以下内容：

tokenizer：对代码文本进行词法和语法分析，将代码分割成若干个token
parser：根据token，生成AST树
evaluate：根据AST树节点的type，执行对应的apply方法
apply：根据环境，执行实际的求值计算
scope：当前代码执行的环境

代码目录

根据结构看，我将代码目录大致拆分为以下几个文件

parser
eval
scope

tokenizer和parser这两个过程不是本文的重点，我统一放在了parser中，交由 @babel/parser 来处理。
evaluate和apply这两个过程我统一放在了eval文件中处理，一会我们重点看下这部分。
scope则放入scope文件。

evaluate-apply

这其实是一个递归计算的过程。

首先，evaluate 接收两个参数，node 当前遍历的AST树节点和 scope 当前环境。然后，evaluate去根据 node 的 type 属性，判断该节点是什么类型。判断出类型后，执行 apply 去求值这个节点所代表的表达式。apply 中会再次递归的执行 evaluate 去计算当前节点的子节点。最终，执行完整颗AST树。

我们来看下具体代码吧

const evaluate = (node: t.Node, scope) => {
 const evalFunc = evaluateMap[node.type];
 if (!evalFunc) {
 throw `${node.loc} ${node.type} 还未实现`;
 }
 return evalFunc(node, scope);
}

以上就是evaluate具体做的事。

其中，evaluateMap 是目前实现的内容集合，我们来看下具体的代码

const evaluateMap: EvaluateMap = {
 File(node: t.File, scope) {
 evaluate(node.program, scope);
 },

 Program(node: t.Program, scope) {
 for (const n of node.body) {
  evaluate(n, scope);
 }
 },

 Identifier(node: t.Identifier, scope) {
 const $var = scope.$find(node.name);
 if (!$var) {
  throw `[Error] ${node.loc}, '${node.name}' 未定义`;
 }
 return $var.$get();
 },

 StringLiteral(node: t.StringLiteral, scope) {
 return node.value;
 },

 NumericLiteral(node: t.NumericLiteral, scope) {
 return node.value;
 },

 BooleanLiteral(node: t.BooleanLiteral, scope) {
 return node.value;
 },

 NullLiteral(node: t.NullLiteral, scope) {
 return null;
 },

 BlockStatement(block: t.BlockStatement, scope) {
 const blockScope = scope.shared "color: #ff0000">scope


我们再来看下 scope 该如何实现。




class Scope implements IScope {
 public readonly variables: EmptyObj = Object.create(null);

 constructor(
 private readonly scopeType: ScopeType,
 private parent: Scope = null,
 public readonly shared = false,
 ) { }
}




我们构造一个类来模拟 scope。可以看到，Scope 类包含了以下4个属性：

  variables：当前环境下存在的变量
  scopeType：当前环境的type
  parent：当前环境的父环境
  shared：有些时候不需要重复构造子环境，故用此标识

接下来我们看下该如何在环境中声明变量


首先构造一个类来模拟变量




class Variable implements IVariable {
 constructor(
 private kind: Kind,
 private value: any
 ){ }

 $get() {
 return this.value
 }

 $set(value: any) {
 if (this.kind === 'const') {
  return false
 }
 this.value = value;
 return true;
 }
}




这个类中有两个属性和两个方法

  kind 用于标识该变量是通过 var、let 还是 const 声明
  value 表示该变量的值
  $get 和 $set 分别用于获取和设置该变量的值

有了 Variable 类之后，我们就可以编写 Scope 类中的声明变量的方法了。


let 和 const 的声明方式基本一样




$const(varName: string, value: any) {
 const variable = this.variables[varName];
 if (!variable) {
 this.variables[varName] = new Variable('const', value);
 return true;
 }
 return false;
}

$let(varName: string, value: any) {
 const variable = this.variables[varName];
 if (!variable) {
 this.variables[varName] = new Variable('let', value);
 return true;
 }
 return false;
}




var 的声明方式稍微有一点差异，因为js中，除了在 function 中，用var 声明的变量是会被声明到父级作用域的（js的历史遗留坑）。我们看下代码




$var(varName: string, value: any) {
 let scope: Scope = this;
 while (!!scope.parent && scope.scopeType !== 'function') {
 scope = scope.parent;
 }
 const variable = scope.variables[varName];
 if (!variable) {
 scope.variables[varName] = new Variable('var', value);
 } else {
 scope.variables[varName] = variable.$set(value);
 }
 return true
}



除了声明，我们还需要一个寻找变量的方法，该方法会从当前环境开始，一直沿着作用域链，找到最外层的环境为止。因此，代码实现如下




$find(varName: string): null | IVariable {
 if (Reflect.has(this.variables, varName)) {
 return Reflect.get(this.variables, varName);
 }
 if (this.parent) {
 return this.parent.$find(varName);
 }
 return null;
}


以上，一个基本的javascript元循环求值器就完成了


最后


大家可以在 codesandbox 在线体验一下。

完整的项目地址是：nvwajs，欢迎鞭策，欢迎star。


参考
《SICP》

微信小程序也要强行热更代码，鹅厂不服你来肛我呀