手写编程语言-实现运算符重载
前言先带来日常的GScript更新：新增了可变参数的特性，语法如下：intadd(strings,int...num){println(s);intsum=0;for(inti=0;i<len(num);i++){intv=num[i];sum=sum+v;}returnsum;}intx=add("abc",1,2,3,4);println(x);assertEqual(x,10);得益于可变参数，所以新增了格式化字符串的内置函数：//forma
前言
先带来日常的 GScript 更新：新增了可变参数的特性，语法如下：
int add(string s, int ...num){
println(s);
int sum = 0;
for(int i=0;i<len(num);i++){
int v = num[i];
sum = sum+v;
}
return sum;
}
int x = add("abc", 1,2,3,4);
println(x);
assertEqual(x, 10);
得益于可变参数，所以新增了格式化字符串的内置函数：
//formats according to a format specifier and writes to standard output.
printf(string format, any ...a){}
//formats according to a format specifier and returns the resulting string.
string sprintf(string format, any ...a){}
下面重点看看 GScript 所支持的运算符重载是如何实现的。
使用
运算符重载其实也是多态的一种表现形式，我们可以重写运算符的重载函数，从而改变他们的计算规则。
println(100+2*2);
以这段代码的运算符为例，输出的结果自然是：104.
但如果我们是对两个对象进行计算呢，举个例子:
class Person{
int age;
Person(int a){
age = a;
}
}
Person p1 = Person(10);
Person p2 = Person(20);
Person p3 = p1+p2;
这样的写法在 Java/Go 中都会报编译错误，这是因为他们两者都不支持运算符重载；
但 Python/C# 是支持的，相比之下我觉得 C# 的实现方式更符合 GScript 语法，所以参考 C# 实现了以下的语法规则。
Person operator + (Person p1, Person p2){
Person pp = Person(p1.age+p2.age);
return pp;
}
Person p3 = p1+p2;
println("p3.age="+p3.age);
assertEqual(p3.age, 30);
有几个硬性条件：
- 函数名必须是operator
- 名称后跟上运算符即可。
目前支持的运算符有：+-*/ == != < <= > >=
实现
以前在使用 Python 运算符重载时就有想过它是如何实现的？但没有深究，这次借着自己实现相关功能从而需要深入理解。
其中重点就为两步：
- 编译期间：记录所有的重载函数和运算符的关系。
- 运行期：根据当前的运算找到声明的函数，直接运行即可。
第一步的重点是扫描所有的重载函数，将重载函数与运算符存放起来，需要关注的是函数的返回值与运算符类型。
// OpOverload 重载符
type OpOverload struct {
function*Func
tokenType int
}
// 运算符重载自定义函数
opOverloads []*symbol.OpOverload
在编译器中使用一个切片存放。
而在运行期中当两个入参类型相同时，则需要查找重载函数。
// GetOpFunction 获取运算符重载函数
// 通过返回值以及运算符号(+-*/) 匹配重载函数
func (a *AnnotatedTree) GetOpFunction(returnType symbol.Type, tokenType int) *symbol.Func {
for _, overload := range a.opOverloads {
isType := overload.GetFunc().GetReturnType().IsType(returnType)
if isType && overload.GetTokenType() == tokenType {
return overload.GetFunc()
}
}
return nil
}
查找方式就是通过编译期存放的数据进行匹配，拿到重载函数后自动调用便实现了重载。
感兴趣的朋友可以查看相关代码：
- 编译期：https://github.com/crossoverJie/gscript/blob/ae729ce7d4cf39fe115121993fcd2222716755e5/resolver/type_scope_resolver.go#L127
- 运行期：https://github.com/crossoverJie/gscript/blob/499236af549be47ff827c6d55de1fc8e5600b9b3/visitor.go#L387
总结
运算符重载其实并不是一个常用的功能；因为会改变运算符的语义，比如明明是加法却在重载函数中写为减法。
这会使得代码阅读起来困难，但在某些情况下我们又非常希望语言本身能支持运算符重载。
比如在 Go 中常用的一个第三方精度库decimal.Decimal，进行运算时只能使用 d1.Add(d2) 这样的函数，当运算复杂时：
a5 = (a1.Add(a2).Add(a3)).Mul(a4);
a5 = (a1+a2+a3)*a4;
就不如下面这种直观，所以有利有弊吧，多一个选项总不是坏事。
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