类与继承

Source: Dev.to

我们现在通过添加对 类 的支持来完成解释器。
类可以继承自其他类（重新使用它们的属性和方法），同时通过修改和添加实现自定义。

我构建的

Commits bac3f3c, bfa82b9, 03b3af3, 6c70087

我理解的内容

1. 类声明

   • 解析器为每个类声明创建一个 Stmt.Class 节点，节点中包含类名以及它的方法列表。
   • 解析器在当前作用域中声明类名，以便类能够在内部引用自身（例如用于递归）。
   • 当解释器访问 Stmt.Class 时，它会把 AST 节点转换为一个 LoxClass 对象，该对象保存一个方法映射（每个方法都被转换为 LoxFunction）。

2. 类实例 / 对象

   • Lox 不使用 new 关键字。
   • LoxClass 实现了 LoxCallable 接口，所以类在被 调用 时会实例化。
   • 调用类会创建一个新的 LoxInstance 并返回它。
   • 实例保存对其所属类（LoxClass）的引用，以便以后能够查找方法。

3. 属性

   • 字段不在类中声明，而是通过实例的赋值操作创建。
   • 当解释器求值得到一个 LoxInstance 对象时，它首先调用 get()，检查实例的字段映射。
   • 如果字段存在，则返回其值；否则解释器会查找方法。如果两者都未找到，则抛出运行时错误。
   • 解析器在看到 = 符号之前无法区分 set 与 get 表达式。因此它先把左侧解析为普通表达式（get），在遇到 = 时再把该节点转换为 set 节点。
   • 当调用 set() 时，fields 映射会被更新（覆盖已有的键）。

4. 方法

   • Lox 方法没有 fun 关键字，并且通过实例访问。
   • 如果方法被提取（例如赋值给变量）后再调用，this 必须仍然指向提取该方法的实例。
   • 为实现这一点，当访问方法时，LoxClass 会在底层的 LoxFunction 上调用 bind(instance)。
   • bind() 会在方法原始闭包内部创建一个新的环境，在该环境中定义 this，并返回一个新的 LoxFunction。
   • 如果在类外部使用 this，解析器（它会跟踪我们是否在类内部）会报告错误；否则它会把 this 当作普通局部变量来解析。
   • 解释器像查找其他变量一样在环境中查找 this，得益于绑定步骤，能够找到正确的实例。

5. 构造函数

   • 用户自定义的构造函数叫做 init。
   • 当 LoxClass.call 发现 init 方法时，会立即调用它来初始化新实例。
   • 调用的参数个数（arity）会与初始化方法的参数数量进行检查。
   • init 总是返回 this（即使用户尝试返回其他值）。解析器通过在 LoxFunction 中跟踪 isInitialiser 标志来强制这一行为。

6. 继承

   • 子类可以通过存储在子类的 LoxClass 中的引用继承超类的方法，方法查找会沿着继承链向上搜索。
   • 解析器现在会创建一个包含 superclass 字段（Expr.Variable）的 Stmt.Class 节点。
   • 解析器检查自继承的情况，如果检测到则报告错误。
   • 如果存在超类，解析器会创建一个新作用域并在其中定义 super，使得 super 对子类的所有方法可用。
   • 在创建子类时，解释器会创建一个新环境，将 super 指向超类，然后再创建方法。
   • 方法查找的顺序是：先检查实例的字段，其次是类的方法，最后是超类的方法（如果有）。如果链的末端为 null，则查找失败。

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7. super
   • super 关键字允许子类覆盖方法，同时仍然能够调用父类的原始实现。
   • 即使一系列子类都覆盖了同一个方法，super 也始终解析为最近的直接父类实现。

以上全部反映了在添加完整的类支持（包括继承、构造函数和 super 关键字）后，Jlox 解释器的当前状态。

类定义

• 它后面跟着一个点和标识符（super.method），并被解析为 Expr.Super 节点。
• 它在超类上查找方法，但将其绑定到当前实例（this），两者属于不同的环境。
• 解析器将 super 视为局部变量，并计算它相对于定义 super 的环境的距离（跳数）。

接下来：
对 Lox 的一些扩展——对列表和 for‑in 循环的支持。

随想

博客这个项目对我非常有帮助。虽然我目前正在做其他项目，但尝试解释我几个月前所做的事情（！）迫使我回忆细节和背后的理由。某种程度上，我之前获得的洞见仍在影响我当前的工作方式。

我非常喜欢记录我的所作所为，即使是最平凡的活动。在印度哲学中，工作是最高的奉献行为之一。无论我们做什么，只要带着意图去做，就会引导我们走向能力和精通，因为学习和实践的过程帮助我们成为最好的自己。泰戈尔说得好：

“Where tireless striving stretches its arms towards perfection…”

还有哪里能让上帝存在，除了那完美之中？因此，我提醒自己所有学到的东西。