zengl编程语言v0.0.16数组,21点扑克小游戏
zenglong 2013-02-01 16:04:25
很多编程语言都提供了数组，所谓数组是指包含多个元素的集合，有了数组就可以对多个有关联的数据进行统一管理，同时避免了变量名的开销，因为如果没有数 组，那么就需要为每个元素定义一个变量...
很多编程语言都提供了数组，所谓数组是指包含多个元素的集合，有了数组就可以对多个有关联的数据进行统一管理，同时避免了变量名的开销，因为如果没有数 组，那么就需要为每个元素定义一个变量来进行访问，有了数组，就可以把所有元素放在数组里，通过数组名和索引进行访问。本节的v0.0.16的版本就实现 了数组，并利用数组，函数等实现了一个简单的命令行界面的21点扑克牌小游戏。
本节v0.0.16版本的源代码下载地址为：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=193204&uk=940392313 (此为百度云盘的共享链接地址)，访问该地址可以看到三个文件：zengl_lang_v0.0.16_forXP.rar (XP系统下的vs2008解决方案和源代码)， zengl_language_v0.0.16_forLinux.tar.gz (Linux系统下的源代码和makefile) ，v0.0.16-v0.0.15-diffs.txt (v0.0.16和v0.0.15的代码变化情况)。
SourceForge.net上的仓库地址为：https://sourceforge.net/projects/zengl/files/ 从里面可以看到各个版本的代码压缩包，比如本节的zengl_lang_v0.0.16_forXP.rar ，zengl_language_v0.0.16_forLinux.tar.gz，v0.0.16-v0.0.15-diffs.txt 。
先来看下本版本的描述 （在linux代码包里的usage.txt里有这段描述，在目前几个带有git版本的....-diffs.txt和git log中也有这段描述）：
v0.0.16版本,该版本添加了数组,修复了大量BUG,并最终利用条件,循环,数组,引用等所有当前可用的语法结构完成了《21点扑克小游戏》。
在main.c中添加了'[',']'的token作为数组的左右界定符，以及'%'取余运算符，'break','continue'循环控制时的跳转 关键字。在makefile文件中为builtin.o模块添加了run.h和func.h的依赖，这样当run.h或func.h修改时就会重新编译 builtin.o模块了，就不会出现以前那种修改run.h后，builtin里的函数调用莫名其妙的参数错误的问题了。
在parser.c中添加了数组,取余运算,break,continue的语法树生成。
对于数组采用和函数一样的语法树生成方式，所以数组的写法有点像函数调用，例如：test[0,1]就表示test数组里索引为0的数组里的第一个元素。 也可以把这种写法看成是坐标形式，如value[x,y,z]即x,y,z三个坐标值确定一个点，用数组的解释就是value这个三维数组中的x这个2维 数组里的y一维数组中的z元素，当然还可以表示更多的维数像value[x,y,z,a,b,c...]在程序里会为每一维的数组都分配自己的内存空间。 之所以采用函数调用的写法，是因为有现成的函数调用的语法树的生成方式，方便构建数组的语法树。
取余运算符采用和乘除一样的优先级，以及和乘除一样的语法树生成方式。
break,continue使用nochild_stmt无子节点的函数来生成语法树。
在symbol.c中将ARRAY_ITEM数组名也加入到变量符号表中。
在assemble.c中生成了数组，取余运算符，break,continue的汇编代码。
对于数组的汇编代码也采用了类似函数调用的方式，将数组的所有索引值压入栈中，并用ARRAY_ITEM寄存器指向栈中的第一个索引值。例如 value[x,y,z],就将value的x,y,z三个值压入栈中，对于取值运算，就生成GET_ARRAY加value的内存地址值，对于赋值语 句，就生成SET_ARRAY加value内存值的指令。这样在run.c中执行时，通过value内存里的memblock内存块指针找到数组的内存 块，再通过栈中的索引依次找到对应要操作的元素。
另外，引用除了可以引用普通的变量外，还可以引用数组里的元素。例如：test = &value[x,y,z]那么test就是value[x,y,z]元素的引用，对test的操作就是对value[x,y,z]元素的操作。
将一个数组赋值给某个变量，其实就是将数组的指针赋值给该变量，使得该变量也指向该数组，例如：value[x,y,z]中的value是一个数组，如果 test = value,那么test也和value指向同一个数组，和引用的区别是直接赋值会增加数组内存块的refcount值，就有点像面向对象中的对象里的引 用计数值一样，当释放test时，只会将数组内存块的refcount计数值减一，只有当refcount值为0时才释放对应的数组空间。
最后利用当前的语法结构写了一个21点的小游戏，一个用户(user)，一个机器人(android),当游戏开始时，用户选择要牌，机器人则根据自己的 点数通过概率计算判断是否需要要牌，当用户不要牌时，或者某一方点数超过21点时，一轮结束，最后在双方都没超过21点时，根据谁大谁赢该局，并且赢者得 到100虚拟币，输的扣除100虚拟币。最开始双方都有2000币。
还修复了'||'运算及'&&'运算的BUG，以前当'||'的左边为TRUE时，还要判断右边，现在在左边表达式执行完后，会根据'JNE'判断是否为TRUE，如果为TRUE时，就不用判断右边了，加快了判断速度。
其他的改动请用git log -p 或 gitk等图形化工具来查看。
作者：zenglong
时间：2012年4月9日
官网网站：www.zengl.com
因为从上一个版本开始，git版本控制信息都是在linux系统下生成的，所以在windows下就无法对该版本的git信息做修改，原因上一节提到过， 不过git信息一般都是在linux下生成和使用的，在windows下只要使用git bash工具查看版本信息就可以了（如果要在windows下修改，就只有git init重新初始化，而且会丢失之前的版本控制信息，并且windows下修改过的git信息在linux下也无法正常扩展修改，只能查看，目前我还不知 道解决方法）。
另外，如果在linux下查看git信息时如果没有彩色输出的话(只有普通的黑白色)，可以在linux终端下使用下面几个命令：
git config --global color.status auto
git config --global color.diff auto
git config --global color.ui auto
git config --global color.
如果这样设置以后，在git diff或git log时看到很多ESC[1m...之类的，说明你的LESS没有开启颜色解析，可以使用下面命令添加一个环境变量即可：
export LESS="-eirMX"
如果不想每次登录都输入这个指令可以把这条指令写入/etc/profile文件(我使用的是slackware的linux)，别的linux可能在~/.bash_profile里，请对照自己的系统进行修改。
下面通过本节的game_21_point.zl（21点扑克小游戏）的脚本代码来说明数组等相关知识(下面的注释仅在此起说明作用，原文件中并没有，因为当前还没实现注释功能)：
use builtin; //加载内建模块
Name=0; //目前先用变量名表示索引，以后添加了宏和类之后，就可以用宏或类的字段来替代。Name表示玩家或机器人名字的数组元素索引
PokerCnt=1; //PokerCnt对应数组索引1，即数组的第二个元素，该元素里存放的是发给玩家或机器人的扑克牌数量。
Pokers=2; // Pokers数组第三个元素，又是一个数组，里面存放了玩家或机器人庄家的所有扑克牌。
TotalPoker = 3; //TotalPoker第4个元素，存放的是所有扑克的总点数
Money = 4; //Money代表玩家或机器人所拥有的虚拟币。
android[Name]='Android'; //设置机器人庄家名字为"Android"
user[Name]='User'; //设置玩家名字为"User"
user[Money] = android[Money] = 2000; //设置玩家和机器人的开始虚拟币。
print 'user:'+user[Name]; //打印显示出玩家名字
fun myAddPoker(array,poker) //myAddPoker函数定义，给玩家和机器人发牌的函数。
global Pokers,PokerCnt,TotalPoker; //引入全局变量，这样下面才能用这些全局变量作为数组的索引。
count = &array[PokerCnt]; //获取用户或机器人数组里的扑克数目的元素的引用。下面对count的操作就是对该数组元素的操作。
return array[TotalPoker] += array[Pokers,count++] = poker; //将所发的扑克点数添加到数组末尾，同时增加扑克的总点数值。
endfun
fun myIsNeedPoker(array) //机器人庄家判断是否需要继续要牌
global TotalPoker; //全局变量数组索引
num = 21 - array[TotalPoker]; //先得到当前机器人总点数和21点的差值。
if(bltRandom()%13 +1 <= num) //bltRandom是内建模块里的随机数生成函数。这里之所以和13取余，是因为该游戏中扑克范围为A到K，即一张牌的点数是1点到13点，单张扑克 最大是13点，所以和13取余，如果当前的总点数小于等于8，那么不管得到什么牌都不会超过21点，当前总点数大于8时，越接近21点，继续要牌的概率就 越小。
return 1; //返回1表示继续要牌
else
return 0; //返回0表示此轮不继续要牌
endif
endfun
turn_num = 0; //表示当前进行了几轮。
fun myGameStart() //每一轮游戏的实际执行函数。
global user,android,Name,Pokers,PokerCnt,TotalPoker,Money,
turn_num; //函数中的数组需要使用这些全局变量作为索引。
print 'please input [y] to get poker,except to end!'; //输入y表示要牌，否则表示不要牌。
input = 'y';
for(;input=='y';) //循环获取用户输入，并设置玩家和机器人庄家的扑克信息。
input = read(); //获取用户输入
if(input == 'y') //输入y则通过myAddPoker来给玩家发牌。
myAddPoker(user,bltRandom()%13+1); //生成1到13的随机点数，并设置玩家的扑克数组。
print 'you get ' + user[Pokers,user[PokerCnt]-1]; //打印显示出玩家获取的点数。
if(user[TotalPoker] > 21) //如果超过21点，则break跳出循环
break;
endif
endif
if(android[TotalPoker] < user[TotalPoker] ||
myIsNeedPoker(android)) //如果是机器人的总点数小于用户的总点数或者myIsNeedPoker函数判断需要进行要牌时，则执行myAddPoker操作。
myAddPoker(android,bltRandom()%13+1); //生成1到13的随机点数，并设置机器人的扑克数组。
print 'android get '+ android[Pokers,android[PokerCnt]-1]; //打印出机器人的点数。
if(android[TotalPoker] > 21) //如果超过21点，则break跳出循环
break;
endif
endif
print user[Name] + ' total:'+ user[TotalPoker] + ' '+
android[Name] + ' total:'+ android[TotalPoker]; //双方每次要牌结束时显示各自的总点数。
endfor
printf(user[Name] +" have gets :");
for(i=0;i //从user[Pokers]数组中循环打印出玩家所获取到的所有牌的点数。
printf('Poker:'+user[Pokers,i]+' ');
endfor
print ' total: ' + user[TotalPoker]; //打印出玩家此轮的总点数
printf(android[Name] +" have gets :");
for(i=0;i//从android[Pokers]数组中循环打印出机器人庄家所获取到的所有牌的点数
printf('Poker:'+android[Pokers,i]+' ');
endfor
print ' total: ' + android[TotalPoker]; //打印机器人的总点数。
bool_userwin = 1; //判断玩家是否赢的局部变量。
if(android[TotalPoker] > 21) //如果机器人超过21点，则用户赢
print user[Name] +' win';
elif(user[TotalPoker] > 21) //如果玩家超过21点，则机器人庄家赢
print android[Name] +' win';
bool_userwin = 0; //将变量设为0，表示玩家输了
else //如果都没超过21点，则进行下面的判断
if(android[TotalPoker] >= user[TotalPoker]) //如果庄家的点数大于等于玩家总点数，则玩家输，所以玩家只有总点数大于庄家才能赢。
print android[Name] +' win';
bool_userwin = 0;
else
print user[Name] +' win';
endif
endif
if(bool_userwin) //通过bool_userwin判断玩家的输赢，并根据结果对赢的加100虚拟币，输的扣100虚拟币。
user[Money] +=100;
android[Money] -= 100;
else
user[Money] -= 100;
android[Money] +=100;
endif
print 'the '+ ++turn_num +' turn '+user[Name] + ' money:'+user[Money] +' '+ android[Name]+' money:'+
android[Money]; //打印出目前为止游戏经历的总局数，以及玩家和机器人庄家的总虚拟币。
user[PokerCnt] = user[TotalPoker] = android[PokerCnt] =
android[TotalPoker] = 0; //一轮结束后，将玩家和机器人的扑克牌数量及总点数重置为0，为下一轮做准备。
endfun
input = 's';
blfirst = 1;
for(;(!blfirst && input=='r') || (blfirst && input=='s');) //如果第一次时且输入变量为s时或其他时候输入变量为r时，就继续循环
if(blfirst)
print 'if you want start ,type [s]'; //如果是第一轮，则输入s来开局
else
print 'if you want play again ,type [r]'; //如果是其他轮，则输入r来重开局。
endif
input = read();
if((!blfirst && input=='r') || (blfirst && input=='s')) //如果第一次时且输入变量为s时或其他时候输入变量为r时，就调用myGameStart开始一轮游戏
myGameStart(); //每局游戏的具体执行函数。
if(blfirst)
input = 'r';
blfirst = 0; //第一轮结束后，将blfirst设为0
endif
endif
endfor
game_21_point.zl生成的中间代码文件game_21_point.zlc有740多行代码，限于篇幅这里就罗列些和本节数组相关的汇编指令：
例如game_21_point.zl中有这样一句设置数组元素的语句：
android[Name]='Android';
该语句对应的汇编代码如下(下面的注释在此仅起说明作用)：
........................ //省略其他的代码
11 MOV AX "Android";
12 PUSH AX; //将Android字符串压入栈作为要设置的值
13 PUSH ARRAY_ITEM; //将原环境下的ARRAY_ITEM寄存器的值压入栈
14 RESET ARRAY_ITEM; //将ARRAY_ITEM设为当前栈顶位置，指向数组的第一维度的索引值。
15 MOV AX (1); //将Name变量的值作为索引先赋值给AX
16 PUSH AX; //将AX里的索引值压入栈。
17 SET_ARRAY (6); //根据栈中的索引值和android数组变量所在的内存块，将之前压入栈的Android字符串设置到android[Name]的数组元素中。
........................ //省略其他的代码
这段代码对应的栈结构如下：
函数的栈结构也发生了变化，原来的栈结构如下：
新的函数栈结构如下：
具体的C文件代码部分，请结合源代码中的注释，加上git工具以及vs2008或者eclipse+CDT或者gcc,gdb等工具进行分析。
最后还是老生常谈的话题：
windowsXP压缩包中的代码包括game_21_point.zl测试脚本都是采用GBK的编码，Linux压缩包中的代码包括测试文件以及git里的信息都是UTF8的编码，所以如果哪些地方出现了乱码，请自行调整。
对于windows用户，请确保在项目属性的配置里，命令行参数配置的是game_21_point.zl(对于zengl_lang_v0.0.16的项目)或game_21_point.zlc(对于zenglrun的项目)，好像每一节都提到过。
另外对于vs2008的用户，我在项目属性里：[配置属性>>>>C/C++ >>>> 高级] 部分设置了禁用特定警告：4013,4715,4996 ，这几个警告会显示一些某某函数是非安全的函数，或者函数没有返回值等，这里禁用掉，防止出现过多的警告。另外还有个警告是显示某某变量没被使用过的， 这个警告我没禁用，可以不用管它。我最开始是使用Linux系统开发的zengl ，在我的GCC下面并没有显示过这些讨厌的警告，所以就没处理，不过还好这些警告都无关痛痒，无需理会。
还有一个地方：VS2008项目中，在[配置属性>>>> C/C++ >>>> 预处理器] 部分都设置了预处理器定义的宏：OS_IN_WINDOWS ，因为源代码既要在WINDOWS下编译，又要在LINUX下编译，所以需要通过这个宏来告诉程序当前的环境是windows还是linux，在 windows下面，在程序结束时会执行system ("pause");这条语句（vs2008下为了能看到结果，需要暂停，否则就一闪而过，什么都看不到咯。） 而linux系统主要在bash终端下执行，不需要这条语句。
linux系统下的用户请结合usage.txt的说明，先运行make clean 将原来生成的zengl zenglrun 和 main.o parser.o assemble.o ld.o func.o run.o symbol.o builtin.o文件删除。
再运行make all (单纯的make只能生成zengl,所以需要make all来生成所有的目标)
生成zengl zenglrun 和 main.o parser.o assemble.o ld.o func.o run.o symbol.o builtin.o。(在生成过程中如果出现一些警告,暂不管他)
最后运行 ./zengl test.zl(本节是game_21_point.zl) 查看printASTnodes函数打印抽象语法树节点的结果，以及符号表输出的变量信息以及函数信息等。（例如变量的内存地址，以及在源文件的行列号，函数的唯一标识ID等）。
接着运行./zenglrun test.zlc(本节是game_21_point.zlc) （注意是.zlc结尾的文件名，因为zenglrun虚拟机只能运行.zlc里的汇编代码）。
zengl语言涉及到的很多高级的编译原理都可以在《龙书》中找到。
最后的最后，如果转载请注明来源 http://www.zengl.com ， OK ， 先到这里，休息，休息一下 O(∩_∩)O~