手把手教你做一个 C 语言编译器（7）：语句

整个编译器还剩下最后两个部分：语句和表达式的解析。它们的内容比较多，主要涉及如何将语句和表达式编译成汇编代码。这章讲解语句的解析，相对于表达式来说它还是较为容易的。

本系列：

语句

C 语言区分“语句”（statement）和“表达式”（expression）两个概念。简单地说，可以认为语句就是表达式加上末尾的分号。

在我们的编译器中共识别 6 种语句：

if (...) <statement> [else <statement>]
while (...) <statement>
{ <statement> }
return xxx;
<empty statement>;
expression; (expression end with semicolon)

它们的语法分析都相对容易，重要的是去理解如何将这些语句编译成汇编代码，下面我们逐一解释。

IF 语句

IF 语句的作用是跳转，跟据条件表达式决定跳转的位置。我们看看下面的伪代码：

if (...) <statement> [else <statement>]

if (<cond>)                   <cond>
JZ a
<true_statement>   ===>     <true_statement>
else:                         JMP b
a:                           a:
<false_statement>           <false_statement>
b:                           b:

对应的汇编代码流程为：

执行条件表达式 <cond>。
如果条件失败，则跳转到 a 的位置，执行 else 语句。这里 else 语句是可以省略的，此时 a 和 b 都指向 IF 语句后方的代码。
因为汇编代码是顺序排列的，所以如果执行了 true_statement，为了防止因为顺序排列而执行了 false_statement，所以需要无条件跳转 JMP b。

对应的 C 代码如下：

if (token == If) {
match(If);
match('(');
expression(Assign); // parse condition
match(')');

*++text = JZ;
b = ++text;

statement(); // parse statement
if (token == Else) { // parse else
match(Else);

// emit code for JMP B
*b = (int)(text + 3);
*++text = JMP;
b = ++text;

statement();
}

*b = (int)(text + 1);
}

While 语句

While 语句比 If 语句简单，它对应的汇编代码如下：

a:                     a:
while (<cond>)        <cond>
JZ b
<statement>          <statement>
JMP a
b:                     b:

没有什么值得说明的内容，它的 C 代码如下：

else if (token == While) {
match(While);

a = text + 1;

match('(');
expression(Assign);
match(')');

*++text = JZ;
b = ++text;

statement();

*++text = JMP;
*++text = (int)a;
*b = (int)(text + 1);
}

Return 语句

Return 唯一特殊的地方是：一旦遇到了 Return 语句，则意味着函数要退出了，所以需要生成汇编代码 LEV 来表示退出。

else if (token == Return) {
// return [expression];
match(Return);

if (token != ';') {
expression(Assign);
}

match(';');

// emit code for return
*++text = LEV;
}

其它语句

其它语句并不直接生成汇编代码，所以不多做说明，代码如下：

else if (token == '{') {
// { <statement> ... }
match('{');

while (token != '}') {
statement();
}

match('}');
}
else if (token == ';') {
// empty statement
match(';');
}
else {
// a = b; or function_call();
expression(Assign);
match(';');
}

代码

本章的代码可以在 Github 上下载，也可以直接 clone

git clone -b step-5 https://github.com/lotabout/write-a-C-interpreter

本章的代码依旧无法运行，还剩最后一部分没有完成：expression。

小结

本章讲解了如何将语句编译成汇编代码，内容相对容易一些，关键就是去理解汇编代码的执行原理。

同时值得一提的是，编译器的语法分析部分其实是很简单的，而真正的难点是如何在语法分析时收集足够多的信息，最终把源代码转换成目标代码（汇编）。我认为这也是初学者实现编译器的一大难点，往往比词法分析/语法分析更困难。

所以建议如果没有学过汇编，可以学习学习，它本身不难，但对理解计算机的原理有很大帮助。