List 是有序的物件集合,具有索引特性,長度可以變動。要建立 List,可以使用內建的 List
類別,每個元素,使用逗號 ,
區隔,例如:
lt = new List(1, 2)
# 逐行顯示元素
i = 0
while i < lt.length() {
println(lt.get(i))
i += 1
}
lt.add(3).add(4)
println(lt) # 顯示 [1,2,3,4]
除了使用 List
之外,也可以使用 []
實字,這是建立 List 的便捷方式,例如:
lt = [1, 2, 3, 4]
println(lt) # [1,2,3,4]
lt.remove(1)
println(lt) # [2,3,4]
lt2 = lt.concat([10, 20])
println(lt2) # [2,3,4,10,20]
List 是 List
類別的實例,List
類別上定義了一些迭代處理元素的便捷方法,例如:
([1, 2, 3, 4, 5].filter(elem -> elem >= 2)
.map(elem -> elem * 100)
.forEach(println)) # 顯示 200、300、400、500
在 ToyLang 中,如果運算式需要跨越多行,必須使用 ()
將之含括,另一個方式是使用 \
:
[1, 2, 3, 4, 5].filter(elem -> elem >= 2) \
.map(elem -> elem * 100) \
.forEach(println) # 顯示 200、300、400、500
如上所示,filter
、map
、forEach
等方法,可以接受函式,也就是說在 ToyLang 中,函式是一級值,而這邊指定的是 lambda 運算式,它會產生函式實例,對於可以在一行內完成的小函式,使用 lambda 運算式是比較方便的。
如果要建立的 List 數值是某個範圍,可以使用 range
函式,例如:
(range(2, 6).filter(elem -> elem >= 2)
.map(elem -> elem * 100)
.forEach(println)) # 顯示 200、300、400、500
range 可根據指定的數值範圍,產生 List
實例,預設的步進值是 1,可以用第三個引數來指定步進值,步進值可以是負數:
println(range(1, 30, 5)) # 顯示 [1,6,11,16,21,26]
println(range(100, 90, -2)) # 顯示 [100,98,96,94,92]
甚至可以使用 lambda 運算式來指定範圍的終點以及步進方式:
println(range(1, n -> n < 30, n -> n + 5)) # 顯示 [1,6,11,16,21,26]
println(range(100, n -> n > 90, n -> n - 2)) # 顯示 [100,98,96,94,92]
如果只是需要迭代,不需要實際產生 List,可以使用 iterate
函式:
iterate(1, 5).forEach(println) # 顯示 1 到 4
與 range
不同的是,iterate
產生的並不是 List
實例,而是個迭代器,這個迭代器具有 hasNext
、next
、forEach
、select
以及 collect
方法,舉例而言,range(1, 100)
會產生 List
,內含元素值 1 到 99,然而 iterate(1, 100)
並沒有馬上產生 1 到 99 的數值,只有在 next
等方法呼叫之時,才會進一步產生出值來。
也就是說,如果只是要迭代,而不是真的要有個 List,那麼 iterate
會比較有效率,若需要將數值收集起來,可以使用 collect
方法,若需要先做個條件過濾再收集起來,可以使用 select
,這兩個方法是會產生 List
實例,用以銜接 List
的 API。
(iterate(2, 6).select(elem -> elem >= 2)
.forEach(println)) # 顯示 2、3、4、5
在實作 ToyLang 的過程中,List
是放在很後期才實作出來的 API,因為它是個類別,顯然地,就必須在有函式與類別的語法,以及相對應的語法節點之後,才能夠進一步實作。
為了儘早讓 ToyLang 可以做些比較實際的運算,List
底層實際銜接了 JavaScript 原生的 Array
API,這沒有什麼好意外地,許多語言為了效率,有些函式在底層也都會銜接至 C 語言的程式庫。
對於 ToyLang 來說,銜接至 JavaScript 程式庫的實作,都放在 builtin 之中,現在要解釋裏頭的實作原理還太早,這部份會等到談到函式與類別之後,再來逐步說明。
然而如同〈字串與註解〉裏說過的,老是將函式或方法,直接對應至底層 JavaScript 的 API 沒有意思,因而後來,除了真的必須得用到 JavaScript 環境的一些 API 之外,我就直接用 ToyLang 來寫函式或方法了,例如 range
與 iterate
,就是實作在 builtin.toy 之中:
def stopLambda(stop, step) {
if typeof(stop) == 'number' {
if noValue(step) or ((typeof(step) == 'number') and step > 0) {
return i -> i < stop
}
else {
return i -> i > stop
}
}
return stop
}
def stepLambda(step) {
if noValue(step) {
return i -> i + 1
}
if typeof(step) == 'number' {
return i -> i + step
}
return step
}
def iterate(start, stop, step) {
n = start
p = stopLambda(stop, step)
s = stepLambda(step)
class Iter {
def hasNext() {
return p(n)
}
def next() {
v = n
nonlocal n = s(n)
return v
}
def forEach(action) {
while this.hasNext() {
action(this.next())
}
}
def select(predicate) {
lt = []
while this.hasNext() {
nx = this.next()
if predicate(nx) {
lt.add(nx)
}
}
return lt
}
def collect(mapper) {
lt = []
this.forEach(elem -> lt.add(mapper(elem)))
return lt
}
}
return new Iter()
}
def range(start, stop, step) {
lt = []
iterate(start, stop, step).forEach(n -> lt.add(n))
return lt
}
你也可以從這個程式碼中,先預覽一下 ToyLang 的函式與類別語法風格,這某些程度也是在測試 ToyLang 的文法是否足以勝任一般性的任務,另一方面,現代開發者,應該很少有機會自行實作標準程式庫吧!偶而地,想要搞點小實驗,像是自行實現個亂數函式,就可以 ToyLang 裏試試,別有一番樂趣。
方才談到,ToyLang 中若運算式要跨越多行,必須使用 ()
或者是 \
,這是因為先前提過的,為了簡化 Parser 的設計,ToyLang 採逐行剖析,強硬地運用了 Regular expression 來處理了大半的事情,然而,若不能跨行,上面範例那種流暢 API 風格,撰寫時就會受到一定的限制。
ToyLang 在預處理原始碼時,會將 ()
或 \
標示的多行合併為一行,然後再進行剖析,tokenizer.js 裏的 concatExpr
函式做的,就是這件事。
然而,多行合併為一行,也就會造成顯示除錯訊息時的小問題,例如:
([1, 2, 3, 4, 5].filter(elem -> elem >= 2)
.map(elem -> elem * 100)
.foreach(println))
顯示的錯誤訊息會是:
ReferenceError: foreach is not defined
at [1, 2, 3, 4, 5].filter(elem -> elem >= 2) .map(elem -> elem * 100) .foreach(println) (/main.toy:1)
也就是原本換行排版好的原始碼,在錯誤訊息中也被合併為一行了,這個嘛,必須從一開始的 Parser 設計就解決,就當成日後有機會實現下門語言的課題吧!
回到 List
本身,[]
的寫法,在建立語法樹時,實際上等同於 new List()
,這在 expr_parser.js 中可以看到:
['list', {
burst(elemTokenables) {
const NewOperator = UNARY_OPERATORS.get('new');
const args = elemTokenables.length === 1 && elemTokenables[0].value === '' ? [[]] :
[elemTokenables.map(elem => EXPR_PARSER.parse(elem))]
return new NewOperator(
new FunCall(
Variable.of('List'),
args
)
);
}
}]
如果編譯器會產生中介的位元碼(byte code)之類,最後寫出的位元碼會是相同的,這就是所謂的語法糖吧!雖然 List
可以使用 []
建立,不過以索引取值或設值,還是透過 List
的 get
、set
方法,理由之一是,後期我把心力都放在語法樹上,lt[0]
、或 lt[1] = 10
這類的語法,必須在 Parser 實作,有點懶得去做,另一個原因,等到後面談到函式時,再來說吧!