コンピュータシステムの理論と実装 (9)

9 章: 高水準言語

高水準言語 Jack から VM 言語への変換を行うにあたって、ここで Jack 言語 (Java の簡易版みたいなもの) の仕様を一通りみておく。

変数の種類とスコープ

変数には以下の 3 つのほか、サブルーチン宣言のときのパラメータリストなどがある。

• スタティック変数: あるクラスのすべてのオブジェクトで共有される変数。static で宣言。
• フィールド変数: あるオブジェクト内で共有される変数。field で宣言。これが C++ や Python でいうメンバ変数である。
• ローカル変数: サブルーチン内のみをスコープにもつ変数。var で宣言。

クラスとサブルーチン

• Jack のプログラムには Main という名前のクラスが含まれる必要がある (C++ で int main が必要なのと一緒だ)。
• 1 つのクラスには main という名前の function が定義されなくてはならない。
• サブルーチンには constructor, method, function の 3 種類がある。method はクラスから生成されたオブジェクトに対して動作し、C++ や Python などでのメンバ関数に該当する。一方、function はオブジェクトに依存せず動作するものであるっぽい。このあたりの話は Java をやっていればしっくりくる話なのかもしれないが、ほぼ全く書いたことがないので結構戸惑った。

class Hoge {
    // Hoge 型を返すコンストラクタ。new というのは慣例的な名前であり、C 言語の new とかとは異なる
    constructor Hoge new() 
    method void fuga()
    function int piyo() // function はクラスのメンバ関数を使わず、生成されたオブジェクトに依存しない

    method void foo() {
        // --- method の実行 ---
        // 特に返り値のない関数を実行するときは do をつける
        do fuga(); // method は同じクラス内で特に何もつけずに呼ぶことができる
        // --- function の実行 ---
        var int a; // 返り値がある場合、事前に返り値を格納する変数を宣言しておかなくてはならない
        let a = Hoge.piyo(); // function を呼ぶときはクラス名を頭につけなくてはいけない
    }
}

class Main {
    function void main {
        var Hoge obj;
        // --- クラス外からの constructor の実行 ---
        let obj = Hoge.new(); // クラス名.関数名とする
        // --- クラス外からの method の実行 ---
        do obj.fuga(); // オブジェクト依存なので、オブジェクト名.関数名
        // --- クラス外からの function の実行 ---
        var int a;
        let a = Hoge.piyo(); // クラス名.関数名
    }
}

課題

Jack に慣れるため、なんでもいいから書いてみようとの課題。試しに A - New Generation ABC を解いてみたのが以下のコードである。

class Main {
  function void main() {
    var int s;

    let s = Keyboard.readInt("");
    if (s < 126) {
      do Output.printInt(4);
    } else {
      if (s < 212) {
        do Output.printInt(6);
      } else {
        do Output.printInt(8); 
      }
    }
    return;
  }
}