第六章-Javac符号表
需要参考:
(1)Architecture of a Java Compiler
(4)关于类型Type
(5)关于作用域范围Scope
(6)
Java语义分析阶段的一个主要工作是符号表的管理。符号表(symbol table)也称为环境(environment),其作用是将标识符映射到它们的类型和存储位置。在处理类型、变量和方法的定义时,顺便将这些标识符存储到符号表中,同时为这些标识符绑定相关的信息。每当发现标识符的使用(即非定义)时,便在符号表中查找这些标识符的信息。
在进行标识符相关信息的存储时,需要考虑到标识符的类型、作用域,而对于方法来说,至少还需要保存参数数量与类型,以及返回值等。
1、符号
写一段Java程序,不难看出在这段程序中,除了引用已经存在的标识符,剩下的就是定义新的标识符已经引用这些新定义的标识符了,如下:
package com.test20; class Test{ int a = 0; public void tm(){ String s = ""+a; } }
定义了一个类Test,一个变量a与一个方法tm。在tm()方法中,有对已经声明过的类型的引用,如String,也有对刚声明的变量a进行引用。不难看出,在对已定义好的标识符进行引用时,需要知道它们的一些相关信息,比如如果是变量,则直接使用标识符即可,如果标识符表示的是方法,还需要以方法的形式来调用。那么在获取标识符时,还需要获取到这些标识符的相关信息,如引用一个已经声明的类时,这个类中定义了哪些方法,当前是否可以访问到。在Java编译器中,每声明一个标识符时,就通过Symbol及其子类来表示。
下面来认识一下这些重要的类。
1.1 Symbol(介绍属性及方法)
1.2 TypeSymbol
1.3 VarSymbol
预定义符号的输入
对操作符的处理
1.4 MethodSymbol
2、组织符号表
2.1 Scope属性的介绍
在上一章介绍了在代码编写的过程中可能会定义出各种不同的符号,这一章将详细介绍这些符号是如何符号表来组织的。在Javac中定义了一个Scope类,这个类代表了符号的作用,例如:
class Test{ int x = 1; { float x = 2; } public void m(){ long x = 2; } }
很显示,上面3个变量的定义都不在同一个作用域范围内。所以相同作用域内的符号应该存放到同一个Scope对象中。一个Scope作用域内定义的多个符号用数组来存储,不过并不是直接存储Symbol,而是将Symbol进一步封装为Entry对象。这个数组在Scope中的定义如下:
/** A hash table for the scope's entries. */ Entry[] table;
Entry类的定义及重要的属性如下:
/** A class for scope entries. * shadowed指针指向桶中的下一个表项,shadowed意为隐蔽之义,sibling指针指向 * 下一个填入哈希表中的表项,和符号的范围scope */ public static class Entry { /** The referenced symbol. * sym == null iff this == sentinel */ public Symbol sym; /** An entry with the same hash code, or sentinel. */ private Entry shadowed; /** Next entry in same scope. */ public Entry sibling; /** The entry's scope. * scope == null iff this == sentinel * for an entry in an import scope, this is the scope * where the entry came from (i.e. was imported from). */ public Scope scope; // ... }
sym属性就是这个Entry代表的符号,scope表示这个符号所属的作用域。而shadowed与sibling指针是用来解决冲突的。由于这些定义出来的符号会被被频繁引用,那么符号表的组织就需要一个高效的组织方式,而Java编译器采用了Hash方式,采用Hash来存储符号,必然会产生冲突,通过单链表与二次冲突检测法来解决冲突。一般标识符的名称不同时,通过二次冲突检测法来避免冲突,如果标识符名称相同,则通过单链表来避免冲突,如下:
class Test{ class obj{} int obj = 0; public void obj(){ } }
在同一个作用域内声明了三个不同类型但是名称相同的符号,这些符号最终都会占用hash表中相同的槽位。并且通过shadowed相连,新加入的插入链表的头部,这样查找符号时总是能找到离自己作用域最近的符号的定义,实现了隐藏某些作用域的效果。
定义在同一个作用域内的符号会通过sibling来形成链,通过elems来保存链表的头部,nelems来保存作用域内存储的符号总数。这两个属性的定义如下:
/** A linear list that also contains all entries in * reverse order of appearance (i.e later entries are pushed on top). */ public Entry elems; /** The number of elements in this scope. * This includes deleted elements, whose value is the sentinel. */ int nelems = 0;
由于作用域可以嵌套,所以通过next属性来引用上一个嵌套的作用域,并且每个作用域都有所属的符号owner,属性定义如下:
/** Next enclosing scope (with whom this scope may share a hashtable) */ public Scope next; /** The scope's owner. */ public Symbol owner;
为了节省符号表空间,存储符号的table数组还可能共享,也就是不同的作用域使用同一个table数组,所以通过shared属性来表示,如果当前scope的next所指向的scope的shared属性为1,表示next所指向的Scope作用域与当前作用域共享同一个table数组。这个属性的定义如下:
/** The number of scopes that share this scope's hash table. */ private int shared; // 是个私有变量
2.2 Scope重要方法的介绍
(1)enter()方法
(2)leave()方法
(3)lookup()方法
检查符号定义的唯一性(比如方法或者是变量)
2.3 实例分析
3、类型的表示
4、符号的访问(访问者模式)
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