解释器原理

 

文字解码完后，你可以想象有一条纸带，上面写着代码。从左侧向左拉动纸带，用剪刀将程序

纸带剪成纸片，在内存中依次摆放这些纸片，然后才可以执行内存中的这些纸片。

 

 

执行内存中代码的时侯，会用到一种名为堆栈（stack）的数据结构（也就是数据的组织处理

方式）。堆栈像个容器，放东西与取东西都在同一端，越晚放进去的东西，越早被取出来（后

进先出）。用通俗一点的比喻：堆栈就像是停车场，越早停进去的车，会停在越里面的位置，

要等到比它晚进的车都开走之后，才能开走。

为什么需要堆栈？因为程序在执行的过程中，有时候需要把某些事暂时保留不做（因为条件不

成熟），等到后面的事做完才能回头去做之前保留的事，这时候用堆栈是最适合的。

从下一页开始连续有好几个范例，你会看到这些范例在执行的过程中堆栈如何变化，而且屏幕

上的输出如何变化。通过这些范例，你应该可以理解解释器的运行原理。

 

 

对于abs -1这段代码来说，会被剪成两个值：abs与-1，然后开始执行。

在状态A，堆栈与屏幕都是空的。然后把abs放进堆栈中，abs 是求绝对值的函数，它后面

需要跟着一个数字，但堆栈中目前只有abs自己，所以执行不了，这是状态B。

到了状态C，-1也被放进堆栈。有了这一个参数，abs终于可以计算了，计算方式是把这两

个值都从堆栈中取出，计算之后得到的值是1，再把1放回堆栈，现在是状态D。

内存中的代码已经执行完毕，堆栈中也没有任何进一步的计算要进行，这表示程序要结束了。

结束时，堆栈中剩下的1就是返回值。所以在状态E 中，我们看到堆栈被清空，但屏幕上出

现== 1。

 

 

 

对于power 2 6这段代码来说，会被剪成power、2、6这三个值，然后开始执行。

在状态A，堆栈与屏幕都是空的。然后把power放进堆栈中，成为状态B。power是求幂的

函数，它后面需要跟着两个数字，分别是底数与指数，所以目前计算不了。状态C，把2放进

堆栈，依然无法执行。

状态D，把6放进堆栈，现在power 的两个参数都到齐了，可以计算了。方式是把三个值都

取出来计算，结果得到64，再把结果放回堆栈，进入状态E。

内存中的代码已经执行完毕，堆栈中也没有任何进一步的计算要进行。这表示程序要结束了。

结束时，堆栈中剩下的64就是返回值。所以在状态F 中，我们看到堆栈被清空，但屏幕上出

现== 64。

 

 

对于print add 3 -4这段代码来说，会被剪成print、add、3、-4这四个值，然后

解释其原理

 

开始执行。

先把print放进堆栈，进入状态A。print需要一个参数，所以此时无法计算。再把add放

进堆栈，进入状态B。add现在无法当做print 的参数，因为add 自己就是一个函数，必须

等add计算完毕的值才能当print参数。add 需要两个参数。

3 与-4 被依次放进堆栈，进入状态C。这个时候，add的两个参数已经到齐，可以计算了。

把这三个值取出来，计算之后得到结果-1，把-1放回堆栈，现在是状态D。

这个时候，print需要的参数（-1）已经出现了，取出这两个值，计算（执行）的结果是屏

幕上出现-1。print是没有返回值的。没有返回值也就是说返回值是一个特殊值unset（未

设）。把unset放进堆栈中。现在状态是E。

内存中的代码已经执行完毕，堆栈中也没有任何进一步的计算要进行。这表示程序要结束了。

结束时，堆栈中剩下的特殊值unset就是返回值，返回值为特殊值unset相当于没有返回值。

所以在状态F 中，我们看到堆栈被清空，屏幕中没有出现==。

 

 

对于power 2 6 abs add 3 -4这段代码来说，会被剪成power、2、6、abs、add、3、

-4 这7 个值，然后开始执行。

把power、2、6依次放进堆栈，进入状态A。终于可以计算了，计算之后进入状态B。堆栈

中已经没有任何进一步的计算要进行，但内存中还有后续的代码，所以尚未结束。

把内存中的abs、add、3、-4依次放进堆栈，进入状态C。终于可以计算了，取出最上面的

三个值，计算之后把结果-1放回堆栈，进入状态D。状态D 也可以计算，取出两个值，计算

结果1放回堆栈，进入状态E。

内存中的代码已经执行完毕，堆栈中也没有任何进一步的计算要进行。这表示程序要结束了。

结束时，堆栈中若有多个值，最上层的值就是返回值。所以在状态F中，我们看到堆栈被清空，

屏幕中出现== 1，而64直接被扔了。

 

 

这个例子其实有两个段落，所以最后堆栈会有两个值。段落之间彼此独立，因此写代码时，我

们喜欢让段落之间换行，可以帮助阅读理解。

每次发生计算，其实就是找到一个段落。堆栈最后的值分别由power与abs 产生，所以它们

两个就是段落的起点。

既然每次发生计算就是一个段落，那么add应该也是段落的起点。但因为add只是abs 的一

部分（也就是说它是abs段落的子段落），而且add 没有兄弟段落（power 与abs在这里就

是兄弟关系，是平级的），再说abs太简单，让abs 和add 摆一起比较好。把add段落拆出

去没有太大必要。

最后一个例子。对于power 26 print add 3 -4这段代码来说，这个例子和前一个例子

差不多，只是abs换成了print。这导致状态E的堆栈中有两个值，而最上面的值是特殊值

unset。

尽管最后堆栈中存在一个有效值64，但只有最上面的值才是返回值。unset表示没有返回值。

本文节选自《编程ING:人人都能学会程序设计》一书

蔡学镛 著

电子工业出版社出版

图书详细信息:http://blog.csdn.net/broadview2006/article/details/7768124