关于静态常量的编译

     作者：[e-mail]

    最近在设计一种语法类似C#的脚本语言，我们称之为N语言，简称nlang。关于编译和初始化静态常量有一些注意事项，记录在本文中。为描述方便，下面将静态常量简称为常量。

     先考虑nlang中支持的几种静态常量定义：

static const floatBASE_FACT= 3.1415927;//1static const floatSCALE_IN_FACT= 2.53 * BASE_FACT;//2static const uint MAX_CONN = getConfigConn();//3static const Bar MY_BAR = {1, "a bar"};//4

    对于表达式1，处理很简单，编译时直接替换为字面常量就可以。

    对于表达式2，似乎可以直接在编译时定值，实际未竟如此。如果语言支持动态连接，假设表达式1位于模块A中，且表达式2位于模块B中。那么表达式1的改变并独立编译模块A后，如果不重新编译模块B，我们无法保证表达式2能正确更新。这种情况，常量表达式的值在链接时才能确定。

     对于表达式3，依赖于运行时配置，显然需要运行时定值。

     表达式4是一个对象常量，为初始化相关RTTI信息，也需要运行时定值。

 

     因此要支持上述功能，我们需要考虑以下问题：

     如何处理依赖于其他非字面常量的常量定义？

     如何处理依赖于函数的常量？

     如何处理对象常量？

     在解决这些问题的同时，还需要保持语言的简洁性，避免规则过于复杂；性能因素也不能忽视。

     下面给出最终采用的处理规则和方法。

     首先，我们规定编译时的可定值变换：

     1）恒同变换；

     2）基本类型操作符(+-*/等)对应的内置函数。[1]

 

     其次，我们规定编译时的可定值性：

     1）基本类型字面常量，可以在编译时直接定值。

     例如：

     static const int A = 100;

     static const string KITTY_NAME = "Tommy";

     2）作用于字面常量的可定值变换，可以在编译时直接定值。

     例如：

     static const int X = 1234 + 5678; //整数加法运算是可定值变换

     3）作用于同一个编译单元中已定值常量的可定值变换，可以在编译时直接定值。

     例如:

     static const int X = 1;

     static const int Y = X + 1; //Y可编译时定值，因为X在同一编译单元中已定值。

 

     然后. 对于简单类型的其他非字面常量，比如依赖于函数的常量。分两种情况处理：

     1）如果所依赖的内容可在编译时定值，则在编译时计算并定值。

     2）如果所依赖的内容不能在编译时定值，则在模块加载时统一定值。[2]

     上述依赖定值需要递归进行，并且在发现循环依赖时，提示编译错误。

 

     最后，对于对象常量，因为需要设置RTTI信息，在模块加载时统一定值。

 

     备注：

     [1] 以后做进一步优化时，可以参考C语言，规定更宽泛一些。例如，某些内置函数也支持可定值变换，例如cos()等，或者通过支持Annotation来通用化。

     [2] 模块加载时定值，发生在动态链接之后，用户初始化模块函数之前。在此处理之前，所有未定值静态量都会被初始化为其缺省值。