「Go言語でつくるインタプリタ」で作ったインタプリタにfor文を実装してみました。
ちなみに、前回は再代入可能な変数を実装しました。

仕様

今回実装するfor文の書式は以下の通り。


for ( var i = 0; i < 10; i = i + 1) { // 初期化; 継続条件; 増分処理
    puts(i); // 文
}

字句解析

forをキーワードに追加します。

token.go

var keywords = map[string]TokenType{
    ...
    "for":    FOR,
}

構文解析

for文を表現するASTのNodeを以下のように定義します。

ast.go

type ForStatement struct {
	Token            token.Token
	InitialStatement Statement       // 初期化
	Condition        Expression      // 継続条件
	PostStatement    Statement       // 増分処理
	Block            *BlockStatement // 本体のブロック
}

そして、以下のように構文解析を行います。

parser.go

// "for"のTokenを読み込むと呼ばれる関数
func (p *Parser) parseForStatement() *ast.ForStatement {
	stmt := &ast.ForStatement{Token: p.curToken}

	// forの次は"("
	if !p.expectPeek(token.LPAREN) {
		return nil
	}
	p.nextToken()

	// 初期化の文の解析
	stmt.InitialStatement = p.parseStatement()
	p.nextToken()

	// 継続条件の式の解析
	stmt.Condition = p.parseExpression(LOWEST)
	if !p.expectPeek(token.SEMICOLON) {
		return nil
	}
	p.nextToken()

	// 増分処理の文の解析
	stmt.PostStatement = p.parseStatement()

	// 増分処理の次は")"のはず。ただし、増分処理が空の場合はすでに")"が読まれている。
	if p.peekTokenIs(token.RPAREN) {
		p.nextToken()
	}
	p.nextToken()

	// 本体の文の解析
	stmt.Block = p.parseBlockStatement()

	return stmt
}

評価

評価は以下の通り。

evaluator.go

// for文のNodeを評価するときに呼ばれる関数
func evalForStatement(stmt *ast.ForStatement, env *object.Environment) object.Object {
	// 初期化の文を評価
	initStmt := Eval(stmt.InitialStatement, env)
	if isError(initStmt) {
		return initStmt
	}

	var result object.Object

	for {
		// まず継続条件を評価
		condition := Eval(stmt.Condition, env)
		if isError(condition) {
			return condition
		}
		if !isTruthy(condition) {
			// 評価結果が偽だったらループを抜ける
			break
		}

		// 本体の文を評価
		result = Eval(stmt.Block, env)
		// エラーもしくはreturnで返り値が渡ってきたらそのまま返す
		if isError(result) || isReturn(result) { 
			return result
		}

		// 増分処理の文を評価
		postStmt := Eval(stmt.PostStatement, env)
		if isError(postStmt) {
			return postStmt
		}
	}

	return result
}

これで実装完了です。

REPLで試してみる

>> for (var i = 0; i < 10; i = i + 1) { puts(i); }       
0
1
2
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6
7
8
9

ちゃんと動いてそうですね

さいごに

この記事では一部のコードしか記載しなかったので、全体の差分が見たい方はこちらのPRをご覧ください。