!49 enhancement: 优化数字字面量溢出的错误检测与提示

Merge pull request !49 from Luke/bugfix/int-literal-range-diagnostic

.run/Bug3.run.xml

@@ -0,0 +1,11 @@
+<component name="ProjectRunConfigurationManager">
+  <configuration default="false" name="Bug3" type="Application" factoryName="Application" folderName="BugFarm">
+    <option name="ALTERNATIVE_JRE_PATH" value="graalvm-ce-23" />
+    <option name="MAIN_CLASS_NAME" value="org.jcnc.snow.cli.SnowCLI" />
+    <module name="Snow" />
+    <option name="PROGRAM_PARAMETERS" value="compile run -d playground/BugFarm/Bug3 -o target/Bug3 --debug" />
+    <method v="2">
+      <option name="Make" enabled="true" />
+    </method>
+  </configuration>
+</component>

playground/BugFarm/Bug2/Main.snow

@@ -1,8 +1,7 @@
 module: Main
     import: os
     function: main
-        parameter:
-        return_type: int
+        return_type: void
         body:
             loop:
                 init:
@@ -29,17 +28,6 @@ module: Main
 
                 end body
             end loop
-
-            return 0
-        end body
-    end function
-
-    function: print
-        parameter:
-            declare i1: int
-        return_type: void
-        body:
-            syscall("PRINT",i1)
         end body
     end function
 end module

playground/BugFarm/Bug3/Main.snow

@@ -0,0 +1,14 @@
+module: Main
+    import: os
+    function: main
+        return_type: void
+        body:
+            // 合法
+            declare b1: byte = 127b
+            declare s1: short = 32767s
+            declare i1: int = 2147483647
+            declare l1: long = 9223372036854775807L
+
+        end body
+    end function
+end module

playground/BugFarm/Bug3/OS.snow

@@ -0,0 +1,11 @@
+module: os
+    import: os
+    function: print
+        parameter:
+            declare i1: int
+        return_type: void
+        body:
+            syscall("PRINT",i1)
+        end body
+    end function
+end module

src/main/java/org/jcnc/snow/compiler/semantic/analyzers/expression/NumberLiteralAnalyzer.java

@@ -5,50 +5,324 @@ import org.jcnc.snow.compiler.parser.ast.NumberLiteralNode;
 import org.jcnc.snow.compiler.semantic.analyzers.base.ExpressionAnalyzer;
 import org.jcnc.snow.compiler.semantic.core.Context;
 import org.jcnc.snow.compiler.semantic.core.ModuleInfo;
+import org.jcnc.snow.compiler.semantic.error.SemanticError;
 import org.jcnc.snow.compiler.semantic.symbol.SymbolTable;
 import org.jcnc.snow.compiler.semantic.type.BuiltinType;
 import org.jcnc.snow.compiler.semantic.type.Type;
 
+import static org.jcnc.snow.compiler.semantic.type.BuiltinType.*;
+
 /**
- * {@code NumberLiteralAnalyzer} 用于对数字字面量表达式进行语义分析并推断其精确类型。
- * <p>
- * 类型判定逻辑如下:
+ * {@code NumberLiteralAnalyzer}
+ *
+ * <p>职责：
+ * <ul>
+ *   <li>对数字字面量表达式进行语义分析，并推断其精确类型；</li>
+ *   <li>按照推断类型进行范围校验；</li>
+ *   <li>发生越界时，给出智能的错误提示与合理建议。</li>
+ * </ul>
+ *
+ * <p>类型推断规则：</p>
  * <ol>
- *   <li>首先检查字面量末尾是否带有类型后缀（不区分大小写）:
- *     <ul>
- *       <li>{@code b}: byte 类型（{@link BuiltinType#BYTE}）</li>
- *       <li>{@code s}: short 类型（{@link BuiltinType#SHORT}）</li>
- *       <li>{@code l}: long 类型（{@link BuiltinType#LONG}）</li>
- *       <li>{@code f}: float 类型（{@link BuiltinType#FLOAT}）</li>
- *       <li>{@code d}: double 类型（{@link BuiltinType#DOUBLE}）</li>
- *     </ul>
- *   </li>
- *   <li>若无后缀，则:
- *     <ul>
- *       <li>只要文本中包含 {@code '.'} 或 {@code e/E}，即判为 double 类型</li>
- *       <li>否则默认判为 int 类型</li>
- *     </ul>
- *   </li>
+ *   <li>若字面量以类型后缀(b/s/l/f，大小写均可)结尾，则按后缀直接推断目标类型：</li>
+ *   <ul>
+ *     <li>b → byte</li>
+ *     <li>s → short</li>
+ *     <li>l → long</li>
+ *     <li>f → float</li>
+ *   </ul>
+ *   <li>若无后缀，且文本包含小数点或科学计数法('.' 或 'e/E')，则推断为 double(浮点默认 double，不支持 d/D 后缀)；</li>
+ *   <li>否则推断为 int。</li>
  * </ol>
- * 本分析器不处理溢出、非法格式等诊断，仅做类型推断。
+ *
+ * <p>智能错误提示策略：</p>
+ * <ul>
+ *   <li>整数：
+ *     <ul>
+ *       <li>int 放不下但 long 能放下 → 直接建议 long；</li>
+ *       <li>连 long 也放不下 → 一次性提示“超出 int/long 可表示范围”。</li>
+ *     </ul>
+ *   </li>
+ *   <li>浮点：
+ *     <ul>
+ *       <li>float 放不下但 double 能放下 → 直接建议 double(无需 d 后缀)；</li>
+ *       <li>连 double 也放不下 → 一次性提示“超出 float/double 可表示范围”。</li>
+ *     </ul>
+ *   </li>
+ * </ul>
  */
 public class NumberLiteralAnalyzer implements ExpressionAnalyzer<NumberLiteralNode> {
 
     /**
-     * 对数字字面量进行语义分析，推断其类型。
-     * <p>
-     * 分析流程:
-     * <ol>
-     *   <li>若字面量以后缀结尾，直接按后缀映射类型。</li>
-     *   <li>否则，若含有小数点或科学计数法标记，则为 double，否则为 int。</li>
-     * </ol>
+     * 根据字面量后缀和文本内容推断类型。
      *
-     * @param ctx    当前语义分析上下文（可用于记录诊断信息等，当前未使用）
-     * @param mi     当前模块信息（未使用）
-     * @param fn     当前函数节点（未使用）
-     * @param locals 当前作用域的符号表（未使用）
-     * @param expr   数字字面量表达式节点
-     * @return 对应的 {@link BuiltinType}，如 INT、DOUBLE 等
+     * @param hasSuffix 是否存在类型后缀(仅 b/s/l/f 有效)
+     * @param suffix    后缀字符(已转小写)
+     * @param digits    去掉下划线与后缀后的数字主体(可能含 . 或 e/E)
+     * @return 推断类型(byte / short / int / long / float / double 之一)
+     */
+    private static Type inferType(boolean hasSuffix, char suffix, String digits) {
+        if (hasSuffix) {
+            // 仅支持 b/s/l/f；不支持 d/D(浮点默认 double)
+            return switch (suffix) {
+                case 'b' -> BYTE;
+                case 's' -> SHORT;
+                case 'l' -> BuiltinType.LONG;
+                case 'f' -> BuiltinType.FLOAT;
+                default -> INT; // 其他后缀当作无效，按 int 处理(如需严格，可改为抛/报“非法后缀”)
+            };
+        }
+        // 无后缀：包含小数点或 e/E → double；否则 int
+        if (looksLikeFloat(digits)) {
+            return BuiltinType.DOUBLE; // 浮点默认 double
+        }
+        return INT;
+    }
+
+    /**
+     * 做范围校验，发生越界时写入智能的错误与建议。
+     *
+     * @param ctx      语义上下文(承载错误列表与日志)
+     * @param node     当前数字字面量节点
+     * @param inferred 推断类型
+     * @param digits   规整后的数字主体(去下划线、去后缀、"123."→"123.0")
+     */
+    private static void validateRange(Context ctx,
+                                      NumberLiteralNode node,
+                                      Type inferred,
+                                      String digits) {
+        try {
+            // —— 整数类型：不允许出现浮点形式 —— //
+            if (inferred == BYTE) {
+                if (looksLikeFloat(digits)) throw new NumberFormatException(digits);
+                Byte.parseByte(digits);
+            } else if (inferred == SHORT) {
+                if (looksLikeFloat(digits)) throw new NumberFormatException(digits);
+                Short.parseShort(digits);
+            } else if (inferred == INT) {
+                if (looksLikeFloat(digits)) throw new NumberFormatException(digits);
+                Integer.parseInt(digits);
+            } else if (inferred == BuiltinType.LONG) {
+                if (looksLikeFloat(digits)) throw new NumberFormatException(digits);
+                Long.parseLong(digits);
+            }
+            // —— 浮点类型：解析 + 上/下溢判断 —— //
+            else if (inferred == BuiltinType.FLOAT) {
+                float v = Float.parseFloat(digits);
+                // 上溢：Infinity；下溢：解析为 0.0 但文本并非“全零”
+                if (Float.isInfinite(v) || (v == 0.0f && isTextualZero(digits))) {
+                    throw new NumberFormatException("float overflow/underflow: " + digits);
+                }
+            } else if (inferred == BuiltinType.DOUBLE) {
+                double v = Double.parseDouble(digits);
+                if (Double.isInfinite(v) || (v == 0.0 && isTextualZero(digits))) {
+                    throw new NumberFormatException("double overflow/underflow: " + digits);
+                }
+            }
+        } catch (NumberFormatException ex) {
+            // 智能的错误描述与建议(header 使用 digits，避免带后缀)
+            String msg = getSmartSuggestionOneShot(digits, inferred);
+            ctx.getErrors().add(new SemanticError(node, msg));
+            ctx.log("错误: " + msg);
+        }
+    }
+
+    /**
+     * 生成智能的错误提示与建议。
+     *
+     * <p>策略：</p>
+     * <ul>
+     *   <li>BYTE/SHORT/INT：若能放进更大整型，直接建议；否则一次性提示已超出 int/long 范围；</li>
+     *   <li>LONG：直接提示“超出 long 可表示范围。”；</li>
+     *   <li>FLOAT：若 double 能放下 → 建议 double；否则一次性提示“超出 float/double 可表示范围。”；</li>
+     *   <li>DOUBLE：直接提示“超出 double 可表示范围。”。</li>
+     * </ul>
+     *
+     * @param digits   去后缀后的数字主体(用于 header 与建议示例)
+     * @param inferred 推断类型
+     * @return 完整错误消息(含建议)
+     */
+    private static String getSmartSuggestionOneShot(String digits, Type inferred) {
+        String header;
+        String suggestion;
+
+        switch (inferred) {
+            case BYTE -> {
+                long v;
+                try {
+                    v = Long.parseLong(digits);
+                } catch (NumberFormatException e) {
+                    // 连 long 都放不下：智能
+                    header = composeHeader(digits, "超出 byte/short/int/long 可表示范围。");
+                    return header;
+                }
+                if (v >= Short.MIN_VALUE && v <= Short.MAX_VALUE) {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 byte 可表示范围。");
+                    suggestion = "建议将变量类型声明为 short，并在数字末尾添加 's'(如 " + digits + "s)。";
+                } else if (v >= Integer.MIN_VALUE && v <= Integer.MAX_VALUE) {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 byte 可表示范围。");
+                    suggestion = "建议将变量类型声明为 int(如 " + digits + ")。";
+                } else {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 byte 可表示范围。");
+                    suggestion = "建议将变量类型声明为 long，并在数字末尾添加 'L'(如 " + digits + "L)。";
+                }
+                return appendSuggestion(header, suggestion);
+            }
+            case SHORT -> {
+                long v;
+                try {
+                    v = Long.parseLong(digits);
+                } catch (NumberFormatException e) {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 short/int/long 可表示范围。");
+                    return header;
+                }
+                if (v >= Integer.MIN_VALUE && v <= Integer.MAX_VALUE) {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 short 可表示范围。");
+                    suggestion = "建议将变量类型声明为 int(如 " + digits + ")。";
+                } else {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 short 可表示范围。");
+                    suggestion = "建议将变量类型声明为 long，并在数字末尾添加 'L'(如 " + digits + "L)。";
+                }
+                return appendSuggestion(header, suggestion);
+            }
+            case INT -> {
+                try {
+                    // 尝试解析为 long：若成功，说明“能进 long”
+                    Long.parseLong(digits);
+                } catch (NumberFormatException e) {
+                    // 连 long 都放不下：智能
+                    header = composeHeader(digits, "超出 int/long 可表示范围。");
+                    return header;
+                }
+                // 能进 long：直接建议 long
+                header = composeHeader(digits, "超出 int 可表示范围。");
+                suggestion = "建议将变量类型声明为 long，并在数字末尾添加 'L'(如 " + digits + "L)。";
+                return appendSuggestion(header, suggestion);
+            }
+            case LONG -> {
+                // 已明确处于 long 分支且越界：智能
+                header = composeHeader(digits, "超出 long 可表示范围。");
+                return header;
+            }
+            case FLOAT -> {
+                // float 放不下：尝试 double，若能放下则直接建议 double；否则智能提示 float/double 都不行
+                boolean fitsDouble = fitsDouble(digits);
+                if (fitsDouble) {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 float 可表示范围。");
+                    suggestion = "建议将变量类型声明为 double(如 " + digits + ")。"; // double 默认，无需 d 后缀
+                    return appendSuggestion(header, suggestion);
+                } else {
+                    header = composeHeader(digits, "超出 float/double 可表示范围。");
+                    return header;
+                }
+            }
+            case DOUBLE -> {
+                header = composeHeader(digits, "超出 double 可表示范围。");
+                return header;
+            }
+            default -> {
+                header = composeHeader(digits, "超出 " + inferred + " 可表示范围。");
+                return header;
+            }
+        }
+    }
+
+    /**
+     * 生成越界错误头部：统一使用“数字主体”而非原始 raw(避免带后缀引起误导)。
+     *
+     * @param digits 去后缀后的数字主体
+     * @param tail   错误尾部描述(如“超出 int 可表示范围。”)
+     */
+    private static String composeHeader(String digits, String tail) {
+        return "数值字面量越界: \"" + digits + "\" " + tail;
+    }
+
+    /**
+     * 在头部后拼接建议文本(若存在)。
+     *
+     * @param header     错误头部
+     * @param suggestion 建议文本(可能为 null)
+     */
+    private static String appendSuggestion(String header, String suggestion) {
+        return suggestion == null ? header : header + " " + suggestion;
+    }
+
+    /**
+     * 文本层面判断“是否看起来是浮点字面量”：
+     * 只要包含 '.' 或 'e/E'，即视为浮点。
+     */
+    private static boolean looksLikeFloat(String s) {
+        return s.indexOf('.') >= 0 || s.indexOf('e') >= 0 || s.indexOf('E') >= 0;
+    }
+
+    /**
+     * 文本判断“是否为零”(不解析，纯文本)：
+     * 在遇到 e/E 之前，若出现任意 '1'..'9'，视为非零；否则视为零。
+     * 用于识别“文本非零但解析结果为 0.0”的下溢场景。
+     * <p>
+     * 例：
+     * "0.0"         → true
+     * "000"         → true
+     * "1e-9999"     → false(e 前有 '1'；若解析为 0.0 则视为下溢)
+     * "0e-9999"     → true
+     */
+    private static boolean isTextualZero(String s) {
+        if (s == null || s.isEmpty()) return false;
+        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
+            char c = s.charAt(i);
+            if (c == 'e' || c == 'E') break;   // 指数部分不参与“是否为零”的判断
+            if (c >= '1' && c <= '9') return true;
+        }
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * 判断 double 是否能正常表示(不溢出、也非“文本非零但解析为 0.0”的下溢)。
+     *
+     * @param digits 去后缀后的数字主体
+     */
+    private static boolean fitsDouble(String digits) {
+        try {
+            double d = Double.parseDouble(digits);
+            return !Double.isInfinite(d) && !(d == 0.0 && isTextualZero(digits));
+        } catch (NumberFormatException e) {
+            return false;
+        }
+    }
+
+    /**
+     * 规整数字串：
+     * 仅移除末尾的类型后缀(仅 b/s/l/f，大小写均可，不含 d/D)。
+     *
+     * @param s 原始字面量字符串
+     * @return 规整后的数字主体
+     */
+    private static String normalizeDigits(String s) {
+        if (s == null) return "";
+        String t = s.trim();
+        if (t.isEmpty()) return t;
+
+        // 仅移除末尾的类型后缀(b/s/l/f，大小写均可)
+        char last = t.charAt(t.length() - 1);
+        if ("bBsSfFlL".indexOf(last) >= 0) {
+            t = t.substring(0, t.length() - 1).trim();
+        }
+        return t;
+    }
+
+
+    /**
+     * 入口：对数字字面量进行语义分析。
+     * <p>
+     * 分步：
+     * <ol>
+     *   <li>读取原始文本 raw；</li>
+     *   <li>识别是否带后缀(仅 b/s/l/f)；</li>
+     *   <li>规整数字主体 digits(去下划线、去后缀、补小数点零)；</li>
+     *   <li>按规则推断目标类型；</li>
+     *   <li>做范围校验，越界时记录智能的错误与建议；</li>
+     *   <li>返回推断类型。</li>
+     * </ol>
      */
     @Override
     public Type analyze(Context ctx,
@@ -57,41 +331,30 @@ public class NumberLiteralAnalyzer implements ExpressionAnalyzer<NumberLiteralNo
                         SymbolTable locals,
                         NumberLiteralNode expr) {
 
-        // 获取字面量原始文本（如 "123", "3.14", "2f" 等）
+        // 1) 原始文本(如 "123", "3.14", "2f", "1_000_000L", "1e300")
         String raw = expr.value();
         if (raw == null || raw.isEmpty()) {
-            // 理论上不应为空，兜底返回 int 类型
-            return BuiltinType.INT;
+            return INT; // 空文本回退为 int(按需可改为错误)
         }
 
-        // 获取最后一个字符，判断是否为类型后缀（b/s/l/f/d，忽略大小写）
+        // 2) 是否带后缀(仅 b/s/l/f；不支持 d/D)
         char lastChar = raw.charAt(raw.length() - 1);
         char suffix = Character.toLowerCase(lastChar);
         boolean hasSuffix = switch (suffix) {
-            case 'b', 's', 'l', 'f', 'd' -> true;
+            case 'b', 's', 'l', 'f' -> true;
             default -> false;
         };
 
-        // 若有后缀，则 digits 为去除后缀的数字部分，否则为原文本
-        String digits = hasSuffix ? raw.substring(0, raw.length() - 1) : raw;
+        // 3) 规整数字主体
+        String digitsNormalized = normalizeDigits(raw);
 
-        // 1. 若有后缀，直接返回对应类型
-        if (hasSuffix) {
-            return switch (suffix) {
-                case 'b' -> BuiltinType.BYTE;
-                case 's' -> BuiltinType.SHORT;
-                case 'l' -> BuiltinType.LONG;
-                case 'f' -> BuiltinType.FLOAT;
-                case 'd' -> BuiltinType.DOUBLE;
-                default -> BuiltinType.INT; // 理论上不会到这里
-            };
-        }
+        // 4) 推断类型
+        Type inferred = inferType(hasSuffix, suffix, digitsNormalized);
 
-        // 2. 无后缀，根据文本是否含小数点或科学计数法（e/E）判断类型
-        if (digits.indexOf('.') >= 0 || digits.indexOf('e') >= 0 || digits.indexOf('E') >= 0) {
-            return BuiltinType.DOUBLE; // 有小数/科学计数，默认 double 类型
-        }
+        // 5) 范围校验(发生越界则收集智能的错误与建议)
+        validateRange(ctx, expr, inferred, digitsNormalized);
 
-        return BuiltinType.INT; // 否则为纯整数，默认 int 类型
+        return inferred;
     }
+
 }