feat: 支持 new 表达式并优化成员访问
- 新增对 new 表达式（如 new Array()）的支持，实现数组/对象的动态创建 - 优化成员访问表达式处理，支持字段回退机制 - 重构标识符解析逻辑，提高变量查找效率 -改进函数调用表达式处理，支持更多调用场景
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parent
82578880ae
commit
5b259a01d8
@ -43,12 +43,7 @@ public record ExpressionBuilder(IRContext ctx) {
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// 布尔字面量，例如 true / false
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// 布尔字面量，例如 true / false
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case BoolLiteralNode b -> buildBoolLiteral(b.getValue());
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case BoolLiteralNode b -> buildBoolLiteral(b.getValue());
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// 标识符（变量名），如 a、b
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// 标识符（变量名），如 a、b
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case IdentifierNode id -> {
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case IdentifierNode id -> buildIdentifier(id);
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// 查找当前作用域中的变量寄存器
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IRVirtualRegister reg = ctx.getScope().lookup(id.name());
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if (reg == null) throw new IllegalStateException("未定义标识符: " + id.name());
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yield reg;
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}
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// 模块常量 / 全局变量，如 ModuleA.a
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// 模块常量 / 全局变量，如 ModuleA.a
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case MemberExpressionNode mem -> buildMember(mem);
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case MemberExpressionNode mem -> buildMember(mem);
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// 二元表达式（如 a+b, x==y）
|
// 二元表达式（如 a+b, x==y）
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@ -59,6 +54,7 @@ public record ExpressionBuilder(IRContext ctx) {
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case UnaryExpressionNode un -> buildUnary(un);
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case UnaryExpressionNode un -> buildUnary(un);
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case IndexExpressionNode idx -> buildIndex(idx);
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case IndexExpressionNode idx -> buildIndex(idx);
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case ArrayLiteralNode arr -> buildArrayLiteral(arr);
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case ArrayLiteralNode arr -> buildArrayLiteral(arr);
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case NewExpressionNode n -> buildNew(n);
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// 默认分支：遇到未知表达式类型则直接抛异常
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// 默认分支：遇到未知表达式类型则直接抛异常
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default -> throw new IllegalStateException(
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default -> throw new IllegalStateException(
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"不支持的表达式类型: " + expr.getClass().getSimpleName());
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"不支持的表达式类型: " + expr.getClass().getSimpleName());
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@ -66,76 +62,172 @@ public record ExpressionBuilder(IRContext ctx) {
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}
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}
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/**
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/**
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* 成员访问表达式构建
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* 构造标识符节点对应的 IR 虚拟寄存器。
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* <p>
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* 支持普通变量查找，以及结构体方法/构造器中的“字段回退”机制（即自动将裸标识符回退为 this.<id>）。
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*
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*
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* @param mem 成员表达式节点
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* @param id 标识符节点
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* @return 存储结果的虚拟寄存器
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* @return 查找到的 IR 虚拟寄存器
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* @throws IllegalStateException 若标识符未定义且无法回退为字段
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*/
|
*/
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private IRVirtualRegister buildMember(MemberExpressionNode mem) {
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private IRVirtualRegister buildIdentifier(IdentifierNode id) {
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if (!(mem.object() instanceof IdentifierNode id)) {
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// ====================== 普通变量查找 ======================
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throw new IllegalStateException("不支持的成员访问对象类型: "
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// 1. 在当前作用域查找变量（可能是局部变量、形参、临时变量等）
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+ mem.object().getClass().getSimpleName());
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IRVirtualRegister reg = ctx.getScope().lookup(id.name());
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}
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if (reg != null) return reg;
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String qualified = id.name() + "." + mem.member();
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/* 1) 尝试直接获取已有寄存器绑定 */
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// ====================== 字段回退机制 ======================
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IRVirtualRegister reg = ctx.getScope().lookup(qualified);
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// 2. 若未找到，则判断是否处于结构体方法或构造器中
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if (reg != null) {
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// 尝试将裸标识符自动视为 this.<id>，即访问当前结构体实例的成员字段
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return reg;
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IRVirtualRegister thisReg = ctx.getScope().lookup("this");
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String thisType = ctx.getScope().lookupType("this");
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if (thisReg != null && thisType != null) {
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// 生成成员表达式节点 this.<id>
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MemberExpressionNode asField = new MemberExpressionNode(
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new IdentifierNode("this", id.context()), // 构造 this 节点
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id.name(), // 字段名
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id.context()
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);
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// 递归构造成员访问（相当于构造 this.<id> 的 IR）
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return buildMember(asField);
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}
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}
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/* 2) 折叠为编译期常量：先查作用域，再查全局常量表 */
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// ====================== 标识符未定义异常 ======================
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Object v = ctx.getScope().getConstValue(qualified);
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// 3. 无法查找到变量且不能字段回退，抛出异常
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if (v == null) {
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throw new IllegalStateException("未定义标识符: " + id.name());
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v = GlobalConstTable.get(qualified);
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}
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}
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if (v != null) {
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IRVirtualRegister r = ctx.newRegister();
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/**
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ctx.addInstruction(new LoadConstInstruction(r, new IRConstant(v)));
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* 构建成员访问表达式的 IR 虚拟寄存器。
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return r;
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* <p>
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}
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* 支持两类成员访问：
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* <ul>
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throw new IllegalStateException("未定义的常量: " + qualified);
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* <li>模块常量访问（如 ModuleName.CONST）</li>
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* <li>结构体/对象字段访问（如 obj.field 或 this.field）</li>
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* </ul>
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*
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* @param mem 成员访问表达式节点（如 a.b 或 ModuleName.CONST）
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* @return 存储成员值的 IR 虚拟寄存器
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* @throws IllegalStateException 若找不到成员或无法解析类型
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*/
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private IRVirtualRegister buildMember(MemberExpressionNode mem) {
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// ===== 1. 处理模块常量 (ModuleName.member) =====
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// 检查成员访问的对象是否为一个标识符（即模块名）
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if (mem.object() instanceof IdentifierNode oid) {
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String mod = oid.name();
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// 查找是否存在该模块下的全局常量定义
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Object c = GlobalConstTable.get(mod + "." + mem.member());
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if (c != null) {
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// 若找到常量，分配新寄存器并生成 LoadConst 指令
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IRVirtualRegister r = ctx.newRegister();
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ctx.addInstruction(new LoadConstInstruction(r, new IRConstant(c)));
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return r;
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}
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}
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// ===== 2. 结构体/对象字段访问 =====
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// (1) 递归构建成员对象（如 a.b，先获得 a 的寄存器）
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IRVirtualRegister objReg = build(mem.object());
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// (2) 尝试解析成员访问接收者（object）的类型
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String ownerType = null;
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if (mem.object() instanceof IdentifierNode oid) {
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// 如果对象是标识符，直接查询其类型（例如 a.x，a 的类型）
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ownerType = ctx.getScope().lookupType(oid.name());
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}
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if (ownerType == null || ownerType.isEmpty()) {
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// 兜底：如果访问 this.xxx，并且 this 有类型，则使用 this 的类型
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String thisType = ctx.getScope().lookupType("this");
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if (thisType != null) ownerType = thisType;
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}
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if (ownerType == null || ownerType.isEmpty()) {
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// 类型无法解析，抛出异常
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throw new IllegalStateException("无法解析成员访问接收者的类型");
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}
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// (3) 查找字段槽位下标：ownerType 的 mem.member() 字段的序号
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Integer fieldIndex = ctx.getScope().lookupFieldIndex(ownerType, mem.member());
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if (fieldIndex == null) {
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// 字段不存在，抛出异常
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throw new IllegalStateException("类型 " + ownerType + " 不存在字段: " + mem.member());
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}
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// (4) 生成读取字段的 IR 指令：CALL __index_r, objReg, const(fieldIndex)
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// 4.1 先将字段下标加载到寄存器
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IRVirtualRegister idxReg = ctx.newRegister();
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ctx.addInstruction(new LoadConstInstruction(
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idxReg,
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IRConstant.fromNumber(Integer.toString(fieldIndex))
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));
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// 4.2 生成成员读取调用指令
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IRVirtualRegister out = ctx.newRegister();
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List<IRValue> args = new ArrayList<>();
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args.add(objReg); // 对象寄存器
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args.add(idxReg); // 字段下标寄存器
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ctx.addInstruction(new CallInstruction(out, "__index_r", args));
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return out;
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}
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}
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||||||
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/* ───────────────── 写入指定寄存器 ───────────────── */
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||||||
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/**
|
/**
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* 将表达式节点 {@link ExpressionNode} 的结果写入指定的虚拟寄存器 {@code dest}。
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* 将表达式节点 {@link ExpressionNode} 的求值结果写入指定的目标虚拟寄存器 {@code dest}。
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||||||
* <p>
|
* <p>
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||||||
* 按表达式类型分派处理，包括：
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* 根据不同表达式类型，采取高效或递归方式生成中间代码，涵盖常量、变量、运算、数组、调用等。
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* <ul>
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||||||
* <li>字面量（数字、字符串、布尔、数组）：生成 loadConst 指令直接写入目标寄存器</li>
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||||||
* <li>变量标识符：查表获取源寄存器，并 move 到目标寄存器</li>
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||||||
* <li>二元表达式、下标、调用表达式：递归生成子表达式结果，并写入目标寄存器</li>
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||||||
* <li>其它类型：统一先 build 到临时寄存器，再 move 到目标寄存器</li>
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||||||
* </ul>
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||||||
* </p>
|
* </p>
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*
|
*
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||||||
* @param node 要求值的表达式节点
|
* @param node 表达式节点（可为字面量、变量、数组、运算等）
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||||||
* @param dest 结果目标虚拟寄存器
|
* @param dest 目标虚拟寄存器（写入结果）
|
||||||
* @throws IllegalStateException 若标识符未定义（如变量未声明时引用）
|
* @throws IllegalStateException 若变量标识符未定义
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||||||
*/
|
*/
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||||||
public void buildInto(ExpressionNode node, IRVirtualRegister dest) {
|
public void buildInto(ExpressionNode node, IRVirtualRegister dest) {
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||||||
switch (node) {
|
switch (node) {
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||||||
// 数字字面量：生成 loadConst 指令，将数值常量写入目标寄存器
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// ===================== 数字字面量 =====================
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||||||
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// 如 42、3.14 等，直接生成 loadConst 指令，常量写入目标寄存器
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case NumberLiteralNode n -> InstructionFactory.loadConstInto(
|
case NumberLiteralNode n -> InstructionFactory.loadConstInto(
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||||||
ctx, dest, ExpressionUtils.buildNumberConstant(ctx, n.value()));
|
ctx, dest, ExpressionUtils.buildNumberConstant(ctx, n.value()));
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||||||
|
|
||||||
// 字符串字面量：生成 loadConst 指令，将字符串常量写入目标寄存器
|
// ===================== 字符串字面量 =====================
|
||||||
|
// 如 "hello"，直接生成 loadConst 指令
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||||||
case StringLiteralNode s -> InstructionFactory.loadConstInto(
|
case StringLiteralNode s -> InstructionFactory.loadConstInto(
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ctx, dest, new IRConstant(s.value()));
|
ctx, dest, new IRConstant(s.value()));
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||||||
|
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||||||
// 布尔字面量：转换为 int 1/0，生成 loadConst 指令写入目标寄存器
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// ===================== 布尔字面量 =====================
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// 如 true/false，转换为 int 常量 1/0，生成 loadConst
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||||||
case BoolLiteralNode b -> InstructionFactory.loadConstInto(
|
case BoolLiteralNode b -> InstructionFactory.loadConstInto(
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||||||
ctx, dest, new IRConstant(b.getValue() ? 1 : 0));
|
ctx, dest, new IRConstant(b.getValue() ? 1 : 0));
|
||||||
|
|
||||||
// 数组字面量：生成数组常量并写入目标寄存器
|
// ===================== 数组字面量 =====================
|
||||||
|
// 直接构造数组常量（只支持静态初始化），生成 loadConst
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case ArrayLiteralNode arr -> InstructionFactory.loadConstInto(
|
case ArrayLiteralNode arr -> InstructionFactory.loadConstInto(
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ctx, dest, buildArrayConstant(arr));
|
ctx, dest, buildArrayConstant(arr));
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||||||
// 变量标识符：查表获得源寄存器，move 到目标寄存器
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// ===================== new 表达式（构造数组/对象） =====================
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// 生成空数组，然后按参数依次初始化每一项，使用 __setindex_r 填充目标寄存器
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case NewExpressionNode newExpr -> {
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|
// 步骤1：先写入空 List（目标寄存器 dest）
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InstructionFactory.loadConstInto(ctx, dest, new IRConstant(java.util.List.of()));
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||||||
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|
// 步骤2：依次写入构造参数（填充各下标项）
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for (int i = 0; i < newExpr.arguments().size(); i++) {
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IRVirtualRegister argReg = build(newExpr.arguments().get(i)); // 参数值寄存器
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IRVirtualRegister idxReg = ctx.newTempRegister(); // 下标寄存器
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InstructionFactory.loadConstInto(ctx, idxReg, new IRConstant(i));
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// 组装参数：arr、idx、value，调用 runtime 的 __setindex_r 填充元素
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List<IRValue> args = new ArrayList<>();
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args.add(dest); // 数组本身
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args.add(idxReg); // 下标
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args.add(argReg); // 元素值
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ctx.addInstruction(new CallInstruction(null, "__setindex_r", args));
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||||||
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}
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||||||
|
}
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||||||
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|
||||||
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// ===================== 变量标识符 =====================
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||||||
|
// 如 x，查找符号表，move 到目标寄存器。未定义时报错。
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case IdentifierNode id -> {
|
case IdentifierNode id -> {
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IRVirtualRegister src = ctx.getScope().lookup(id.name());
|
IRVirtualRegister src = ctx.getScope().lookup(id.name());
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||||||
if (src == null)
|
if (src == null)
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||||||
@ -143,22 +235,26 @@ public record ExpressionBuilder(IRContext ctx) {
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|||||||
InstructionFactory.move(ctx, src, dest);
|
InstructionFactory.move(ctx, src, dest);
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
// 二元表达式：递归生成左右子表达式，并将结果写入目标寄存器
|
// ===================== 二元表达式（如 a + b） =====================
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|
// 递归生成左右操作数，并将运算结果写入目标寄存器
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case BinaryExpressionNode bin -> buildBinaryInto(bin, dest);
|
case BinaryExpressionNode bin -> buildBinaryInto(bin, dest);
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||||||
|
|
||||||
// 下标表达式：递归生成索引结果，move 到目标寄存器
|
// ===================== 下标访问（如 arr[1]） =====================
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||||||
|
// 先递归构造表达式，将索引结果 move 到目标寄存器
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||||||
case IndexExpressionNode idx -> {
|
case IndexExpressionNode idx -> {
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||||||
IRVirtualRegister tmp = buildIndex(idx);
|
IRVirtualRegister tmp = buildIndex(idx);
|
||||||
InstructionFactory.move(ctx, tmp, dest);
|
InstructionFactory.move(ctx, tmp, dest);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// 调用表达式：递归生成调用结果，move 到目标寄存器
|
// ===================== 函数/方法调用（如 foo(a, b)） =====================
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||||||
|
// 递归生成调用，结果 move 到目标寄存器
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||||||
case CallExpressionNode call -> {
|
case CallExpressionNode call -> {
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||||||
IRVirtualRegister tmp = buildCall(call);
|
IRVirtualRegister tmp = buildCall(call);
|
||||||
InstructionFactory.move(ctx, tmp, dest);
|
InstructionFactory.move(ctx, tmp, dest);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// 其它类型：统一先 build 到临时寄存器，再 move 到目标寄存器
|
// ===================== 其它所有情况（兜底处理） =====================
|
||||||
|
// 通用流程：先生成结果到临时寄存器，再 move 到目标寄存器
|
||||||
default -> {
|
default -> {
|
||||||
IRVirtualRegister tmp = build(node);
|
IRVirtualRegister tmp = build(node);
|
||||||
InstructionFactory.move(ctx, tmp, dest);
|
InstructionFactory.move(ctx, tmp, dest);
|
||||||
@ -397,43 +493,119 @@ public record ExpressionBuilder(IRContext ctx) {
|
|||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
/**
|
||||||
* 构建函数或方法调用表达式。
|
* 构造 new 对象/数组创建表达式的 IR 虚拟寄存器（支持列表型构造）。
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||||||
* <p>
|
* <p>
|
||||||
* 支持普通函数调用（foo(a, b)）与成员方法调用（obj.method(a, b)）。
|
* 语义说明：本方法用于生成“new 表达式”的中间代码流程，具体包括：
|
||||||
* <ul>
|
* <ul>
|
||||||
* <li>首先递归生成所有参数的虚拟寄存器列表。</li>
|
* <li>分配一个新的寄存器用于保存新对象/数组引用</li>
|
||||||
* <li>根据 callee 类型区分成员访问或直接标识符调用，并规范化方法名（如加前缀）。</li>
|
* <li>将一个空列表常量写入该寄存器（后端 runtime 识别为可变列表/对象）</li>
|
||||||
* <li>为返回值分配新寄存器，生成 Call 指令。</li>
|
* <li>遍历所有构造参数，依次写入目标列表的 [0..n-1] 位置</li>
|
||||||
|
* <li>最终返回该寄存器</li>
|
||||||
* </ul>
|
* </ul>
|
||||||
* </p>
|
* @param node new 表达式节点，包含所有构造参数
|
||||||
|
* @return 保存新创建对象/数组引用的目标寄存器
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private IRVirtualRegister buildNew(NewExpressionNode node) {
|
||||||
|
// 1. 分配新的寄存器作为 new 表达式的结果
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||||||
|
IRVirtualRegister dest = ctx.newRegister();
|
||||||
|
|
||||||
|
// 2. 先写入一个空列表常量（由后端 R_PUSH 等 runtime 扩展为动态对象/列表）
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||||||
|
InstructionFactory.loadConstInto(ctx, dest, new IRConstant(java.util.List.of()));
|
||||||
|
|
||||||
|
// 3. 遍历所有构造参数，依次写入目标列表的 [0..n-1] 下标位置
|
||||||
|
for (int i = 0; i < node.arguments().size(); i++) {
|
||||||
|
// 3.1 构造第 i 个参数的值，存入 argReg
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||||||
|
IRVirtualRegister argReg = build(node.arguments().get(i));
|
||||||
|
// 3.2 临时分配一个寄存器 idxReg 存储下标 i
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||||||
|
IRVirtualRegister idxReg = ctx.newTempRegister();
|
||||||
|
InstructionFactory.loadConstInto(ctx, idxReg, new IRConstant(i));
|
||||||
|
|
||||||
|
// 3.3 调用 runtime 的 __setindex_r 写入元素
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||||||
|
List<IRValue> args = new ArrayList<>();
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||||||
|
args.add(dest); // 目标列表对象
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||||||
|
args.add(idxReg); // 当前下标
|
||||||
|
args.add(argReg); // 参数值
|
||||||
|
|
||||||
|
ctx.addInstruction(new CallInstruction(null, "__setindex_r", args));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 4. 返回最终保存新建对象/数组的寄存器
|
||||||
|
return dest;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* 构建函数或方法调用表达式的 IR 指令，并返回存放调用结果的寄存器。
|
||||||
|
* <p>
|
||||||
|
* 支持以下两大类调用：
|
||||||
|
* <ul>
|
||||||
|
* <li>普通函数调用（如 foo(a, b)）</li>
|
||||||
|
* <li>成员方法调用（如 obj.method(a, b) 或 ModuleName.func(a, b)）</li>
|
||||||
|
* </ul>
|
||||||
|
* 核心流程：
|
||||||
|
* <ol>
|
||||||
|
* <li>递归生成所有参数的虚拟寄存器列表</li>
|
||||||
|
* <li>根据 callee 类型区分结构体方法/模块静态函数/普通函数</li>
|
||||||
|
* <li>规范化被调用方法名，并整理最终参数表</li>
|
||||||
|
* <li>分配用于结果的新寄存器，生成 Call 指令</li>
|
||||||
|
* </ol>
|
||||||
*
|
*
|
||||||
* @param call 函数/方法调用表达式节点
|
* @param call 函数或方法调用表达式节点
|
||||||
* @return 存放调用结果的虚拟寄存器
|
* @return 存放调用结果的目标虚拟寄存器
|
||||||
|
* @throws IllegalStateException 被调用表达式类型不支持或参数异常
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
private IRVirtualRegister buildCall(CallExpressionNode call) {
|
private IRVirtualRegister buildCall(CallExpressionNode call) {
|
||||||
// 1. 递归生成所有参数的寄存器
|
// 1. 先递归生成所有参数表达式对应的虚拟寄存器
|
||||||
List<IRVirtualRegister> argv = call.arguments().stream().map(this::build).toList();
|
List<IRVirtualRegister> explicitRegs = new ArrayList<>();
|
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for (ExpressionNode a : call.arguments()) explicitRegs.add(build(a));
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// 2. 规范化被调用方法名（区分成员方法与普通函数）
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String callee; // 被调用方法/函数规范化后的名称
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String callee = switch (call.callee()) {
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List<IRValue> finalArgs = new ArrayList<>(); // 最终传递给 Call 指令的参数表
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// 成员方法调用，如 obj.method()
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case MemberExpressionNode m when m.object() instanceof IdentifierNode id -> id.name() + "." + m.member();
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// 2. 判断被调用对象（callee）类型
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// 普通函数调用，或处理命名空间前缀（如当前方法名为 namespace.func）
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if (call.callee() instanceof MemberExpressionNode m && m.object() instanceof IdentifierNode idObj) {
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case IdentifierNode id -> {
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// ==== 成员方法/模块函数调用 ====
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String current = ctx.getFunction().name();
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// 分为两种情况：
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int dot = current.lastIndexOf('.');
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// a) 结构体实例方法（如 a.method(...)）
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if (dot > 0)
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// b) 模块静态函数（如 ModuleName.func(...)）
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yield current.substring(0, dot) + "." + id.name(); // 同命名空间内调用
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yield id.name(); // 全局函数调用
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String recvName = idObj.name(); // 接收者名字
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String recvType = ctx.getScope().lookupType(recvName); // 查找接收者类型
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if (recvType == null || recvType.isEmpty()) {
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// 情况 b：接收者不是变量，而是模块名（ModuleName.func）
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// 规范化函数名为 "模块名.成员名"，参数直接用 explicitRegs
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callee = recvName + "." + m.member();
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finalArgs.addAll(explicitRegs);
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} else {
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// 情况 a：结构体实例方法（obj.method(...)）
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// 方法名规范化为 "类型名.成员名"，并将实例自身作为第一个参数
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callee = recvType + "." + m.member();
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IRVirtualRegister thisReg = ctx.getScope().lookup(recvName);
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if (thisReg == null)
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throw new IllegalStateException("未定义标识符: " + recvName);
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finalArgs.add(thisReg); // 隐式 this 作为第一个参数
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finalArgs.addAll(explicitRegs); // 其余参数
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}
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}
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// 其它类型不支持
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} else if (call.callee() instanceof IdentifierNode id) {
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default -> throw new IllegalStateException(
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// ==== 普通函数调用 ====
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"不支持的调用目标: " + call.callee().getClass().getSimpleName());
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// 继承当前命名空间前缀：若当前函数为 ModuleName.xxx，则 foo() 自动补前缀为 ModuleName.foo
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};
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String current = ctx.getFunction().name(); // 当前函数全名
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int dot = current.lastIndexOf('.');
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if (dot >= 0 && !id.name().contains(".")) {
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callee = current.substring(0, dot) + "." + id.name();
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} else {
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callee = id.name();
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}
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finalArgs.addAll(explicitRegs);
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} else {
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// ==== 其它类型不支持 ====
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throw new IllegalStateException("不支持的被调用表达式: " + call.callee().getClass().getSimpleName());
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}
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// 3. 分配用于存放返回值的新寄存器，并生成 Call 指令
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// 3. 分配目标寄存器，生成函数/方法调用指令
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IRVirtualRegister dest = ctx.newRegister();
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IRVirtualRegister dest = ctx.newRegister();
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ctx.addInstruction(new CallInstruction(dest, callee, new ArrayList<>(argv)));
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ctx.addInstruction(new CallInstruction(dest, callee, finalArgs));
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return dest;
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return dest;
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}
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}
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