音译老式基础

偶尔，我会遇到一个 1980 年代的 BASIC 程序，通常是为 Commodore 64、Apple ][ 或 TRS-80 编写的。我想将它音译成现代语言，重构它并探索它。这些旧程序很好地介于重构汇编语言和重构现代语言之间。我们将研究一种作为重构起点的翻译方法。在某些 BASIC 中，可以使用冒号 (:) 将两个或多个语句放在同一行。如果冒号跟在 THEN 子句之后，则这些语句是 THEN 的一部分。常用命令包括：​​assignment、END、FOR、GOSUB、GOTO、IF..THEN、POKE、PRINT、REM（备注，用于注释）、RETURN 不太常用的命令包括：​​DATA（定义常量数据）、DEF（创建单行）函数）、DIM（维度 – 创建数组）、INPUT、ON..GOTO（计算的 GOTO）、READ（来自 DATA 语句）、RESTORE（重置 DATA 语句）、STOP（可重新启动的停止）。为了转换行号，我们可以将整个代码放入一个带有 switch 语句的循环中。这实际上是一个状态机（参见参考资料），其中的线代表状态。 var line = 1 while line != 0 { switch line { case 10: // 第 10 行的代码 goto(20) break case 20: // 第 20 行的代码 goto(30) break : default: line += 1 } }

引用行号的 IF、GOTO 或 GOSUB 等语句可以查询或设置行变量。 END 语句可以将行号强制为 0。其他语句将其设置为最后一步（或失败）。如果冒号前出现 NEXT 或 GOSUB，则“:”后的代码将是目标，需要将行分开。在这些情况下，我会给拆分部分一个唯一的负行号。负行号不是合法的 BASIC，但这适用于我们的 switch 语句。不同的 BASIC 对变量名有不同的规则。所有旧的都至少支持单字母或字母数字不区分大小写的变量名（X，B9）。大多数都支持以 $ 结尾的字符串（A$，与 A 不同）。大多数允许您创建一维数组（使用 DIM 语句）。一些 BASIC 允许您使用两个字母字符作为变量名称。有些（奇怪）让你使用更长的名字，但只保留前两个字符，如果你不小心在名字中形成了一个关键字，它会被使用。 OSI 手册（参见参考资料）给出了一个变量 ANEW 的例子，它在执行时擦除程序，因为这就是“NEW”所做的。一些 BASIC 仅支持整数，其他支持浮点数（并且不区分整数，JavaScript 风格）。在某些情况下，您可以推断类型（int 或 float）或可能的值范围。 10 X = 53520 :100 如果 X > 53500 那么 X=X-1110 如果 X < 53530 那么 X=X+1

由于该值以整数开头，并且只对整数进行加减运算，因此我们知道它是整数，而不是浮点数。由于 if 语句，我们知道 X 的范围是 53500…53530。这对于内存映射 I/O 非常有用——例如，PEEK 和 POKE 访问屏幕内存。了解变量的范围可能会告诉我们它是否仅限于屏幕内存甚至特定行。其中 STEP 子句是可选的，NEXT 语句中的变量也是可选的。变量表示要关闭哪个循环；没有变量意味着关闭最里面的活动循环。循环需要一个堆栈来跟踪嵌套循环。为了模拟这一点，我们将在堆栈上保留一个元组： FOR: If var is in the stack { - // 重新启动循环，从堆栈中删除 var 的条目——某些语义也可能会弹出内部循环 } push tuple set var = start -- 许多 BASIC 至少执行一次循环体 -- (即使 start > end) -- 我不知道其他人如何确定循环结束的位置 goto(loop-body) NEXT X: Pop until variable X is在堆栈顶部 — 如果未找到则未定义 句柄为普通 NEXT

下一步：对于堆栈顶部的变量： — undefined if none var = var + skip if var <= end then { goto(tuple.loop-body) } else { pop ; goto(exit-target) } — NEXT 之后的行 如果循环的文本范围很明确，您可以避免所有这些并将其音译为“常规”for 循环。这是语用学对语义学的胜利。语义上说它没有任何意义，可以删除。实用主义者说“这些 BASIC 没有优化，所以这会造成延迟。”我会将这些转换为对 usleep() 的调用。旧的 BASIC 的子程序不是递归的，它们不传递参数，因此它们在技术上不需要堆栈。也就是说，堆栈仍然是实现它们的简单方法。将 GOSUB 后面的语句的行号放入堆栈。如果 GOSUB 位于“:”行，则它可能必须是生成的行号。请注意，RETURN 不是在文本上匹配的，而是在动态遇到 RETURN 语句时找到的。一旦我们音译了代码，我们通常希望将其重构为现代风格。

虽然最初是作为一个笑话提供的（参见参考资料中的 Lawrence），但分析 COME FROM 很有用——控制从哪里转移？ 10 GOTO 50 :50 X=060 GOSUB 500: Y=1070 GOTO 50 :500 Z=10 : 550 RETURN 因为第 60 行包含一个 :，我们将其拆分。 （如果它是“IF”的一部分，我们必须更加小心。） 10 GOTO 50 :50 X=0 *** 来自 10 或 7060 GOSUB 50065 Y=10 *** 来自 55070 GOTO 50 ： 500 Z=10 *** 来自 60 : 550 RETURN 从这个分析中我们得到三个有用的东西：单入口代码块、单目标代码块和关于子程序的信息。从一个“来自”到下一个的代码只有一个入口点，尽管它可能有多个出口点。我们只需要保留块的第一行号。因此，我们的翻译可以包括“案例 50”下的两个陈述。

由于我们想要进行的重构之一是使代码“结构化”，因此消除不必要的行号有助于我们专注于更大的结构。 50 GOTO 80 60 line 60 stuff 70 GOTO 100 80 line 80 stuff 90 line 90 stuff 100 etc 如果第80行是第50行的唯一目标，我们可以将第80行和第90行向上移动以替换第50行： 50 line 80 stuff 51 line 90 stuff 52 GOTO 100 — 在 60 line 60 stuff 之前是隐含的 — 大概是某个 GOTO 的目标；省略第 70 行并落入第 100 行等等，也就是说，可以将一个单一目标的代码块上拉到到达它的地方。 （只需确保处理显式目标和语句之间的失败。）我们获得有关子例程调用者的信息。如果只有一个调用者，我们可以通过将 GOSUB 更改为 GOTO，并将 GOSUB 后面的语句更改为 GOTO 来内联它。许多旧代码使用 PEEK 和 POKE 来处理与系统相关的方面：屏幕、键盘、图形模式、偶尔的汇编语言方法。我将在以后的文章中探讨这一点。

旧的 BASIC 并不漂亮，但翻译和现代化一些旧代码很有趣。克拉克，R.劳伦斯。 “对 GOTO-less 编程的语言贡献”，CACM，1984 年 4 月，第 349-350 页。