# 类型检查（12.7）

compiler 模块的类型规则检查。输入：`Project` + 各 `.st` 的 `Unit`（AST）+ `LinkResult`（符号已解析）；输出：通过或 `type error`。全工程定案见 [`初步计划.md`](../初步计划.md) 12.7。

## 做 / 不做

**做**

- `:=`、比较、算术的类型规则；`AND` / `OR` / `NOT` 只吃 `BOOL`
- `FUNCTION` 禁止写全局（含经 `VAR_EXTERNAL`）——用例 14
- FB 调用：命名输入类型匹配；`fb.Q` 字段存在且类型对
- 表达式求值类型：`BOOL` / `INT` / `TIME` 三型
- 无隐式宽化；`INT` 与 `TIME` 不混用

**不做（第一版）**

- 常量折叠、溢出区间检查（INT 字面量范围，饱和在 VM 层）
- `FUNCTION` 实参与形参的个数/类型核对（12.7 未要求，只核对 FB 命名输入）
- 变量初始化表达式的类型核对（语法层已限字面量）

## 表达式求值类型

```cpp
enum class TType { Bool, Int, Time };
```

| 节点 | 规则 | 结果 |
|---|---|---|
| `LitBool` / `LitInt` / `LitTime` | — | Bool / Int / Time |
| `VarRef` | 查符号（局部/输入/输出/外部/全局）类型 | 符号类型 |
| `Field` | 实例字段类型（布局已由 12.6 提供） | 字段类型 |
| `Not` | 操作数必须 Bool | Bool |
| `And` / `Or` | 两侧必须 Bool（短路已由语法层保留） | Bool |
| `Cmp` | 两侧同型（Bool/Int/Time 均可比较） | Bool |
| `Add/Sub/Mul/Div` | 两侧必须 Int（**TIME 无算术**，INT 与 TIME 不混用） | Int |
| `Neg` | 操作数必须 Int | Int |
| `Call` | 函数存在（12.6 已验）；结果 = 函数返回类型 | 返回类型 |
| `VarRef` 指向 FB 实例 | 实例不能当值 | type error |

## 语句规则

| 语句 | 规则 |
|---|---|
| `Assign`（普通） | 左值类型 == 表达式类型；左值可为局部/输入/输出/外部/全局 |
| `Assign`（函数名，FUNCTION 内） | 表达式类型 == 函数返回类型（用例 13 约定） |
| **`FUNCTION` 内左值是全局/外部** | **拒绝：`function cannot write global`（用例 14，含经 VAR_EXTERNAL）** |
| `FbCall` | 每个命名实参表达式类型 == 实例对应字段类型（布局 12.6 已校验存在性） |
| `If` / `While` | 条件表达式必须 Bool |

## 错误

稳定前缀 `type error`，带文件与行列（尽量带）：

```text
type error: AND operands must be BOOL (main.st, line 5, col 9)
type error: type mismatch in assignment to 'q0_0' (INT vs BOOL) (main.st, line 6, col 13)
type error: function cannot write global 'g1' (main.st, line 3, col 5)
type error: TIME has no arithmetic (main.st, line 4, col 12)
type error: FB input 'pt' expects TIME (main.st, line 5, col 16)
```

## 完成标准

1. 用例 14（FUNCTION 写全局）→ `type error`（12.6 已放行，本阶段点亮）
2. line1 / 用例 07 / 13 / 15 / 17 等合法工程类型检查通过
3. 负例：AND 吃 INT、赋值类型不匹配、INT+TIME、NOT INT、FB 输入类型不匹配、比较异型 → `type error`
4. 全部构建 + `ctest` 无回归

---

## 执行计划（单步确认）

1. **`Typecheck.h`（新建 `compiler/include/compiler/Typecheck.h`）**：`TType` + `check_project` 声明
2. **`Typecheck.cpp` 前半**：符号类型解析（VarRef/Field/Call/字面量）+ 表达式递归定类型
3. **`Typecheck.cpp` 后半**：语句规则（Assign 含函数名/FUNCTION 禁写全局、FbCall 实参、IF/WHILE 条件）
4. **`typecheck_test`（`tests/src/typecheck_test.cpp` + CMake）**：用例 14 + 负例 + 正例
5. **验证**：`cmake --build` + `ctest`（新增 `typecheck_types` 后 8/8 全绿）
6. **提交**：`Typecheck.h/cpp` + `typecheck_test` + 文档