自制脚本语言 - 开篇

这个小系列将会介绍如何自制一门脚本语言。

主要内容

优劣

自制脚本语言将会有下面的好处：

• 自己可以对脚本语言的语法，特性进行定制化
• 可以大概了解别的编程语言是如何运作的。
• 增强逻辑思维能力。

自制脚本语言将会有下面的坏处：

• 需要大量的时间进行学习，调试。
• 做出来的东西往往只是一个玩具。
• 想要实现一个成熟的脚本语言 很难。
• 编写脚本的库也需要很多时间。

langX

笔者曾经使用cpp尝试写了一门脚本语言， 目前已经开源。

地址是： https://github.com/Aincvy/langX

本系列将会引用该工程里面的代码和设计思想。不过，有一点需要注意的是，该项目目前还十分的不成熟。

推荐阅读书籍以及其他

两周自制脚本语言

笔者就是看这本书入门的， 但是这本书存在一个很大的方向性问题， 即： 本书并没有使用字节码和VM的方式来实现执行。

不过，还是值得一看的入门书籍。

本书是使用Java作为实现语言的。

深入理解Java虚拟机（第3版）

如果读者是一名JAVA程序员， 那么可以看看这本书， 了解一下jvm的内容。 无论是对于JAVA，还是对于自制脚本语言都有很大的帮助。

https://github.com/lua/lua

这是lua源代码， 也有阅读的价值。

脚本语言的结构介绍

一般情况下， 脚本语言可以划分为几个部分。

1. 词法分析与语法分析
2. 类型对象 （数值，字符串，对象，等）
3. ⭐ 栈 或者 环境
4. ⭐ 虚拟机 或者 直接执行节点
5. ⭐ GC部分

其中， 词法分析与语法分析存在一些第三方工具可以使用， 笔者将会在下一篇博文中介绍。

虚拟机 与直接执行节点

语法分析之后会生成一个抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST） ， 树里面存在很多个节点。

直接执行节点在初期的时候比较方便， 但是当逻辑越来越复杂，语言特性越来越多的时候，似乎就不是很好用了。 在跳转语句上， 直接执行节点没有虚拟机方便，简单。

虚拟机是使用AST生成一个线性执行的字节码序列， 配合栈一起进行运算。但是初期实现起来可能比较困难。

如果读者想实现一个现代化的脚本语言， 建议你直接使用虚拟机的方式进行实现， 因为这样前期麻烦，但是后期简单。 如果只是想了解一下， 则可以考虑使用直接执行节点的方式。

其他

除了这种方式之外， 还可以考虑使用其他语言做后端进行实现。

比如， 基于JVM的语言有：

• Groovy
• JRuby
• Clojure
• Scala
• Kotlin
• 等等。。

还比如：

• https://github.com/vlang/v v语言会先编译成人类可读的c语言形式文件。
• https://github.com/microsoft/TypeScript TypeScript 是基于JavaScript的一种语言
• https://llvm.org/docs/tutorial/MyFirstLanguageFrontend/index.html 使用LLVM实现你的脚本语言。

这里多聊一下关于LLVM的内容。 这个框架笔者并没有实际使用过，只是有过一些简单的了解。

使用这个框架应该可以直接编译成机器码， 并且llvm会优化你的代码。 感兴趣的读者可以自己尝试阅读下相关文档。