自制脚本语言[2] 类型相关内容的介绍

Aincvy

2021-02-07 2023-07-30 约 1500 字预计阅读 3 分钟

注意

本文最后更新于 2023-07-30，文中内容可能已过时。

本篇来描述一下类型相关的内容。

脚本语言引擎需要提供一些基本类型和至少一个复杂类型的抽象(类，表等)。

基本类型

就拿JAVA语言的基本类型来举例： boolean,byte,char,short,int,long,float,double

其中的每一个类型都是基本元素，基本上在使用的时候不会拆分成更小的类型。

除了上述的关于数值的类型之外，常用的还有一个字符串类型。（在Java中字符串不算基本类型。算引用类型。但在读者自己开发的脚本语言中，则可以自己定义。）

笔者在langX中定义的基本类型有下面几个：

数值类型（整数，浮点数，布尔）
null 类型
字符串类型
数组
函数

别的复杂类型基本上都需要使用上述的类型进行组成。

复杂类型的抽象

基本上可以理解为JAVA里的类， lua里的表。

下面请看一个JAVA的代码片段。

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@Data
public class Student {
  // 唯一编号
  private int id;
  // 姓名
  private String name;
  // 年龄
  private int age;
  // 是否毕业了
  private boolean graduation;
  
  public boolean isGraduation(){
  	return graduation;
  }
  
}

上面描述一个叫 Student的类，即一个复杂类型。这个类由字段，方法，注解组成，其中大部分字段使用的基本类型，还有部分字段使用的是复杂类型（字符串）。

这个类是一个具体的复杂类型，为了使脚本语言引擎可以支持这个复杂类型，我们需要实现一套机制。这套机制可以表述一个复杂类型。

下面是一段示例代码（伪代码 ）

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字段类 {
	访问限制符 ;
	字段类型 ;
	字段名 ;
}

类型类 {
	字段列表 ;
	方法列表 ;       // 节省篇幅，省略了方法类 
	注解列表 ;       // 同上  （其实就是懒 🤣🤣🤣 ）
}

因为笔者的脚本语言引擎使用的 c++实现，所以在名称后面加上了一个“类”。以表述该伪代码描述的是一个c++类

使用上面的伪代码可以表述 Student类，基本上也就可以表示任何的复杂类型。这样，脚本语言引擎就可以支持复杂类型了。

如果读者只是想实现一个非常简单的脚本语言，或者DSL用作配置的话，则可以考虑不实现这个，而是实现具体的类型。之后在解释的时候，一个字段对应一个字段的读取。

如果只是用作于配置文件，并且读者使用JAVA的话，使用 json/yaml 之类的可能更合适。（因为JAVA存在反射机制，所以可以很方便的自动赋值。）

但是如果存在逻辑的话，可能json/yaml 就不是很好使用了。（比如分支语句，循环语句等。）

总结

本篇只是大概的介绍了一下类型应该怎么做。具体怎么样去做可能需要读者花时间去尝试。

这里在实现基本类型的时候有一些参考性的指导内容。

使用类继承的方式，比如定义一个 Object的基类。之后定义一个Number 类，表示数值，并继承自Object 。定义一个Null 类，继承 Object
- 数组，函数，对象可能有点特殊。笔者在实现langX的时候使用了下面的做法。
- 分别定义Array/Function/langXObject 表示对应的具体数据，但是这些类并不继承Object。
- 定义新的类型ArrayRef/FunctionRef/langXObjectRef 来表示对上述类型的引用。这些引用则继承自Object。
- 这样做的原因在后面章节说到 “节点的值” 的时候会进行解释。

使用一些内存技巧。

c/c++ 的内存布局里面没有多余的信息，并且可以进行强制类型转换。

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// 下面代码的灵感来自于 lua源代码的阅读， 笔者并未真实实践
// 这里只是给读者一些思路

struct NumberType {
  int type;
  double value;
}

struct NullType {
  int type;
}

struct StringType{
  int type;
  int len;
  char *value;
}

#define isNull(x)  ((struct NullType*)x)->type == 1 
#define isNumber(x)  ((struct NullType*)x)->type == 2
#define isString(x)  ((struct NullType*)x)->type == 3

void *ptr = ... ;   // ... 获取值的代码进行了省略

if(isNull(ptr) ){
	// null
} else if (isNumber(ptr)){
	auto value = ((struct NumberType*)ptr)->value;
  // ...
} else if (isString(ptr)) {
  auto stringPtr = (struct StringType*) ptr;
	// ...
}

使用上面的技巧可以避免定义类型。简单来说，这个技巧就是：使结构的前几个字段类型相同。