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如何手摸手实现一个编译器(上)

前端

编译器是一个将一种编程语言翻译成另一种编程语言或机器代码的计算机程序。编译器通常分为前端和后端两部分。前端负责将源代码解析成中间代码,而后端则负责将中间代码翻译成目标代码。

在本教程中,我们将使用 PEG.js 来生成解析器。PEG.js 是一个简单的 JavaScript 解析器生成器,可以生成具有出色错误报告的快速解析器。您可以使用它来处理复杂的数据或计算机语言,并轻松构建转换器、解释器、编译器和其他工具。

我们首先需要安装 PEG.js。您可以通过以下命令安装 PEG.js:

npm install pegjs

安装完成后,我们可以创建一个新的 PEG.js 文件。我们将其命名为 grammar.pegjs。在 grammar.pegjs 文件中,我们将定义我们的语法。

// 这是我们的词法规则
// 一行空白符+任意个数字组成整数
number = /[0-9]+/;
// 这是一个正则表达式,可以匹配我们语言中的任何标识符
identifier = /[a-zA-Z_]\w*/;
// 定义运算符 '+' 的解析规则
"+" = "+";
// 定义运算符 '-' 的解析规则
"-" = "-";
// 定义运算符 '*' 的解析规则
"*" = "*";
// 定义运算符 '/' 的解析规则
"/" = "/";
// 定义运算符 '(' 的解析规则
"(" = "(";
// 定义运算符 ')' 的解析规则
")" = ")";
// 定义分号 ';' 的解析规则
";" = ";";

在这个语法中,我们定义了整数、标识符、运算符和分号的解析规则。这些规则告诉 PEG.js 如何将源代码解析成抽象语法树(AST)。

接下来,我们需要创建一个 JavaScript 文件来编写我们的编译器。我们将将其命名为 compiler.js。在 compiler.js 文件中,我们将使用 PEG.js 来生成解析器,并使用 JavaScript 来编写编译器其余部分。

// 导入 PEG.js
const peg = require("pegjs");

// 加载 PEG.js 语法文件
const grammar = peg.generate(require("./grammar.pegjs"));

// 创建一个解析器
const parser = grammar.parser;

// 解析源代码
const ast = parser.parse(sourceCode);

// 使用 AST 生成目标代码
const targetCode = generateTargetCode(ast);

在这个代码中,我们首先导入 PEG.js。然后,我们加载 PEG.js 语法文件并创建一个解析器。接下来,我们使用解析器来解析源代码,并生成 AST。最后,我们使用 AST 来生成目标代码。

以上就是编译器的前端部分。在下部分中,我们将涵盖编译器的后端部分,包括代码生成器和优化器。