探索未知语言：玩转解释型语言的世界

2023-10-07 15:17:45

在计算机世界的万花筒中，解释型语言就像是一颗璀璨的宝石，散发出迷人的光芒。本指南将带您踏上创造一门独一无二的解释型语言之旅，让您亲眼目睹从无到有的语言构建过程。我们将一步步探索词法分析、语法分析和解释执行等关键技术，让您沉浸在计算机科学的奥秘之中。

词法分析：字里行间的密码

词法分析是语言解析的第一道关口，它将源代码分解为一系列被称为词素的原子单位。词素就像是语言的积木，每一个词素都代表着某种含义，比如、标识符、操作符等等。通过词法分析，我们可以将源代码中的单词和符号转换为计算机能够理解的形式。

语法分析：解码语句的秘密

语法分析是语言解析的第二步，它检查词法分析生成的词素序列是否符合语言的语法规则。语言的语法就像是词素排列组合的密码，决定着程序的结构和逻辑。通过语法分析，我们可以确定源代码是否能够被正确地执行。

解释执行：让代码动起来

解释执行是语言解析的最后一步，它根据语法分析生成语法树，并逐行逐句地执行程序。解释执行就好比是一个翻译官，将源代码翻译成计算机能够理解的机器语言，从而让程序真正地运行起来。

现在，让我们一起动手，从头开始构建一门简单的解释型语言。我们将用黑色框表示状态，蓝色框表示生成的 Token，黑色实线表示从某状态迁移到另一状态，其中线上的文字表示状态迁移的条件，同时每当状态恢复到初始状态时都会产生一个 Token。

词法分析的有限状态机

+--------------+
| 初始状态 --> |
+--------------+
      ↓
      ↓
  标识符   操作符   数字
      ↓      ↓      ↓
+----------+ +---------+ +--------+
| 标识符  | | 操作符  | | 数字    |
+----------+ +---------+ +--------+

语法分析的产生式

<程序> ::= <语句列表>
<语句列表> ::= <语句> | <语句列表> <语句>
<语句> ::= <标识符> = <表达式> ;
<表达式> ::= <数字> | <标识符> | <表达式> <操作符> <表达式>

解释执行的实现

def interpret(code):
  tokens = tokenize(code)
  ast = parse(tokens)
  return evaluate(ast)

def tokenize(code):
  ...

def parse(tokens):
  ...

def evaluate(ast):
  ...