前端也疯狂——用 JS 语言写一个解释器
2024-02-17 14:36:35
前言
提起编译原理，很多人都会联想到本科时那些晦涩难懂的概念和枯燥的课程。作为一名前端开发者，编译原理似乎离我们很遥远，对它的理解很可能仅仅局限于“抽象语法树（AST）”。但实际上，编译原理的使用远不止这些，它甚至能让我们利用 JavaScript 直接写一个能运行 JavaScript 代码的解释器。
对于接触过小程序开发的同学来说，可能对「WXS」这一小程序特有的前端语言并不陌生，它实际上就是通过将 JavaScript 代码编译成更适合小程序端运行的 WXML 代码来实现的。
当然，我们今天要讲的不是这个，而是要从头开始，用 JavaScript 语言编写一个解释器，它不仅能运行 JavaScript 代码，还能解释执行其内部逻辑。
认识解释器
解释器是一种计算机程序，它可以读取并执行其他计算机程序，而不需要将它们编译成机器代码。解释器通常用于解释执行脚本语言，如 JavaScript、Python 和 Ruby 等。
解释器的主要任务是将脚本语言中的源代码翻译成机器可以执行的字节码，然后逐条执行这些字节码。这种解释执行的方式虽然速度较慢，但由于其简单易用、跨平台性好，以及无需编译过程等特点，在实际开发中仍然得到广泛应用。
解释器的基本原理
编译器和解释器的区别在于，编译器会将源代码一次性编译成机器码，然后由机器直接执行；而解释器则会逐行解释执行源代码，因此解释器的执行速度通常会比编译器慢一些。
然而，解释器也有一些优点，比如它可以在不同的平台上运行，而无需重新编译。此外，解释器还可以动态加载代码，这使得它可以很容易地扩展和修改。
用 JavaScript 编写一个解释器
既然我们已经了解了编译器和解释器的基本原理，现在就可以开始用 JavaScript 语言编写一个解释器了。
首先，我们需要定义一个 JavaScript 对象来表示解释器。这个对象应该包含一些属性，如：
sourceCode：存储源代码的字符串。tokenizer：将源代码分解成标记的函数。parser：将标记解析成抽象语法树（AST）的函数。interpreter：执行 AST 的函数。
然后，我们需要编写一个 tokenizer 函数来将源代码分解成标记。标记是源代码中最小的组成单位，它可以是标识符、、运算符或标点符号。
function tokenizer(sourceCode) {
// 将源代码分解成标记
const tokens = [];
let currentToken = '';
for (let i = 0; i < sourceCode.length; i++) {
const char = sourceCode[i];
// 忽略空格和换行符
if (char === ' ' || char === '\n') {
continue;
}
// 如果当前字符是字母或数字，则将它添加到当前标记中
if (/[a-zA-Z0-9]/.test(char)) {
currentToken += char;
} else {
// 否则，将当前标记添加到标记列表中，并将当前标记重置为空字符串
tokens.push(currentToken);
currentToken = '';
// 将当前字符添加到标记列表中
tokens.push(char);
}
}
// 将当前标记添加到标记列表中
tokens.push(currentToken);
return tokens;
}
接下来，我们需要编写一个 parser 函数来将标记解析成 AST。AST 是源代码的树状表示，它可以很容易地被解释器执行。
function parser(tokens) {
// 将标记解析成 AST
// 省略代码
return ast;
}
最后，我们需要编写一个 interpreter 函数来执行 AST。这个函数将遍历 AST，并逐个执行其中的节点。
function interpreter(ast) {
// 执行 AST
// 省略代码
}
现在，我们已经编写了一个简单的 JavaScript 解释器。我们可以使用这个解释器来执行任何 JavaScript 代码。
总结
通过这篇教程，我们了解了编译原理的基本概念，以及解释器的基本原理。我们还学习了如何使用 JavaScript 语言编写一个解释器。
希望这篇文章能激发你对编译原理的兴趣，并帮助你理解前端开发中的一些底层原理。
