前言

都說程序員的三大浪漫是：操作系統(tǒng)、編譯原理、圖形學(xué)；最后的圖形學(xué)確實是特定的專業(yè)領(lǐng)域，我們幾乎接觸不到，所以對我來說換成網(wǎng)絡(luò)更合適一些，最后再加上一個數(shù)據(jù)庫。

這四項技術(shù)如果都能掌握的話那豈不是在 IT 行業(yè)橫著走了，加上這幾年互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)越來越不景氣，越底層的技術(shù)就越不可能被替代；所以為了給自己的 30+ 危機(jī)留點出路，從今年上半年開始我就逐漸開始從頭學(xué)習(xí)編譯原理。

功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過近一個月的挑燈夜戰(zhàn)，每晚都在老婆的催促下才休息，克服了中途好幾次想放棄的沖動，終于現(xiàn)在完成了 GScript 一個預(yù)覽版。

預(yù)覽版的意思是語法結(jié)構(gòu)與整體設(shè)計基本完成，后續(xù)更新也不太會改動這部分內(nèi)容、但還缺少一些易用功能。

特性

首先來看看保留環(huán)節(jié)， GScript 是如何編寫 hello world 的。

hello_world.gs:

println("hello?world");

??gscript?hello_world.gs
hello?world

廢話說完了接下來重點聊聊 GScript 所支持的特性了。

后文會重點說明每一個特性。

例子

除了剛才提到的 hello world，再來看一個也是示例代碼經(jīng)常演示的打印斐波那契數(shù)列。

void?fib(){
????int?a?=?0;
????int?b?=?1;
????int?fibonacci(){
????????int?c?=?a;
????????a?=?b;
????????b?=?a+c;
????????return?c;
????}
????return?fibonacci;
}
func?int()?f?=?fib();
for?(int?i?=?0;?i?5;?i++){
????println(f());
}

輸出結(jié)果如下：

0
1
1
2
3

整體寫法與 Go 官方推薦的類似：https://go.dev/play/p/NeGuDahW2yP

//?fib?returns?a?function?that?returns
//?successive?Fibonacci?numbers.
func?fib()?func()?int?{
?a,?b?:=?0,?1
?return?func()?int?{
??a,?b?=?b,?a+b
??return?a
?}
}
func?main()?{
?f?:=?fib()
?//?Function?calls?are?evaluated?left-to-right.
?fmt.Println(f(),?f(),?f(),?f(),?f())
}

都是通過閉包變量實現(xiàn)的，同時也展示了 GScript 對閉包、函數(shù)的使用，后文詳細(xì)介紹閉包的用法。

語法

GScript 的語法與常見的 Java/Go 類似，所以上手非常簡單。

基本類型

先來看看基本類型，目前支持 int/string/float/bool 四種基本類型以及 nil 特殊類型。

變量聲明語法和 Java 類似：

int?a=10;
string?b,c;
float?e?=?10.1;
bool?f?=?false;

個人覺得將類型放在前面，代碼閱讀起來會更清晰一些，當(dāng)然這也是個人喜好。

數(shù)組

//?聲明并初始化
int[]?a={1,2,3};
println(a);

//?聲明一個空數(shù)組并指定大小
int[]?table?=?[4]{};

println();
//?向數(shù)組?append?數(shù)據(jù)
a?=?append(a,4);
println(a);
for(int?i=0;i//?通過下標(biāo)獲取數(shù)組數(shù)據(jù)
int?b=a[2];
println(b);

其實嚴(yán)格來講這并不算是數(shù)組，因為它的底層是用 Go 切片實現(xiàn)的，所以可以動態(tài)擴(kuò)容。

以這段代碼為例：

int[]?a=[2]{};
println("數(shù)組大小:"+len(a));
a?=?append(a,1);
println("數(shù)組大小:"+len(a));
println(a);
a[0]=100;
println(a);

輸出：

數(shù)組大小:2
數(shù)組大小:3
[??1]
[100??1]

Class

類的支持非常重要，是實現(xiàn)面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)，目前還未完全實現(xiàn)面向?qū)ο?，只實現(xiàn)了數(shù)據(jù)與函數(shù)的封裝。

class?ListNode{
????int?value;
????ListNode?next;
????ListNode(int?v,?ListNode?n){
????????value?=v;
????????next?=?n;
????}
}

//?調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時不需要使用 new 關(guān)鍵字。
ListNode?l1?=?ListNode(1,?nil);

//?使用 . 調(diào)用對象屬性或函數(shù)。
println(l1.value);

缺省情況下 class 具有無參構(gòu)造函數(shù)：

class?Person{
?int?age=10;
?string?name="abc";
?int?getAge(){
??return?100+age;
?}
}

//?無參構(gòu)造函數(shù)
Person?xx=?Person();
println(xx.age);
assertEqual(xx.age,?10);
println(xx.getAge());
assertEqual(xx.getAge(),?110);

得益于 class 的實現(xiàn)，結(jié)合剛才的數(shù)組也可以定義出自定義類型的數(shù)組：

//?大小為?16?的?Person?數(shù)組
Person[]?personList?=?[16]{};

函數(shù)

函數(shù)其實分為兩類：

• 普通的全局函數(shù)。
• 類的函數(shù)。

本質(zhì)上沒有任何區(qū)別，只是所屬范圍不同而已。

//?判斷鏈表是否有環(huán)
bool?hasCycle(ListNode?head){
????if?(head?==?nil){
????????return?false;
????}
????if?(head.next?==?nil){
????????return?false;
????}

????ListNode?fast?=?head.next;
????ListNode?slow?=?head;
????bool?ret?=?false;
????for?(fast.next?!=?nil){
????????if?(fast.next?==?nil){
????????????return?false;
????????}
????????if?(fast.next.next?==?nil){
????????????return?false;
????????}
????????if?(slow.next?==?nil){
????????????return?false;
????????}
????????if?(fast?==?slow){
????????????ret?=?true;
????????????return?true;
????????}

????????fast?=?fast.next.next;
????????slow?=?slow.next;
????}
????return?ret;
}

ListNode?l1?=?ListNode(1,?nil);
bool?b1?=hasCycle(l1);
println(b1);
assertEqual(b1,?false);

ListNode?l4?=?ListNode(4,?nil);
ListNode?l3?=?ListNode(3,?l4);
ListNode?l2?=?ListNode(2,?l3);
bool?b2?=?hasCycle(l2);
println(b2);
assertEqual(b2,?false);

l4.next?=?l2;
bool?b3?=?hasCycle(l2);
println(b3);
assertEqual(b3,?true);

這里演示了鏈表是否有環(huán)的一個函數(shù)，只要有其他語言的使用基礎(chǔ)，相信閱讀起來沒有任何問題。

add(int?a){}

當(dāng)函數(shù)沒有返回值時，可以聲明為 void 或直接忽略返回類型。

閉包

閉包我認(rèn)為是非常有意思的一個特性，可以實現(xiàn)很靈活的設(shè)計，也是函數(shù)式編程的基礎(chǔ)。

所以在 GScript 中函數(shù)是作為一等公民存在；因此 GScript 也支持函數(shù)類型的變量。

函數(shù)變量聲明語法如下：func typeTypeOrVoid '(' typeList? ')'

//?外部變量，全局共享。
int?varExternal?=10;
func?int(int)?f1(){
?//?閉包變量對每個閉包單獨可見
?int?varInner?=?20;
?int?innerFun(int?a){
??println(a);
??int?c=100;
??varExternal++;
??varInner++;
??return?varInner;
?}
?//?返回函數(shù)
?return?innerFun;
}

// f2 作為一個函數(shù)類型，接收的是一個返回值和參數(shù)都是 int 的函數(shù)。
func?int(int)?f2?=?f1();
for(int?i=0;i<2;i++){
?println("varInner="?+?f2(i)?+?",?varExternal="?+?varExternal);
}
println("=======");
func?int(int)?f3?=?f1();
for(int?i=0;i<2;i++){
?println("varInner="?+?f3(i)?+?",?varExternal="?+?varExternal);
}

最終輸出如下：

0
varInner=21,?varExternal=11
1
varInner=22,?varExternal=12
=======
0
varInner=21,?varExternal=13
1
varInner=22,?varExternal=14

func?int(int)?f2?=?f1();

以這段代碼為例：f2 是一個返回值，入?yún)⒍紴?int 的函數(shù)類型；所以后續(xù)可以直接當(dāng)做函數(shù)調(diào)用 f2(i).

例子中將閉包分別賦值給 f2 和 f3 變量，這兩個變量中的閉包數(shù)據(jù)也是互相隔離、互不影響的，所有基于這個特性甚至還是實現(xiàn)面向?qū)ο蟆?/p>

關(guān)于閉包的實現(xiàn)，后續(xù)會單獨更新一篇。

更多樣例請參考：https://github.com/crossoverJie/gscript/tree/main/example

標(biāo)準(zhǔn)庫

標(biāo)準(zhǔn)庫源碼：https://github.com/crossoverJie/gscript/tree/main/internal

目前實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)庫并不多，這完全是一個體力活；基于現(xiàn)有的語法和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，幾乎可以實現(xiàn)大部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了，所以感興趣的朋友也歡迎來貢獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)庫代碼；比如 Stack、Set 之類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

MapString

以這個 MapString 為例：鍵值對都為 string 的 HashMap。

int?count?=100;
MapString?m1?=?MapString();
for?(int?i=0;i"";
?string?value?=?key;
?m1.put(key,value);
}
println(m1.getSize());
assertEqual(m1.getSize(),count);

for?(int?i=0;i"";
?string?value?=?m1.get(key);
?println("key="+key+?":"+?value);
?assertEqual(key,value);
}

使用起來和 Java 的 HashMap 類似，當(dāng)然他的實現(xiàn)源碼也是參考的 jdk1.7 的 HashMap。

由于目前并有一個類似于 Java 的 object 或者是 go 中的 interface{}, 所以如果需要存放 int，那還得實現(xiàn)一個 MapInt，不過這個通用類型很快會實現(xiàn)。

內(nèi)置函數(shù)

int[]?a={1,2,3};
//?len?返回數(shù)組大小
println(len(a));

//?向數(shù)組追加數(shù)據(jù)
a?=?append(a,4);
println(a);
//?output:?[1,2,3,4]

//?斷言函數(shù)，不相等時會拋出運行時異常，并中斷程序。
assertEqual(len(a),4);

//?返回?hashcode
int?hashcode?=?hash(key);

也內(nèi)置了一些基本函數(shù)，當(dāng)然也這不是由 GScript 源碼實現(xiàn)的，而是編譯器實現(xiàn)的，所以新增起來要稍微麻煩一些；后續(xù)會逐步完善，比如和 IO 相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)。

總結(jié)

現(xiàn)階段的 GScript 還有許多功能沒有完善，比如 JSON、網(wǎng)絡(luò)庫、更完善的語法檢查、編譯報錯信息等；現(xiàn)在拿來刷刷 LeetCode 還是沒有問題的。

從這 65 個 todo 就能看出還有很長的路要走，我對它的終極目標(biāo)就是可以編寫一個網(wǎng)站那就算是一個成熟的語言了。

目前還有一個問題是沒有集成開發(fā)環(huán)境，現(xiàn)在的開發(fā)體驗和白板上寫代碼相差無異，所以后續(xù)有時間的話嘗試寫一個 VS Code 的插件，至少能有語法高亮與提示。

最后對 GScript 或者是編譯原理感興趣的小伙伴可以加我微信一起交流。

項目源碼：https://github.com/crossoverJie/gscript

下載地址：https://github.com/crossoverJie/gscript/releases/tag/v0.0.6

　　審核編輯：湯梓紅