自制编程语言PDF电子书下载

第1章 引子 1

1.1 为什么要制作编程语言 2

1.2 自制编程语言并不是很难 3

1.3 本书的构成与面向读者 4

1.4 用什么语言来制作 6

1.5 要制作怎样的语言 7

1.5.1 要设计怎样的语法 7

1.5.2 要设计怎样的运行方式 9

补充知识 “用户”指的是谁？ 12

补充知识 解释器并不会进行翻译 12

1.6 环境搭建 12

1.6.1 搭建开发环境 12

补充知识 关于bison与flex的安装 14

1.6.2 本书涉及的源代码以及编译器 15

第2章 试做一个计算器 17

2.1 yacc/lex是什么 18

补充知识 词法分析器与解析器是各自独立的 19

2.2 试做一个计算器 20

2.2.1 lex 21

2.2.2 简单正则表达式讲座 24

2.2.3 yacc 26

2.2.4 生成执行文件 33

2.2.5 理解冲突所代表的含义 34

2.2.6 错误处理 40

2.3 不借助工具编写计算器 41

2.3.1 自制词法分析器 41

补充知识 保留字（关键字） 46

补充知识 避免重复包含 47

2.3.2 自制语法分析器 48

补充知识 预读记号的处理 53

2.4 少许理论知识——LL（1）与LALR（1） 54

补充知识 Pascal/C中的语法处理诀窍 56

2.5 习题：扩展计算器 56

2.5.1 让计算器支持括号 56

2.5.2 让计算器支持负数 58

第3章 制作无类型语言crowbar 61

3.1 制作crowbar ver.O.1 语言的基础部分 62

3.1.1 crowbar是什么 62

3.1.2 程序的结构 63

3.1.3 数据类型 64

3.1.4 变量 64

补充知识 初次赋值兼做变量声明的理由 66

补充说明 各种语言的全局变量处理 67

3.1.5 语句与结构控制 67

补充知识 elif、elsif、elseif的选择 68

3.1.6 语句与运算符 69

3.1.7 内置函数 69

3 1.8 让crowbar支持C语言调用 70

3.1.9 从crowbar中调用C语言（内置函数的编写） 71

3.2 预先准备 71

3.2.1 模块与命名规则 72

3.2.2 内存管理模块MEM 73

补充知识 valgrind 75

补充知识 富翁式编程 75

补充知识 符号表与扣留操作 76

3.2.3 调试模块DBG 76

3.3 crowbar ver.0.1 的实现 77

3.3.1 crowbar的解释器——CRB_lnterpreter 77

补充知识 不完全类型 80

3.3.2 词法分析——crowbar.l 81

补充知识 静态变量的许可范围 84

3.3.3 分析树的构建——crowbar.y与create.c 85

3.3.4 常量折叠 89

3.3.5 错误信息 89

补充知识 关于crowbar中使用的枚举型定义 91

3.3.6 运行——execute.c 92

3.3.7 表达式评估——eval.c 96

3.3.8 值——CRB_Value 104

3.3.9 原生指针型 105

3.3.1 0变量 106

3.3.1 1 字符串与垃圾回收机制——string_pool.c 108

3.3.1 2编译与运行 110

第4章 数组和mark-sweep垃圾回收器 113

4.1 crowbar ver.O.2 114

4.1.1 crowbar的数组 114

4.1.2 访问数组元素 115

4.1.3 数组是一种引用类型 116

补充知识 “数组的数组”和多维数组 116

4.1.4 为数组添加元素 118

4.1.5 增加（模拟）函数调用功能 118

4.1.6 其他细节 118

4.2 制作mark-sweep GC 119

4.2.1 引用数据类型的结构 119

4.2.2 mark-sweep GC 121

补充知识 引用和immutable 123

4.2.3 crowbar栈 124

4.2.4 其他根 127

4.2.5 原生函数的形式参数 128

4.3 实现GC本身 129

4.3.1 对象的管理方法 129

4.3.2 GC何时启动 129

4.3.3 sweep阶段 132

补充知识 GC现存的问题 133

补充知识Coping GC 134

4.4 其他修改 136

4.4.1 修改语法 136

4.4.2 函数的模拟 137

4.4.3 左值的处理 139

4.4.4 创建数组和原生函数的书写方法 142

4.4.5 原生指针类型的修改 144

第5章 中文支持和Unicode 147

5.1 中文支持策略和基础知识 148

5.1.1 现存问题 148

5.1.2 宽字符（双字节）串和多字节字符串 149

补充知识 wchar_t肯定能表示1个字符吗？ 150

5.1.3 多字节字符/宽字符之间的转换函数群 150

5.2 Unicode 153

5.2.1 Unicode的历史 153

5.2.2 Unicode的编码方式 154

补充知识 Unicode可以固定（字节）长度吗？ 156

5.3 crowbarbook_ver.0.3 的实现 156

5.3.1 要实现到什么程度？ 156

5.3.2 发起转换的时机 157

5.3.3 关于区域设置 158

5.3.4 解决0x5C问题 158

补充知识失败的#ifdef 160

5.3.5 应该是什么样子 160

补充知识 还可以是别的样子——Code Set Independent 161

第6章 制作静态类型的语言Diksam 163

6.1 制作Diksam Ver O.1 语言的基本部分 164

6.1.1 Diksam的运行状态 164

6.1.2 什么是Diksam 165

6.1.3 程序结构 165

6.1.4 数据类型 166

6.1.5 变量 166

6.1.6 语句和流程控制 167

6.1.7 表达式 167

6.1.8 内建函数 168

6.1 9其他 168

6.2 什么是静态的/执行字节码的语言 169

6.2.1 静态类型的语言 169

6.2.2 什么是字节码 169

6.2.3 将表达式转换为字节码 170

6.2.4 将控制结构转换为字节码 173

6.2.5 函数的实现 173

6.3 Diksam ver.0.1 的实现——编译篇 175

6.3.1 目录结构 175

6.3.2 编译的概要 176

6.3.3 构建分析树（create.c） 176

6.3.4 修正分析树（fix_tree.c） 179

6.3.5 Diksam的运行形式——DVM_Executable 185

6.3.6 常量池 186

补充知识 YARV的情况 187

6.3.7 全局变量 188

6.3.8 函数 189

6.3.9 顶层结构的字节码 189

6.3.1 0行号对应表 190

6.3.1 1栈的需要量 190

6.3.1 2生成字节码（generate.c） 191

6.3.1 3生成实际的编码 193

6.4 Diksam虚拟机 197

6.4.1 加载/链接DVM_Executable到DVM 200

6.4.2 执行——巨大的switch case 202

6.4.3 函数调用 204

第7章 为Diksam引入数组 207

7.1 Diksam中数组的设计 208

7.1.1 声明数组类型的变量 208

7.1.2 数组常量 209

补充知识 D语言的数组 210

7.2 修改编译器 210

7.2.1 数组的语法规则 210

7.2.2 TypeSpecifer结构体 212

7.3 修改DVM 213

7.3.1 增加指令 213

补充知识 更新创建Java的数组常量 215

补充知识 C语言中数组的初始化 217

7.3.2 对象 217

补充知识 ArrayStoreException 218

7.3.3 增加null 219

7.3.4 哎！还缺点什么吧？ 219

第8章 将类引入Diksam 221

8.1 分割源文件 222

8.1.1 包和分割源代码 222

补充知识 #include、文件名、行号 225

8.1.2 DVM_ExecutableList 225

8.1.3 ExecutableEntry 226

8.1.4 分开编译源代码 227

8.1.5 加载和再链接 230

补充知识 动态加载时的编译器 233

8.2 设计Diksam中的类 233

8.2.1 超简单的面向对象入门 233

8.2.2 类的定义和实例创建 237

8.2.3 继承 239

8.2.4 关于接口 241

8.2.5 编译与接口 242

8.2.6 Diksam怎么会设计成这样？ 243

8.2.7 数组和字符串的方法 245

8.2.8 检查类的类型 246

8.2.9 下转型 246

8.3 关于类的实现——继承和多态 247

8.3.1 字段的内存布局 247

8.3.2 多态——以单继承为前提 249

8.3.3 多继承——C＋＋ 250

8.3.4 Diksam的多继承 252

补充知识 无类型语言中的继承 254

8.3.5 重写的条件 254

8.4 关于类的实现 256

8.4.1 语法规则 256

8.4.2 编译时的数据结构 258

8.4.3 DVM_Executable中的数据结构 260

8.4.4 与类有关的指令 262

补充知识 方法调用、括号和方法指针 263

8.4.5 方法调用 264

8.4.6 super 266

8.4.7 类的链接 266

8.4.8 实现数组和字符串的方法 267

8.4.9 类型检查和向下转型 267

补充知识 对象终结器（finalizer）和析构函数（destructor） 268

第9章 应用篇 271

9.1 为crowbar引入对象和闭包 272

9.1.1 crowbar的对象 272

9.1.2 对象实现 273

9.1.3 闭包 274

9.1.4 方法 276

9.1.5 闭包的实现 278

9.1.6 试着跟踪程序实际执行时的轨迹 281

9.1.7 闭包的语法规则 284

9.1.8 普通函数 284

9.1.9 模拟方法（修改版） 285

9.1.1 0基于原型的面向对象 286

9.2 异常处理机制 286

9.2.1 为crowbar引入异常 286

9.2.2 setjmp()/longjmp() 289

补充知识 Java和C＃异常处理的不同 293

9.2.3 为Diksam引入异常 295

补充知识 catch的编写方法 296

9.2.4 异常的数据结构 297

9.2.5 异常处理时生成的字节码 299

9.2.6 受查异常 301

补充知识 受查异常的是与非 303

补充知识 异常处理本身的是与非 304

9.3 构建脚本 305

9.3.1 基本思路 306

9.3.2 YY_INPUT 307

9.3.3 Diksam的构建脚本 308

9.3.4 三次加载／链接 308

9.4 为crowbar引入鬼车 309

9.4.1 关于“鬼车” 309

9.4.2 正则表达式常量 310

9.4.3 正则表达式的相关函数 311

9.5 其他 312

9.5.1 foreach和迭代器（crowbar） 312

9.5.2 switch case(Diksam) 314

9.5.3 enum(Diksam) 315

9.5.4 delegate(Diksam) 316

9.5.5 final、const(Diksam) 319

附录A crowbar语言的设计 322

附录B Diksam语言的设计 336

附录C Diksam Virtual Machine指令集 359

编程语言实用化指南——写在最后 369

参考文献 375