写一个简单的解释器(0) 简介和目标

解释语言和编译语言

编译语言，是指其编译器生成的可执行文件为机器码，可以直接在计算机上运行的语言，比如说 $\text{C/C++}$ 。

解释语言，是指经由解释器生成的可执行文件为字节码文件，只能运行在特殊的虚拟机上的语言，比如 $\text{Java, Javascript, Python, C\#}$

就现代而言，这两种语言并没有严格的划分，比如存在技术使得 $\text{Java}$ 可以生成机器码，直接运行。

两者的优越点比较

• 编译语言因为可以生成 $\text{CPU}$ 可以识别的机器码，所以一般来说，运行速度会快于解释语言，读者可以用 $\text{Java}$ 以及 $\text{C++}$ 分别编写一个基于循环的计算斐波那契数列的，不使用代码优化的程序，比较一下运行的效率。
• 一般来说，编译语言会将内存管理暴露给编写程序的人，往好的说，这可以使人们更自主地管理内存，但是需要人们避免自己编写的代码存在内存泄漏，而这往往会增加代码的复杂度。而解释语言会在解释器/虚拟机中实现内存管理，一般来说会有 $\text{GC (Garbage Collection)}$ 机制，较少出现内存泄露。

接下俩，我们将不会区分编译和解释这两个概念，将以统一定义为将程序源文件翻译为可执行文件的过程。

本系列博客目标

使用 $\text{C/C++}$ 实现一个简单的解释器和对应的虚拟机，包含最简单的 $\text{GC}$，参照 $\text{C++, Java}$ ，支持一个简单的支持面向对象，支持多文件编译的语言。

语法规则

类型系统

基本类型支持 char, int32, int32, uint64 (unsigned int64), float64。同时，可以使用 class type 定义自己的类型。

变量和数组的定义

var type var1, var2; // 定义两个类型为 type 的变量，名字为 var1, var2
var type[] arr1, ...; // 定义若干个类型为 type[] 的一维数组，名字为 arr1
//下面是一些具体的例子
var int a = 10, b = 114;
var int[] arr;
var float64[][] farr;

计算式/表达式

参照 $\text{C/C++}$ 的运算符表，将强制类型转化改为 =>, 不支持自增，自减，不支持三目运算符，不支持连续赋值。

流程控制

if (expression1) {
    do something
} else {
    do something
}
if (expression2) do something
while (expression1) {
    do something
    //支持 break 和 continue
}
for (var int i = 0; i < n; i = i + 1) do_something

函数

支持全局函数和类的成员函数，支持区分不同参数表的同名函数

[private/public/protected] func type func_name(type arg1, type arg2...) {
    return ;
} 

类和对象

参照 $\text{Java}$

class A {
    public int member1;
    private int member2;
    protected int member3;
    public func int GetMember1() { return }
    func __init__() {
        member1 = 1;
        member2 = 2;
    }
}
class B :: A {
    func __init__() {
        super();
        member3 = 3;
    }
}
//新建对象
var A a = A(), c = $A;
var B b = B();
//父类变量可以存储子类的值
a = b;
//下列写法不合法
b = a;

//新建数组
var A[] a = $A[size]
var B[][] b = $B[size][size]
//注意，这里数组中的元素都没有执行构造函数，默认是null

命名空间

using space1::space2::space3;
namespace space1::space2 {
    ...
}
namespace space1 {
    ...
}