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自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL
包郵 自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL
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自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL 版權(quán)信息
- ISBN：9787111738213
- 條形碼：9787111738213 ; 978-7-111-73821-3
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>>
自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL 本書(shū)特色
對(duì)不同類(lèi)型計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的需求正在迅速增長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)人員更喜歡創(chuàng)建領(lǐng)域特定語(yǔ)言來(lái)解決特定的應(yīng)用程序領(lǐng)域問(wèn)題。雖然構(gòu)建自己的編程語(yǔ)言可以解決軟件不斷增長(zhǎng)的規(guī)模和復(fù)雜性問(wèn)題，但這并不容易。
本書(shū)融合作者構(gòu)建Unicon編程語(yǔ)言的經(jīng)驗(yàn)，全面系統(tǒng)地闡述了編程語(yǔ)言的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。書(shū)中既涵蓋語(yǔ)法樹(shù)的一系列遍歷、字節(jié)碼虛擬機(jī)的代碼生成，又介紹了如何通過(guò)內(nèi)置于語(yǔ)言中的操作符和函數(shù)而不是庫(kù)函數(shù)來(lái)很好地表示領(lǐng)域特定語(yǔ)言的特性，而且展示了如何實(shí)現(xiàn)垃圾收集，包括引用計(jì)數(shù)和標(biāo)記-清理垃圾收集。在整本書(shū)中，作者提供了基于Unicon和Java的相關(guān)示例，以幫助讀者更好地理解概念的上下文并掌握相關(guān)技術(shù)和方法。
學(xué)完本書(shū)，讀者將能夠構(gòu)建和部署自己的領(lǐng)域特定語(yǔ)言，并編譯和運(yùn)行程序。
閱讀完本書(shū)，讀者將能夠：
·對(duì)新語(yǔ)言進(jìn)行需求分析，并設(shè)計(jì)語(yǔ)言語(yǔ)法和語(yǔ)義；
·為常用表達(dá)式和控制結(jié)構(gòu)編寫(xiě)詞法和上下文無(wú)關(guān)的文法規(guī)則；
·開(kāi)發(fā)一個(gè)讀取源代碼的掃描器，并生成一個(gè)檢查語(yǔ)法的解析器；
·在編譯器中構(gòu)建關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并使用編譯器構(gòu)建語(yǔ)法著色代碼編輯器；
·實(shí)現(xiàn)一個(gè)字節(jié)碼解釋器，并運(yùn)行由編譯器生成的字節(jié)碼；
·編寫(xiě)將信息插入語(yǔ)法樹(shù)的樹(shù)遍歷；
·用自己的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)垃圾收集。
自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)主要研究如何構(gòu)建一種新的編程語(yǔ)言。書(shū)中將介紹編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)方面的主題，并重點(diǎn)介紹編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。本書(shū)的新穎之處在于將傳統(tǒng)的編譯器-編譯器工具（Flex和BYACC）與兩種更高級(jí)的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言融合。一種非常高級(jí)的語(yǔ)言（Unicon）可以像黃油一樣穿透編譯器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，而另一種主流的現(xiàn)代語(yǔ)言（Java）則展示了如何在更典型的生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)相同的代碼。 本書(shū)主要面向?qū)Πl(fā)明編程語(yǔ)言或開(kāi)發(fā)領(lǐng)域特定語(yǔ)言感興趣的軟件開(kāi)發(fā)人員。學(xué)習(xí)編譯器構(gòu)建課程的計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生也會(huì)發(fā)現(xiàn)這本書(shū)非常適合作為語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的實(shí)用指南，可以為理論教材提供有益補(bǔ)充。
自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL 目錄
Contents 目 錄
前言
**部分 編程語(yǔ)言導(dǎo)論
第1章 為什么要構(gòu)建另一種編程
語(yǔ)言2
1.1 編寫(xiě)自己的編程語(yǔ)言的動(dòng)機(jī)2
1.1.1 編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的類(lèi)型3
1.1.2 組織字節(jié)碼語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)4
1.1.3 示例中使用的語(yǔ)言4
1.2 編程語(yǔ)言與庫(kù)的差別5
1.3 適用于其他軟件工程任務(wù)6
1.4 建立語(yǔ)言需求6
1.5 案例研究：Unicon語(yǔ)言的創(chuàng)建需求8
1.5.1 Unicon需求#1—保留人們
對(duì)Icon的喜愛(ài)8
1.5.2 Unicon需求#2—支持大型
大數(shù)據(jù)項(xiàng)目9
1.5.3 Unicon需求#3—現(xiàn)代應(yīng)用
程序的高級(jí)輸入/輸出9
1.5.4 Unicon需求#4—提供可實(shí)
現(xiàn)的通用系統(tǒng)接口9
1.6 本章小結(jié)10
1.7 思考題10
第2章 編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)11
2.1 確定要編程語(yǔ)言提供的單詞和
標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的類(lèi)型11
2.2 指定控制流13
2.3 決定支持哪種數(shù)據(jù)14
2.3.1 原子類(lèi)型14
2.3.2 復(fù)合類(lèi)型15
2.3.3 領(lǐng)域特定類(lèi)型16
2.4 整體程序結(jié)構(gòu)16
2.5 完成Jzero語(yǔ)言的定義17
2.6 案例研究：設(shè)計(jì)Unicon中的圖形
功能18
2.6.1 2D圖形語(yǔ)言支持18
2.6.2 添加3D圖形支持20
2.7 本章小結(jié)21
2.8 思考題21
第3章 掃描源代碼22
3.1 技術(shù)需求22
3.2 詞素、詞類(lèi)和標(biāo)記23
3.3 正則表達(dá)式24
3.3.1 正則表達(dá)式規(guī)則24
3.3.2 正則表達(dá)式示例25
3.4 使用UFlex和JFlex26
3.4.1 頭部分26
3.4.2 正則表達(dá)式部分27
3.4.3 編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的源代碼掃
描器27
3.4.4 運(yùn)行掃描器30
3.4.5 標(biāo)記和詞法屬性31
3.4.6 擴(kuò)展示例以構(gòu)造標(biāo)記31
3.5 為Jzero編寫(xiě)掃描器34
3.5.1 Jzero Flex規(guī)范34
3.5.2 Unicon Jzero代碼36
3.5.3 Java Jzero代碼39
3.5.4 運(yùn)行Jzero掃描器42
3.6 正則表達(dá)式并不總是足夠的44
3.7 本章小結(jié)46
3.8 思考題47
第4章 解析48
4.1 技術(shù)需求48
4.2 語(yǔ)法分析49
4.3 理解上下文無(wú)關(guān)文法49
4.3.1 編寫(xiě)上下文無(wú)關(guān)文法規(guī)則50
4.3.2 編寫(xiě)編程構(gòu)造規(guī)則51
4.4 使用iyacc和BYACC/J53
4.4.1 聲明頭部分中的符號(hào)53
4.4.2 組合yacc上下文無(wú)關(guān)文法
部分54
4.4.3 理解yacc解析器55
4.4.4 修復(fù)yacc解析器中的沖突56
4.4.5 語(yǔ)法錯(cuò)誤修復(fù)57
4.4.6 組合簡(jiǎn)單示例57
4.5 為Jzero編寫(xiě)解析器62
4.5.1 Jzero lex規(guī)范62
4.5.2 Jzero yacc規(guī)范62
4.5.3 Unicon Jzero代碼66
4.5.4 Java Jzero解析器代碼68
4.5.5 運(yùn)行Jzero解析器69
4.6 改進(jìn)語(yǔ)法錯(cuò)誤消息70
4.6.1 向Unicon語(yǔ)法錯(cuò)誤消息添加
詳細(xì)信息71
4.6.2 向Java語(yǔ)法錯(cuò)誤消息添加詳
細(xì)信息71
4.6.3 使用Merr生成更好的語(yǔ)法錯(cuò)
誤消息72
4.7 本章小結(jié)72
4.8 思考題73
第5章 語(yǔ)法樹(shù)74
5.1 技術(shù)需求74
5.2 GNU make的使用75
5.3 樹(shù)77
5.3.1 定義語(yǔ)法樹(shù)類(lèi)型78
5.3.2 解析樹(shù)與語(yǔ)法樹(shù)79
5.4 從終結(jié)符創(chuàng)建葉子81
5.4.1 用葉子包裝標(biāo)記81
5.4.2 使用YACC的值棧82
5.4.3 為解析器的值棧包裝葉子83
5.4.4 確定需要哪些葉子84
5.5 從產(chǎn)生式規(guī)則構(gòu)建內(nèi)部節(jié)點(diǎn)85
5.5.1 訪問(wèn)值棧上的樹(shù)節(jié)點(diǎn)85
5.5.2 使用樹(shù)節(jié)點(diǎn)工廠方法86
5.6 為Jzero語(yǔ)言形成語(yǔ)法樹(shù)88
5.7 調(diào)試并測(cè)試語(yǔ)法樹(shù)93
5.7.1 避免常見(jiàn)的語(yǔ)法樹(shù)錯(cuò)誤94
5.7.2 以文本格式輸出語(yǔ)法樹(shù)95
5.7.3 使用dot輸出語(yǔ)法樹(shù)96
5.8 本章小結(jié)101
5.9 思考題101
第二部分 語(yǔ)法樹(shù)遍歷
第6章 符號(hào)表104
6.1 技術(shù)需求104
6.2 建立符號(hào)表基礎(chǔ)105
6.2.1 聲明和作用域105
6.2.2 賦值和取消引用變量106
6.2.3 選擇正確的樹(shù)遍歷106
6.3 為每個(gè)作用域創(chuàng)建和填充符號(hào)表107
6.3.1 向語(yǔ)法樹(shù)添加語(yǔ)義屬性108
6.3.2 定義符號(hào)表和符號(hào)表?xiàng)l目的類(lèi)109
6.3.3 創(chuàng)建符號(hào)表110
6.3.4 填充符號(hào)表112
6.3.5 綜合isConst屬性114
6.4 檢查未聲明的變量115
6.4.1 識(shí)別方法體115
6.4.2 發(fā)現(xiàn)方法體中變量的使用116
6.5 查找重新聲明的變量118
6.5.1 將符號(hào)插入符號(hào)表118
6.5.2 報(bào)告語(yǔ)義錯(cuò)誤119
6.6 在Unicon中處理包和類(lèi)作用域119
6.6.1 名稱(chēng)修飾120
6.6.2 為成員變量引用插入self120
6.6.3 在方法調(diào)用中插入self作為
**個(gè)參數(shù)121
6.7 測(cè)試和調(diào)試符號(hào)表122
6.8 本章小結(jié)123
6.9 思考題124
第7章 基本類(lèi)型檢查125
7.1 技術(shù)需求125
7.2 編譯器中的類(lèi)型表示125
7.2.1 定義表示類(lèi)型的基類(lèi)126
7.2.2 子類(lèi)化復(fù)雜類(lèi)型的基類(lèi)127
7.3 將類(lèi)型信息分配給聲明的變量129
7.3.1 從保留字合成類(lèi)型130
7.3.2 將類(lèi)型繼承到變量列表中131
7.4 確定每個(gè)語(yǔ)法樹(shù)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型132
7.4.1 確定葉子的類(lèi)型133
7.4.2 計(jì)算和檢查內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型135
7.5 Unicon中的運(yùn)行時(shí)類(lèi)型檢查和
類(lèi)型推斷139
7.6 本章小結(jié)140
7.7 思考題140
第8章 檢查數(shù)組、方法調(diào)用和結(jié)
構(gòu)訪問(wèn)的類(lèi)型142
8.1 技術(shù)需求142
8.2 檢查數(shù)組類(lèi)型的操作142
8.2.1 處理數(shù)組變量聲明143
8.2.2 在數(shù)組創(chuàng)建期間檢查類(lèi)型143
8.2.3 在數(shù)組訪問(wèn)期間檢查類(lèi)型145
8.3 檢查方法調(diào)用146
8.3.1 計(jì)算參數(shù)和返回類(lèi)型信息147
8.3.2 檢查每個(gè)方法調(diào)用站點(diǎn)的類(lèi)型149
8.3.3 檢查返回語(yǔ)句中的類(lèi)型152
8.4 檢查結(jié)構(gòu)化類(lèi)型訪問(wèn)153
8.4.1 處理實(shí)例變量聲明154
8.4.2 在創(chuàng)建實(shí)例時(shí)檢查類(lèi)型154
8.4.3 在實(shí)例訪問(wèn)時(shí)檢查類(lèi)型157
8.5 本章小結(jié)159
8.6 思考題160
第9章 中間代碼生成161
9.1 技術(shù)需求161
9.2 準(zhǔn)備生成代碼161
9.2.1 為什么要生成中間代碼162
9.2.2 了解生成程序的存儲(chǔ)區(qū)域162
9.2.3 為中間代碼引入數(shù)據(jù)類(lèi)型163
9.2.4 將中間代碼屬性添加到樹(shù)中165
9.2.5 生成標(biāo)簽和臨時(shí)變量165
9.3 中間代碼指令集168
9.3.1 指令168
9.3.2 聲明168
9.4 用標(biāo)簽為控制流注釋語(yǔ)法樹(shù) 169
9.5 為表達(dá)式生成代碼171
9.6 為控制流生成代碼173
9.6.1 為條件表達(dá)式生成標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)174
9.6.2 生成循環(huán)代碼177
9.6.3 為方法調(diào)用生成中間代碼178
9.6.4 檢查生成的中間代碼179
9.7 本章小結(jié)180
第10章 IDE中的語(yǔ)法著色182
10.1 下載本章中使用的示例IDE183
10.2 將編譯器集成到程序員的編輯
器中184
10.2.1 從IDE中分析源代碼185
10.2.2 將編譯器輸出發(fā)送到IDE185
10.3 避免在每次更改時(shí)重新解析
整個(gè)文件186
10.4 使用詞法信息為標(biāo)記著色189
10.4.1 擴(kuò)展EditableTextList組件以
支持顏色189
10.4.2 在繪制單個(gè)標(biāo)記時(shí)對(duì)其
進(jìn)行著色190
10.5 使用解析結(jié)果突出顯示錯(cuò)誤191
10.6 添加Java支持192
10.7 本章小結(jié)194
第三部分 代碼生成與運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)
第11章 字節(jié)碼解釋器196
11.1 技術(shù)需求196
11.2 什么是字節(jié)碼196
11.3 比較字節(jié)碼和中間碼198
11.4 為Jzero構(gòu)建字節(jié)碼指令集200
11.4.1 定義Jzero字節(jié)碼文件格式200
11.4.2 了解棧機(jī)操作的基礎(chǔ)知識(shí)202
11.5 實(shí)現(xiàn)字節(jié)碼解釋器203
11.5.1 將字節(jié)碼加載到內(nèi)存中203
11.5.2 初始化解釋器狀態(tài)205
11.5.3 獲取指令并推進(jìn)指令指針206
11.5.4 指令解碼207
11.5.5 執(zhí)行指令208
11.5.6 啟動(dòng)Jzero解釋器211
11.6 編寫(xiě)Jzero運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)212
11.7 運(yùn)行Jzero程序213
11.8 檢查Unicon字節(jié)碼解釋器iconx213
11.8.1 了解目標(biāo)導(dǎo)向的字節(jié)碼214
11.8.2 在運(yùn)行時(shí)保留類(lèi)型信息214
11.8.3 獲取、解碼和執(zhí)行指令214
11.8.4 制作運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的其余部分215
11.9 本章小結(jié)215
11.10 思考題215
第12章 生成字節(jié)碼217
12.1 技術(shù)需求217
12.2 轉(zhuǎn)換中間代碼為Jzero字節(jié)碼217
12.2.1 為字節(jié)碼指令添加類(lèi)218
12.2.2 將中間代碼地址映射到
字節(jié)碼地址219
12.2.3 實(shí)現(xiàn)字節(jié)碼生成器方法220
12.2.4 為簡(jiǎn)單表達(dá)式生成字節(jié)碼221
12.2.5 生成指針操作的代碼223
12.2.6 為分支和條件分支生成
字節(jié)碼224
12.2.7 為方法調(diào)用和返回生成代碼225
12.2.8 處理中間代碼中的標(biāo)簽和
其他偽指令226
12.3 比較字節(jié)碼匯編程序與二進(jìn)制
格式227
12.3.1 以匯編格式輸出字節(jié)碼227
12.3.2 以二進(jìn)制格式輸出字節(jié)碼229
12.4 鏈接、加載并包括運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)230
12.5 Unicon示例：icont中的字節(jié)碼
生成230
12.6 本章小結(jié)232
12.7 思考題232
第13章 生成本機(jī)代碼233
13.1 技術(shù)需求233
13.2 決定是否生成本機(jī)代碼233
13.3 x64指令集234
13.3.1 為x64指令添加類(lèi)234
13.3.2 將內(nèi)存區(qū)域映射到基于x64
寄存器的地址模式235
13.4 使用寄存器235
13.4.1 從空策略開(kāi)始236
13.4.2 分配寄存器以加速本地
區(qū)域237
13.5 將中間代碼轉(zhuǎn)換為x64代碼239
13.5.1 將中間代碼地址映射到x64
內(nèi)存地址240
13.5.2 實(shí)現(xiàn)x64代碼生成器方法243
13.5.3 生成簡(jiǎn)單表達(dá)式的x64代碼244
13.5.4 生成指針操作的代碼245
13.5.5 為分支和條件分支生成
本機(jī)代碼246
13.5.6 為方法調(diào)用和返回生成代碼247
13.5.7 處理標(biāo)簽和偽指令249
13.6 生成x64輸出250
13.6.1 以匯編語(yǔ)言格式編寫(xiě)x64
代碼251
13.6.2 從本機(jī)匯編程序到目標(biāo)文件251
13.6.3 鏈接、加載并包括運(yùn)行時(shí)
系統(tǒng)252
13.7 本章小結(jié)253
13.8 思考題253
第14章 運(yùn)算符和內(nèi)置函數(shù)的實(shí)現(xiàn)254
14.1 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符254
14.1.1 運(yùn)算符是否需要硬件支持255
14.1.2 在中間代碼生成中添加字符
串連接255
14.1.3 為字節(jié)碼解釋器添加字符
串連接257
14.1.4 將字符串連接添加到本機(jī)
運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)259
14.2 編寫(xiě)內(nèi)置函數(shù)260
14.2.1 向字節(jié)碼解釋器添加內(nèi)置
函數(shù)260
14.2.2 編寫(xiě)用于本機(jī)代碼實(shí)現(xiàn)的
內(nèi)置函數(shù)261
14.3 集成內(nèi)置組件與控制結(jié)構(gòu)262
14.4 為Unicon開(kāi)發(fā)運(yùn)算符和函數(shù)262
14.4.1 在Unicon中編寫(xiě)運(yùn)算符263
14.4.2 開(kāi)發(fā)Unicon的內(nèi)置函數(shù)265
14.5 本章小結(jié)266
14.6 思考題266
第15章 域控制結(jié)構(gòu)267
15.1 了解何時(shí)需要新的控制結(jié)構(gòu)267
15.1.1 定義控制結(jié)構(gòu)268
15.1.2 減少過(guò)多的冗余參數(shù)268
15.2 Icon和Unicon中的字符串掃描269
15.2.1 掃描環(huán)境及其基本操作270
15.2.2 通過(guò)控制結(jié)構(gòu)消除過(guò)多參數(shù)271
15.3 Unicon中的渲染區(qū)域271
15.3.1 從顯示列表渲染3D圖形272
15.3.2 使用內(nèi)置函數(shù)指定渲染區(qū)域272
15.3.3 使用嵌套渲染區(qū)域更改
圖形細(xì)節(jié)層次273
15.3.4 創(chuàng)建渲染區(qū)域控制結(jié)構(gòu)274
15.4 本章小結(jié)278
15.5 思考題278
第16章 垃圾收集279
16.1 認(rèn)識(shí)垃圾收集的重要性279
16.2 對(duì)象的引用計(jì)數(shù)281
16.2.1 將引用計(jì)數(shù)添加到Jzero281
16.2.2 生成堆分配代碼281
16.2.3 為賦值運(yùn)算符修改生成的
代碼283
16.2.4 引用計(jì)數(shù)的缺點(diǎn)和局限性283
16.3 標(biāo)記實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并清理剩余數(shù)據(jù)284
16.3.1 組織堆內(nèi)存區(qū)域285
16.3.2 遍歷基本變量以標(biāo)記實(shí)時(shí)
數(shù)據(jù)286
16.3.3 回收實(shí)時(shí)內(nèi)存并將其放入
連續(xù)內(nèi)存塊290
16.4 本章小結(jié)293
16.5 思考題293
第17章 結(jié)語(yǔ)294
17.1 反思從編寫(xiě)這本書(shū)中學(xué)到的
東西294
17.2 決定何去何從295
17.2.1 學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)295
17.2.2 學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)解釋器和字
節(jié)碼機(jī)器296
17.2.3 獲取代碼優(yōu)化方面的專(zhuān)業(yè)
知識(shí)297
17.2.4 監(jiān)視和調(diào)試程序執(zhí)行297
17.2.5 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)IDE和GUI
構(gòu)建器298
17.3 延伸閱讀的參考資料298
17.4 本章小結(jié)301
第四部分 附錄
附錄A Unicon基礎(chǔ)304
附錄B 部分章節(jié)要點(diǎn)324
前言
**部分 編程語(yǔ)言導(dǎo)論
第1章 為什么要構(gòu)建另一種編程
語(yǔ)言2
1.1 編寫(xiě)自己的編程語(yǔ)言的動(dòng)機(jī)2
1.1.1 編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的類(lèi)型3
1.1.2 組織字節(jié)碼語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)4
1.1.3 示例中使用的語(yǔ)言4
1.2 編程語(yǔ)言與庫(kù)的差別5
1.3 適用于其他軟件工程任務(wù)6
1.4 建立語(yǔ)言需求6
1.5 案例研究：Unicon語(yǔ)言的創(chuàng)建需求8
1.5.1 Unicon需求#1—保留人們
對(duì)Icon的喜愛(ài)8
1.5.2 Unicon需求#2—支持大型
大數(shù)據(jù)項(xiàng)目9
1.5.3 Unicon需求#3—現(xiàn)代應(yīng)用
程序的高級(jí)輸入/輸出9
1.5.4 Unicon需求#4—提供可實(shí)
現(xiàn)的通用系統(tǒng)接口9
1.6 本章小結(jié)10
1.7 思考題10
第2章 編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)11
2.1 確定要編程語(yǔ)言提供的單詞和
標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的類(lèi)型11
2.2 指定控制流13
2.3 決定支持哪種數(shù)據(jù)14
2.3.1 原子類(lèi)型14
2.3.2 復(fù)合類(lèi)型15
2.3.3 領(lǐng)域特定類(lèi)型16
2.4 整體程序結(jié)構(gòu)16
2.5 完成Jzero語(yǔ)言的定義17
2.6 案例研究：設(shè)計(jì)Unicon中的圖形
功能18
2.6.1 2D圖形語(yǔ)言支持18
2.6.2 添加3D圖形支持20
2.7 本章小結(jié)21
2.8 思考題21
第3章 掃描源代碼22
3.1 技術(shù)需求22
3.2 詞素、詞類(lèi)和標(biāo)記23
3.3 正則表達(dá)式24
3.3.1 正則表達(dá)式規(guī)則24
3.3.2 正則表達(dá)式示例25
3.4 使用UFlex和JFlex26
3.4.1 頭部分26
3.4.2 正則表達(dá)式部分27
3.4.3 編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的源代碼掃
描器27
3.4.4 運(yùn)行掃描器30
3.4.5 標(biāo)記和詞法屬性31
3.4.6 擴(kuò)展示例以構(gòu)造標(biāo)記31
3.5 為Jzero編寫(xiě)掃描器34
3.5.1 Jzero Flex規(guī)范34
3.5.2 Unicon Jzero代碼36
3.5.3 Java Jzero代碼39
3.5.4 運(yùn)行Jzero掃描器42
3.6 正則表達(dá)式并不總是足夠的44
3.7 本章小結(jié)46
3.8 思考題47
第4章 解析48
4.1 技術(shù)需求48
4.2 語(yǔ)法分析49
4.3 理解上下文無(wú)關(guān)文法49
4.3.1 編寫(xiě)上下文無(wú)關(guān)文法規(guī)則50
4.3.2 編寫(xiě)編程構(gòu)造規(guī)則51
4.4 使用iyacc和BYACC/J53
4.4.1 聲明頭部分中的符號(hào)53
4.4.2 組合yacc上下文無(wú)關(guān)文法
部分54
4.4.3 理解yacc解析器55
4.4.4 修復(fù)yacc解析器中的沖突56
4.4.5 語(yǔ)法錯(cuò)誤修復(fù)57
4.4.6 組合簡(jiǎn)單示例57
4.5 為Jzero編寫(xiě)解析器62
4.5.1 Jzero lex規(guī)范62
4.5.2 Jzero yacc規(guī)范62
4.5.3 Unicon Jzero代碼66
4.5.4 Java Jzero解析器代碼68
4.5.5 運(yùn)行Jzero解析器69
4.6 改進(jìn)語(yǔ)法錯(cuò)誤消息70
4.6.1 向Unicon語(yǔ)法錯(cuò)誤消息添加
詳細(xì)信息71
4.6.2 向Java語(yǔ)法錯(cuò)誤消息添加詳
細(xì)信息71
4.6.3 使用Merr生成更好的語(yǔ)法錯(cuò)
誤消息72
4.7 本章小結(jié)72
4.8 思考題73
第5章 語(yǔ)法樹(shù)74
5.1 技術(shù)需求74
5.2 GNU make的使用75
5.3 樹(shù)77
5.3.1 定義語(yǔ)法樹(shù)類(lèi)型78
5.3.2 解析樹(shù)與語(yǔ)法樹(shù)79
5.4 從終結(jié)符創(chuàng)建葉子81
5.4.1 用葉子包裝標(biāo)記81
5.4.2 使用YACC的值棧82
5.4.3 為解析器的值棧包裝葉子83
5.4.4 確定需要哪些葉子84
5.5 從產(chǎn)生式規(guī)則構(gòu)建內(nèi)部節(jié)點(diǎn)85
5.5.1 訪問(wèn)值棧上的樹(shù)節(jié)點(diǎn)85
5.5.2 使用樹(shù)節(jié)點(diǎn)工廠方法86
5.6 為Jzero語(yǔ)言形成語(yǔ)法樹(shù)88
5.7 調(diào)試并測(cè)試語(yǔ)法樹(shù)93
5.7.1 避免常見(jiàn)的語(yǔ)法樹(shù)錯(cuò)誤94
5.7.2 以文本格式輸出語(yǔ)法樹(shù)95
5.7.3 使用dot輸出語(yǔ)法樹(shù)96
5.8 本章小結(jié)101
5.9 思考題101
第二部分 語(yǔ)法樹(shù)遍歷
第6章 符號(hào)表104
6.1 技術(shù)需求104
6.2 建立符號(hào)表基礎(chǔ)105
6.2.1 聲明和作用域105
6.2.2 賦值和取消引用變量106
6.2.3 選擇正確的樹(shù)遍歷106
6.3 為每個(gè)作用域創(chuàng)建和填充符號(hào)表107
6.3.1 向語(yǔ)法樹(shù)添加語(yǔ)義屬性108
6.3.2 定義符號(hào)表和符號(hào)表?xiàng)l目的類(lèi)109
6.3.3 創(chuàng)建符號(hào)表110
6.3.4 填充符號(hào)表112
6.3.5 綜合isConst屬性114
6.4 檢查未聲明的變量115
6.4.1 識(shí)別方法體115
6.4.2 發(fā)現(xiàn)方法體中變量的使用116
6.5 查找重新聲明的變量118
6.5.1 將符號(hào)插入符號(hào)表118
6.5.2 報(bào)告語(yǔ)義錯(cuò)誤119
6.6 在Unicon中處理包和類(lèi)作用域119
6.6.1 名稱(chēng)修飾120
6.6.2 為成員變量引用插入self120
6.6.3 在方法調(diào)用中插入self作為
**個(gè)參數(shù)121
6.7 測(cè)試和調(diào)試符號(hào)表122
6.8 本章小結(jié)123
6.9 思考題124
第7章 基本類(lèi)型檢查125
7.1 技術(shù)需求125
7.2 編譯器中的類(lèi)型表示125
7.2.1 定義表示類(lèi)型的基類(lèi)126
7.2.2 子類(lèi)化復(fù)雜類(lèi)型的基類(lèi)127
7.3 將類(lèi)型信息分配給聲明的變量129
7.3.1 從保留字合成類(lèi)型130
7.3.2 將類(lèi)型繼承到變量列表中131
7.4 確定每個(gè)語(yǔ)法樹(shù)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型132
7.4.1 確定葉子的類(lèi)型133
7.4.2 計(jì)算和檢查內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型135
7.5 Unicon中的運(yùn)行時(shí)類(lèi)型檢查和
類(lèi)型推斷139
7.6 本章小結(jié)140
7.7 思考題140
第8章 檢查數(shù)組、方法調(diào)用和結(jié)
構(gòu)訪問(wèn)的類(lèi)型142
8.1 技術(shù)需求142
8.2 檢查數(shù)組類(lèi)型的操作142
8.2.1 處理數(shù)組變量聲明143
8.2.2 在數(shù)組創(chuàng)建期間檢查類(lèi)型143
8.2.3 在數(shù)組訪問(wèn)期間檢查類(lèi)型145
8.3 檢查方法調(diào)用146
8.3.1 計(jì)算參數(shù)和返回類(lèi)型信息147
8.3.2 檢查每個(gè)方法調(diào)用站點(diǎn)的類(lèi)型149
8.3.3 檢查返回語(yǔ)句中的類(lèi)型152
8.4 檢查結(jié)構(gòu)化類(lèi)型訪問(wèn)153
8.4.1 處理實(shí)例變量聲明154
8.4.2 在創(chuàng)建實(shí)例時(shí)檢查類(lèi)型154
8.4.3 在實(shí)例訪問(wèn)時(shí)檢查類(lèi)型157
8.5 本章小結(jié)159
8.6 思考題160
第9章 中間代碼生成161
9.1 技術(shù)需求161
9.2 準(zhǔn)備生成代碼161
9.2.1 為什么要生成中間代碼162
9.2.2 了解生成程序的存儲(chǔ)區(qū)域162
9.2.3 為中間代碼引入數(shù)據(jù)類(lèi)型163
9.2.4 將中間代碼屬性添加到樹(shù)中165
9.2.5 生成標(biāo)簽和臨時(shí)變量165
9.3 中間代碼指令集168
9.3.1 指令168
9.3.2 聲明168
9.4 用標(biāo)簽為控制流注釋語(yǔ)法樹(shù) 169
9.5 為表達(dá)式生成代碼171
9.6 為控制流生成代碼173
9.6.1 為條件表達(dá)式生成標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)174
9.6.2 生成循環(huán)代碼177
9.6.3 為方法調(diào)用生成中間代碼178
9.6.4 檢查生成的中間代碼179
9.7 本章小結(jié)180
第10章 IDE中的語(yǔ)法著色182
10.1 下載本章中使用的示例IDE183
10.2 將編譯器集成到程序員的編輯
器中184
10.2.1 從IDE中分析源代碼185
10.2.2 將編譯器輸出發(fā)送到IDE185
10.3 避免在每次更改時(shí)重新解析
整個(gè)文件186
10.4 使用詞法信息為標(biāo)記著色189
10.4.1 擴(kuò)展EditableTextList組件以
支持顏色189
10.4.2 在繪制單個(gè)標(biāo)記時(shí)對(duì)其
進(jìn)行著色190
10.5 使用解析結(jié)果突出顯示錯(cuò)誤191
10.6 添加Java支持192
10.7 本章小結(jié)194
第三部分 代碼生成與運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)
第11章 字節(jié)碼解釋器196
11.1 技術(shù)需求196
11.2 什么是字節(jié)碼196
11.3 比較字節(jié)碼和中間碼198
11.4 為Jzero構(gòu)建字節(jié)碼指令集200
11.4.1 定義Jzero字節(jié)碼文件格式200
11.4.2 了解棧機(jī)操作的基礎(chǔ)知識(shí)202
11.5 實(shí)現(xiàn)字節(jié)碼解釋器203
11.5.1 將字節(jié)碼加載到內(nèi)存中203
11.5.2 初始化解釋器狀態(tài)205
11.5.3 獲取指令并推進(jìn)指令指針206
11.5.4 指令解碼207
11.5.5 執(zhí)行指令208
11.5.6 啟動(dòng)Jzero解釋器211
11.6 編寫(xiě)Jzero運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)212
11.7 運(yùn)行Jzero程序213
11.8 檢查Unicon字節(jié)碼解釋器iconx213
11.8.1 了解目標(biāo)導(dǎo)向的字節(jié)碼214
11.8.2 在運(yùn)行時(shí)保留類(lèi)型信息214
11.8.3 獲取、解碼和執(zhí)行指令214
11.8.4 制作運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的其余部分215
11.9 本章小結(jié)215
11.10 思考題215
第12章 生成字節(jié)碼217
12.1 技術(shù)需求217
12.2 轉(zhuǎn)換中間代碼為Jzero字節(jié)碼217
12.2.1 為字節(jié)碼指令添加類(lèi)218
12.2.2 將中間代碼地址映射到
字節(jié)碼地址219
12.2.3 實(shí)現(xiàn)字節(jié)碼生成器方法220
12.2.4 為簡(jiǎn)單表達(dá)式生成字節(jié)碼221
12.2.5 生成指針操作的代碼223
12.2.6 為分支和條件分支生成
字節(jié)碼224
12.2.7 為方法調(diào)用和返回生成代碼225
12.2.8 處理中間代碼中的標(biāo)簽和
其他偽指令226
12.3 比較字節(jié)碼匯編程序與二進(jìn)制
格式227
12.3.1 以匯編格式輸出字節(jié)碼227
12.3.2 以二進(jìn)制格式輸出字節(jié)碼229
12.4 鏈接、加載并包括運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)230
12.5 Unicon示例：icont中的字節(jié)碼
生成230
12.6 本章小結(jié)232
12.7 思考題232
第13章 生成本機(jī)代碼233
13.1 技術(shù)需求233
13.2 決定是否生成本機(jī)代碼233
13.3 x64指令集234
13.3.1 為x64指令添加類(lèi)234
13.3.2 將內(nèi)存區(qū)域映射到基于x64
寄存器的地址模式235
13.4 使用寄存器235
13.4.1 從空策略開(kāi)始236
13.4.2 分配寄存器以加速本地
區(qū)域237
13.5 將中間代碼轉(zhuǎn)換為x64代碼239
13.5.1 將中間代碼地址映射到x64
內(nèi)存地址240
13.5.2 實(shí)現(xiàn)x64代碼生成器方法243
13.5.3 生成簡(jiǎn)單表達(dá)式的x64代碼244
13.5.4 生成指針操作的代碼245
13.5.5 為分支和條件分支生成
本機(jī)代碼246
13.5.6 為方法調(diào)用和返回生成代碼247
13.5.7 處理標(biāo)簽和偽指令249
13.6 生成x64輸出250
13.6.1 以匯編語(yǔ)言格式編寫(xiě)x64
代碼251
13.6.2 從本機(jī)匯編程序到目標(biāo)文件251
13.6.3 鏈接、加載并包括運(yùn)行時(shí)
系統(tǒng)252
13.7 本章小結(jié)253
13.8 思考題253
第14章 運(yùn)算符和內(nèi)置函數(shù)的實(shí)現(xiàn)254
14.1 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符254
14.1.1 運(yùn)算符是否需要硬件支持255
14.1.2 在中間代碼生成中添加字符
串連接255
14.1.3 為字節(jié)碼解釋器添加字符
串連接257
14.1.4 將字符串連接添加到本機(jī)
運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)259
14.2 編寫(xiě)內(nèi)置函數(shù)260
14.2.1 向字節(jié)碼解釋器添加內(nèi)置
函數(shù)260
14.2.2 編寫(xiě)用于本機(jī)代碼實(shí)現(xiàn)的
內(nèi)置函數(shù)261
14.3 集成內(nèi)置組件與控制結(jié)構(gòu)262
14.4 為Unicon開(kāi)發(fā)運(yùn)算符和函數(shù)262
14.4.1 在Unicon中編寫(xiě)運(yùn)算符263
14.4.2 開(kāi)發(fā)Unicon的內(nèi)置函數(shù)265
14.5 本章小結(jié)266
14.6 思考題266
第15章 域控制結(jié)構(gòu)267
15.1 了解何時(shí)需要新的控制結(jié)構(gòu)267
15.1.1 定義控制結(jié)構(gòu)268
15.1.2 減少過(guò)多的冗余參數(shù)268
15.2 Icon和Unicon中的字符串掃描269
15.2.1 掃描環(huán)境及其基本操作270
15.2.2 通過(guò)控制結(jié)構(gòu)消除過(guò)多參數(shù)271
15.3 Unicon中的渲染區(qū)域271
15.3.1 從顯示列表渲染3D圖形272
15.3.2 使用內(nèi)置函數(shù)指定渲染區(qū)域272
15.3.3 使用嵌套渲染區(qū)域更改
圖形細(xì)節(jié)層次273
15.3.4 創(chuàng)建渲染區(qū)域控制結(jié)構(gòu)274
15.4 本章小結(jié)278
15.5 思考題278
第16章 垃圾收集279
16.1 認(rèn)識(shí)垃圾收集的重要性279
16.2 對(duì)象的引用計(jì)數(shù)281
16.2.1 將引用計(jì)數(shù)添加到Jzero281
16.2.2 生成堆分配代碼281
16.2.3 為賦值運(yùn)算符修改生成的
代碼283
16.2.4 引用計(jì)數(shù)的缺點(diǎn)和局限性283
16.3 標(biāo)記實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并清理剩余數(shù)據(jù)284
16.3.1 組織堆內(nèi)存區(qū)域285
16.3.2 遍歷基本變量以標(biāo)記實(shí)時(shí)
數(shù)據(jù)286
16.3.3 回收實(shí)時(shí)內(nèi)存并將其放入
連續(xù)內(nèi)存塊290
16.4 本章小結(jié)293
16.5 思考題293
第17章 結(jié)語(yǔ)294
17.1 反思從編寫(xiě)這本書(shū)中學(xué)到的
東西294
17.2 決定何去何從295
17.2.1 學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)295
17.2.2 學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)解釋器和字
節(jié)碼機(jī)器296
17.2.3 獲取代碼優(yōu)化方面的專(zhuān)業(yè)
知識(shí)297
17.2.4 監(jiān)視和調(diào)試程序執(zhí)行297
17.2.5 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)IDE和GUI
構(gòu)建器298
17.3 延伸閱讀的參考資料298
17.4 本章小結(jié)301
第四部分 附錄
附錄A Unicon基礎(chǔ)304
附錄B 部分章節(jié)要點(diǎn)324
展開(kāi)全部
自己動(dòng)手構(gòu)建編程語(yǔ)言:如何設(shè)計(jì)編譯器、解釋器和DSL 作者簡(jiǎn)介
克林頓 · L. 杰弗瑞
（Clinton L. Jeffery）Clinton L. Jeffery是New Mexico Institute of Mining and Technology計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系的教授和系主任。他在華盛頓大學(xué)獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)士學(xué)位，在亞利桑那大學(xué)獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士和博士學(xué)位。他主要從事編程語(yǔ)言、程序監(jiān)控、調(diào)試、圖形、虛擬環(huán)境和可視化方面的研究，并撰寫(xiě)了許多相關(guān)書(shū)籍和論文。他與同事一起發(fā)明了Unicon編程語(yǔ)言，該語(yǔ)言在Unicon網(wǎng)站上托管。
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