Question

我有兴趣通过实现基于堆栈的编程语言来扩展我对计算机编程的了解。我正在寻找关于从哪里开始的建议，因为我打算让它具有像“pushint 1”这样的函数，它会将值为1的整数推送到堆栈的顶部，并通过像“{{”这样的标签来控制流量。 {1}}”。

到目前为止，我已经实现了我希望我的语言行为的C＃实现（想要链接到它但IDEOne被阻止），但它非常混乱并且需要优化。它将输入转换为XML，然后解析它。我的目标是使用较低级别的语言（可能是C / C ++），但我的问题是实现一个可以容纳各种数据类型并且没有固定大小的堆栈。

最终我还想实现数组和函数。另外，我认为我需要有一个更好的Lexer，我想知道解析树是否适合这种简单的语言。

欢迎任何建议/批评，请考虑我仍然是编程的新手（我刚刚完成了AP CompSci I）。此外，欢迎链接到基于开源堆栈的语言。

这是一个我想尝试解释/编译的基本程序（其中L01: jump L01:）：

[this is a comment]

预期输出为：

[Hello World!]
pushchar    '\n'
pushstring  "Hello World!"
print
[Count to 5 and then count down!]
pushint     1
setlocal    0
L01:
pushchar    '\n'
getlocal    0
print           [print x + '\n']
getlocal    0
increment
setlocal    0   [x = x + 1]
pushint     5
getlocal    0
lessthan        [x < 5]
iftrue      L01
L02:
pushchar    '\n'
getlocal    0
print           [print x + '\n']
getlocal    0
decrement
setlocal    0   [x = x - 1]
pushint     0
getlocal    0
greaterthan     [x > 0]
iftrue      L02

Answer 1

基于堆栈的语言（例如Factor）具有以下语法：

2 3 + 5 - print

这相当于以下C样式代码：

print(2 + 3 - 5);

使用基于堆栈的语言的优点是它易于实现。此外，如果语言使用reverse polish notation，就像大多数基于堆栈的语言一样，那么语言的front end所需要的只是词法分析器。您不需要将令牌解析为语法树，因为只有一种方法可以解码令牌流。

您尝试创建的不是基于堆栈的编程语言，而是基于堆栈的virtual machine。应用程序虚拟机可以是stack based或register based。例如，Java Virtual Machine是基于堆栈的。它执行Java bytecode（这是您正在创建的 - 虚拟机的字节码）。但是编译成这个字节码的编程语言（例如Java，Erlang，Groovy等）不是基于堆栈的。

您尝试创建的内容类似于您自己的虚拟机的汇编级语言，它恰好是基于堆栈的。据说这样做相当容易 - 基于堆栈的虚拟机更容易实现基于寄存器的虚拟机。同样，你需要的只是一个词法分析器，例如flex。这是JavaScript中使用名为lexer的库的一个小例子：

var program = "[print(2 + 3)]";
program += "\n push 2";
program += "\n push 3";
program += "\n add";
program += "\n print";

lexer.setInput(program);

var token;
var stack = [];
var push = false;

while (token = lexer.lex()) {
    switch (token) {
    case "NUMBER":
        if (push) stack.push(lexer.yytext);
        else alert("Unexpected number.");
        break;
    case "ADD":
        if (push) alert("Expected number.");
        else stack.push(stack.pop() + stack.pop());
        break;
    case "PRINT":
        if (push) alert("Expected number.");
        else alert(stack.pop());
        break;
    }

    push = token === "PUSH";
}

<script src="https://rawgit.com/aaditmshah/lexer/master/lexer.js"></script>
<script>
var lexer = new Lexer;

lexer.addRule(/\s+/, function () {
    // matched whitespace - discard it
});

lexer.addRule(/\[.*\]/, function () {
    // matched a comment - discard it
});

lexer.addRule(/\d+/, function (lexeme) {
    this.yytext = parseInt(lexeme);
    return "NUMBER";
});

lexer.addRule(/push/, function () {
    return "PUSH";
});

lexer.addRule(/add/, function () {
    return "ADD";
});

lexer.addRule(/print/, function () {
    return "PRINT";
});
</script>

这很简单。您可以调整程序并根据需要进行修改。祝你好运。

Answer 2

我想你会发现一篇关于“MetaII”的文章真的很有启发性。它展示了如何在10个简短但令人费解的页面中定义下推式堆栈编译器机器和编译器。看到这个答案：https://stackoverflow.com/a/1005680/120163一旦你理解了这一点，编写下推式堆栈解释器将永远是容易的。

我将如何实现一个简单的基于堆栈的编程语言

2 个答案: