在C＃中实现编译器的最有趣和最有前途的方法是什么？

Question

我刚刚完成毕业项目，应该持续6个月。 该项目的目标是为一种脚本语言实现.Net编译器。我将编译器构造作为课程的主题，并且知道如何实现编译器的基本步骤，但我们使用Bison和简单的编译器和GCC作为后端，因此我对实现编译器知之甚少在.Net平台上。

在对这个主题进行了一些研究后，我发现了以下代码生成的替代解决方案（我不是在谈论编译器的其他重要部分，比如解析器 - 它超出了范围）：

1. 使用Reflection.Emit直接生成代码。
2. 对Reflection.Emit使用Common Compiler Interface抽象来实现某些代码生成的自动化。
3. 在运行时使用CodeDOM进行C＃和VB编译。
4. 有一种新兴的C＃“编译器即服务”称为Roslyn，现在可作为CTP使用。
5. DLR提供对动态代码生成的支持，并具有一些通过表达式树等生成运行时代码的接口。
6. Mono附带Mono.Cecil库，似乎也有一些代码生成功能。

我的项目的主要目标是深入研究.Net的内容，学习编译器构建并为我的工作取得好成绩。第二个目标是提出一个编译器实现，以后可以在许可的开源许可下向社区开放。

那么，这里最有趣，最具教育性，最有趣和最有希望的方法是什么呢？如果我有更多的时间，我肯定会尝试所有这些，但我需要在6个月内提交我的工作以获得积极的成绩......

提前谢谢你， 亚历山大。

Answer 1

如果您想要更简单的方法并且您的语言可以合理地翻译成C＃，我建议您生成C＃代码（或类似代码）并进行编译。罗斯林可能是最好的。显然，CCI也可以使用CCI Code来做到这一点，但我从未使用过它。我不推荐CodeDOM，因为it doesn't support features like static classes or extension methods。

如果您想要更多控制，或者想要进入低级别，可以使用Reflection.Emit直接生成CIL。但它会（更多）更多的工作，特别是如果你不熟悉CIL。我认为Cecil可以以相同的方式使用，但它的目的是用于其他东西，我认为它没有提供任何优于Reflection.Emit的优势。

DLR的全称是动态语言。它使用的Expression可用于代码生成，但我认为它们最适合在运行时生成相对简单的方法。当然，如果您的语言是动态的，DLR本身就非常有用。

Answer 2

Boo是一种针对CLI的语言/编译器。它似乎是开源的，所以你可以研究它们是如何实现它的。

Answer 3

当我编写编译器时，我会写汇编语言（即汇编语言源代码），然后我通过系统的汇编程序运行。这样我就可以很容易地看到我正在产生什么。阅读mov ax, bx（x86汇编）比解码HEX操作码更容易。

如果我不允许在最终产品中使用汇编程序，我使用汇编输出开发了编译器，然后一旦我完成所有工作，我就制作了二进制输出路径。美丽是，我必须改变的是实际的字节输出（操作码和二进制值而不是文本）。

我建议为你的项目做类似的事情。最初开发它以输出可以用ILASM组装的MSIL。这样，您可以通过读取生成的代码轻松验证代码生成器的输出。一旦您确信代码生成器正在运行，请添加将使用Reflection.Emit或Common Compiler Infrastructure的输出选项。