自从将Xmas的GC换成现在的非迁移式的全局收集器后,最近几个月一直耗在Xmas上面;最明显的改变就是:更彻底地支持了面向对象、更强大的编译器。
所以,本文就来说说,真正的Xmas。
一、目标
一门语言有什么目标吗?比如C#什么的;可惜的是我并不关心。作为一门脚本语言,其目的无非只有一个:简化编程。方式,也是直接明了:在更高的抽象上构建代码。那么什么是“更高的抽象”?个人认为,大抵是两点:1、更方便的操作语义 2、更多的限制。
第一点,是指Xmas可以几乎毫无代价地大量使用宿主语言的现有代码;而且是以【语法】的方式。比如,Xmas要有正则表达式,可以有.....只需要使用XmasRef包装宿主语言中的现有Regex即可。
class Regex: Xmas{ function native Regex(pattern); function native match(str); function native isMatched(str); }
事实上,Xmas所有的库函数,都只是C++中本人代码库中的对应物。——这正是脚本,所存在的意义(一旦开始自己构造自己,如C++等,便不再是脚本了)。
第二点,这其实是由第一点造成的。很多东西一旦固化到语言本身,便意味着“不可改变”(永远地)。抽象程度越高,意味着,离二进制越远,能控制的东西,更少。最大的限制就是:有了GC,内存是什么?可以吃的吗?在代码里,永远地消失了(意味着,你不再可以控制)。
最近,其实一直在思考一个不可能的话题:是否将静态类型加入到Xmas中? 之所以不可能,Xmas只是一门脚本语言。
所以,下面,我们就来聊聊“脚本”。
二、动态
一门合格的动态语言:其必须可以【本能】地识别“字符串”。或者说,所有的东西都可以通过“字符串”来构造(替代):
func = new Function("print"); val = new Integer("12"); func(val);//打印一个整型12
通过字符串,我们构造了一个函数(库打印函数print)和一个数字12。当然,我们可以更彻底一点:
print = new Function("print"); intctr = new Function("Integer"); val = intctr("12"); print(val);
是的,在Xmas中,几乎一切都是【函数】。而函数本身,只是由字符串构成的标识符而已;所以,我们可以推迟一切的操作,变成另一门真正的只有函数的语言:
function doSome(str1, str2, str3) { func1 = new Function(str1); func2 = new Function(str2); value = func2(str3); func1(value); }
这时,我们能够通过上面的代码,做任何能够想象的事情(只要有对应的函数,和对应的逻辑)。但是,这种“究极”的动态,有意义吗?没有。因为,上面的代码除了符合Xmas的语法外,并没有任何可识别的逻辑。
doSome("print", "Integer", "12"); print(12);
上面两行代码,执行了相同的逻辑:打印数字12。
动态能力,是为了在必要的时候,绕过编译器的语法/语义检查,而通过“自定义”的方式,访问Xmas的运行时。这个能够在很多时候是有那么一些用处的:
function to_string(val) { if(typedef(val.toString) == Function && Function.argNum(val.toString) == 0){ return val.toString(); } return new String(val); }
这是早些时候,Xmas将一个对象转化为String的函数。在动态语言中,很多动态性是直接由【语法】本身直接提供的;这也正是“动态”之处。而其他类型的语言,想要达到相同的目的:1、通过反射(java/c#等)2、通过类型系统(C++的类型萃取,通过模板元编程)。
当然,这一切是有足够的代价的:更慢、更多的错误。
三、便捷
var1 = new Exp.Var(new var1); var2 = new Exp.Var(new var2); cond = new Exp.Less(var1, var2); set1 = new Exp.Set(new var3, var1); set2 = new Exp.Set(new var3, var2); exp1 = new Exp.Select(cond, set1, set2); exp2 = new Exp.Set(new var4, new Exp.Val(12)); exps = new Exp.Exps(); exps.addExp(exp1); exps.addExp(exp2); env = new Exp.Env(); env.addVar(new var1, 11); env.addVar(new var2, 2); exps.exec(env); put(exps); put(env);
上面的代码,是以面向对象的方式构建了一颗表达式树(可对应C#);其执行后的结果:
((var1 < var2) ? var3 = var1 : var3 = var2) var4 = Integer:12 //以上,对应了put(exps),打印表达式树本身 var3:2 var4:12 var1:11 var2:2 //以上,是树执行后的结果
上面的代码只是干了两件事:1、获取var1与var2中的最小值,并将其赋给var3 2、将var4设置为数字12
这些代码本身没有任何惊奇的地方;甚至有些多余:
var1 = 11; var2 = 2; var3 = eval("function main(var1, var2){ if(var1 < var2) return var1; return var2;}", var1, var2); var4 = 12;
这四行代码干了同样的事情,以更清晰和动态的方式。所以,重要的并非这些代码,而是支撑这些代码的“代码”,居然出奇的少:只有97行。
1 class Exp{ 2 class Env: Xmas{ 3 function Env(){ 4 this.vars = new Map(); 5 } 6 function addVar(label, val){ 7 this.vars[label] = val; 8 } 9 function setVar(label, val){ 10 this.vars[label] = val; 11 } 12 function var(label){ 13 return this.vars[label]; 14 } 15 function toString(){ 16 ret new String(this.vars); 17 } 18 } 19 class Val: Xmas{ 20 function Val(val){ 21 this.val = val; 22 } 23 function exec(){ 24 return this.val; 25 } 26 function toString(){ 27 return String.format("{}:{}", typeof(this.val), this.val); 28 } 29 } 30 class Var: Xmas{ 31 function Var(label){ 32 this.label = label; 33 } 34 function exec(env){ 35 return env.var(this.label); 36 } 37 function toString(){ 38 return new String(this.label); 39 } 40 } 41 class Set: Xmas{ 42 function Set(label, val){ 43 this.label = label; 44 this.val = val; 45 } 46 function exec(env){ 47 env.setVar(this.label, this.val.exec(env)); 48 } 49 function toString(){ 50 ret String.format("{} = {}", this.label, this.val.toString()); 51 } 52 } 53 class Less: Xmas{ 54 function Less(a, b){ 55 this.a = a; 56 this.b = b; 57 } 58 function exec(env){ 59 return this.a.exec(env) < this.b.exec(env); 60 } 61 function toString(){ 62 return String.format("({} < {})", this.a.toString(), this.b.toString()); 63 } 64 } 65 class Select: Xmas{ 66 function Select(condition, a, b){ 67 this.condition = condition; 68 this.a = a; 69 this.b = b; 70 } 71 function exec(env){ 72 if(this.condition.exec(env)){ 73 return this.a.exec(env); 74 } 75 return this.b.exec(env); 76 } 77 function toString(){ 78 return String.format("({} ? {} : {})", this.condition.toString(), this.a.toString(), this.b.toString()); 79 } 80 } 81 class Exps: Xmas{ 82 function Exps(){ 83 this.exps = new Array(); 84 } 85 function addExp(exp){ 86 Array.push_back(this.exps, exp); 87 } 88 function exec(env){ 89 foreach(this.exps, function(exp){ exp.exec(env);}); 90 } 91 function toString(){ 92 str = new Object{ str : ""}; 93 foreach(this.exps, function(exp){ str.str += exp.toString() + String.line();}); 94 ret str.str; 95 } 96 } 97 }//CLASS OF EXPRESSIONS
我并不知道C#中为了相同的目的,需要多少行代码的支持;但无疑,会高一个数量级。这正是脚本的力量,Xmas的力量——可以更快,更高效地构建我们想要的东西。
四、结语
我有在想过,是否要讲讲Xmas的编译器?词法分析、语法分析、代码生成.......
也有思考有没有必要说说Xmas的虚拟机?GC、运行时环境、字节码......
无疑,我都不想讲。毕竟那些都是那么低枯燥而乏味。
Xmas本身肯定不止前面所讲的这些;但,又如何?其不过是本人库中的一个较大的子模块,而已。所以,本系列,完。
PS:另外的两个系列,多半是要“太监”。