第6章制作静态类型的语言Diksam - 6.1 制作Diksam Ver 0.1语言的基本部分 - 《自制编程语言》

6.1 制作Diksam Ver 0.1语言的基本部分

6.1 制作Diksam Ver 0.1语言的基本部分

此前的章节中，我们已经制作了一个无变量类型、通过分析树执行的语言crowbar。从本章开始，我们来制作一个静态类型并通过字节码执行的语言Diksam。

Diksam这个名字的由来可不是“像Perl一样”的双关语，而是我钟爱的一种红茶的名字。既然有了咖啡语言Java，再来一个红茶语言也无伤大雅吧。Diksam是一种口味浓郁的阿萨姆红茶，一般都用来做成奶茶。我很喜欢直接去感受它的那份浓郁。

6.1.1 Diksam的运行状态

前面已经提到，Diksam是通过字节码执行的语言。

说起通过字节码执行的语言，以Java为例再合适不过了 ^[1]。在编写Java代码时，要先编写源程序，再通过 javac编译成保存着字节码的 class文件。

Diksam语言不会生成像class文件那样的字节码文件。编译器解析源代码并生成分析树后，直接在内存中生成字节码。这些在内存中生成的字节码，会由Diksam的虚拟机DVM（Diksam Virtual Machine）运行。

Diksam不生成字节码文件的做法，免去了考虑文件格式和文件编码的麻烦。当然，除了我的个人考量外，对于用户来说也省去了逐个编译源文件的工夫。这种做法在代码量非常巨大的情况下，每次启动程序时花费在编译上的时间都会让你等得不耐烦。当然，程序不是很大的时候还是很方便的。

另外，在实现中，DVM将完全信任编译器生成的字节码。所谓“完全信任”就是说，即使是含有恶意代码的字节码DVM也会加载执行，不过这可能会使DVM崩溃。

Diksam是一种静态类型语言，在编译时就已经决定了所有变量和表达式的数据类型。因此，在运行时就不需要再检查变量的数据类型了。比如，为了在堆中存储一个字符串， string型变量会（间接的）保存指向该字符串的指针，但如果存储的整数型局部变量被当作string型引用时，DVM就会因为找不到正确的引用地址而崩溃。

但也是有相应对策的，比如在网页中运行的Java Applet，由于必须执行来自外部的（不能被信任的）字节码，因此绝对不允许发生上述情况。所以Java在加载字节码的时候会执行验证器（verifier）程序，以验证加载的字节码是否正确。

但是，制作验证器非常复杂，而Diksam还只是直接在内存中执行字节码的语言，所以……不好意思，这里我要跳过啦。

6.1.2 什么是Diksam

首先，我们制作的Diksam是Diksam book_ver.0.1版本，实例请参考代码清单6-1。

代码清单6-1 fizzbuzz_0_1.dkm

int print(string str);

int i;

for(i = 1; i <= 100; i++){

if(i % 15 == 0){

print("FizzBuzz\n");

}elsif(i % 3 == 0){

print("Fizz\n");

}elsif(i % 5 == 0){

print("Buzz\n");

}else{

print("" + i + "\n");

}

6.1.3 程序结构

与crowbar相同，Diksam中也有顶层结构，并且允许在函数外编写代码。程序从顶层结构的开头开始执行。

Diksam用下面的方式定义函数。与C语言基本相同。

int func(int a, double b){

int local_varible;//声明局部变量

local_varible = a + b;

print("local_varible.." + local_varible + "\n");

return local_varible;

}

6.1.4 数据类型

Diksam book_ver.0.1可以使用以下四种数据类型。

boolean（布尔）型。可以赋 true或 false值。

int（数字）型。

double（浮点）型。 int和 double混合进行运算时，参与运算的 int类型会自动扩展为 double类型。

string（字符串）型。当字符串在 +号左边时，右边的部分会自动转换为 string型。

double这个关键字在C语言中的意思是双精度浮点数，这里的double以 float（单精度浮点数）的存在为前提。但是，Diksam 中并没有 float，尽管它叫作 double 型，也纯粹是为了照顾C 和Java 语言的使用者而已。

6.1.5 变量

如前所述，Diksam是静态类型的语言，变量必须事先声明，声明方式和C语言一样，如下所示：

int a;

在函数内声明的局部变量只可以在声明变量的程序块内引用，函数外声明的变量是全局变量 A。

现阶段在Diksam中变量声明也是一种语句，可以写语句的地方就可以声明变量。

在C语言中变量必须声明在程序块的开头部分，C++和Java取消了这个限制。虽然这被大多数人认为是个改进，而且Diksam也是这么做的，但是老实说我不喜欢这个改进。我认为，在代码的任意位置都可以声明变量会使一个函数渐渐变得冗长。因此，也许可以趁现在 ^[2]改正过来。

Diksam中声明变量的方式和C等语言相同，采用类型变量名;的形式。这种形式对于处理数组和函数类型的变量来说很麻烦。如果引入预声明关键字var，那么像下面这样把数据类型写在后面的语法（Pascal、Ada、ActionScript都是这种方式）处理起来会简单一点。

var a:int;

但是，习惯了C或者Java语言的程序员肯定会说，还是类型变量名;这样的方式写着更顺手。为了照顾大家，Diksam还是采用了大家比较习惯的方式。实际上，在拙著《征服C指针》（人民邮电出版社，吴雅明译）中，整本书都在表达对C语言变量声明语法结构的不满。在那本书中写了那么多不满，现在却变成了墙头草，肯定要被嘲笑了。

言归正传，类型变量名;形式的语法如果包含了数组和类（class），制作语法分析器的时候就会出现各种问题，幸亏Diksam在语法规则上花了不少功夫才避免了这些问题。这个话题我们在后面的章节中详细说明。

变量初始化语句（initializer）的方式也与C语言相同。

int a = 10;