如何实现一个基于 JavaScript 的简单解释器或领域特定语言?

答案:实现一个基于JavaScript的DSL需经历词法分析、语法分析、构建AST和解释执行四步。首先通过tokenizer将源码拆分为token流,如标识符、数字、操作符;接着parser利用递归下降法根据语法规则生成AST,处理表达式优先级与赋值结构;最后evaluate函数遍历AST,在环境对象中求值并管理变量。示例支持加减乘除与赋值,核心流程为“源码→Tokens→AST→执行”,每阶段职责清晰,便于扩展函数、条件等特性。

如何实现一个基于 javascript 的简单解释器或领域特定语言?

实现一个基于 JavaScript 的简单解释器或领域特定语言(DSL),关键在于把人类可读的代码转换成机器能一步步执行的操作。整个过程可以拆解为几个清晰阶段:词法分析、语法分析、构建抽象语法树(AST)、然后解释执行。下面带你一步步实现一个支持加减乘除和变量赋值的极简 DSL。

词法分析:把源码拆成“单词”

词法分析器(Tokenizer)负责把原始字符串拆成一个个有意义的“词法单元”(Token)。比如输入 x = 5 + 3,应输出类似:

{ type: ‘identifier’, value: ‘x’ }{ type: ‘operator’, value: ‘=’ }{ type: ‘number’, value: 5 }{ type: ‘operator’, value: ‘+’ }{ type: ‘number’, value: 3 }

实现思路是遍历字符串,跳过空白字符,识别数字、标识符、操作符等。遇到数字就尝试解析成整数或浮点数,遇到字母开头的连续字符就当作变量名。

语法分析:构建语法结构树

语法分析器(Parser)读取 Token 流,根据语法规则生成抽象语法树(AST)。例如上面的例子可能生成:

立即学习“Java免费学习笔记(深入)”;

{ type: ‘AssignmentExpression’, variable: { name: ‘x’ }, value: { type: ‘BinaryExpression’, operator: ‘+’, left: { type: ‘NumberLiteral’, value: 5 }, right: { type: ‘NumberLiteral’, value: 3 } }}

你可以用递归下降法实现。比如定义表达式优先级,先处理加减,再处理乘除。遇到赋值符号就创建赋值节点,遇到操作符就创建二叉表达式节点。

解释执行:遍历 AST 并求值

解释器的核心是遍历 AST 节点并执行对应逻辑。你需要维护一个变量环境(如普通对象),用来存储变量值。

对每种节点类型做判断:

遇到 NumberLiteral,返回它的值遇到 BinaryExpression,先递归计算左右子节点,再根据操作符进行数学运算遇到 AssignmentExpression,计算右侧值,并存入环境对象中遇到 Identifier,从环境中查找变量值

这个过程是递归的,也叫“树遍历解释器”。

动手写个最小可用例子

下面是一个极简实现骨架:

function tokenize(input) { let tokens = []; let i = 0;

while (i

if (char === ' ') { i++; continue; }if (/[0-9]/.test(char)) {  let num = '';  while (i < input.length && /[0-9.]/.test(input[i])) {    num += input[i++];  }  tokens.push({ type: 'number', value: parseFloat(num) });  continue;}if (/[a-zA-Z]/.test(char)) {  let ident = '';  while (i < input.length && /[a-zA-Z0-9_]/.test(input[i])) {    ident += input[i++];  }  tokens.push({ type: 'identifier', value: ident });  continue;}if (char === '+' || char === '-' || char === '*' || char === '/' || char === '=') {  tokens.push({ type: 'operator', value: char });  i++;  continue;}throw new Error(`未知字符: ${char}`);

}

return tokens;}

function parse(tokens) {let pos = 0;

function parseExpression() {let token = tokens[pos];

if (token.type === 'identifier' && tokens[pos + 1]?.value === '=') {  pos++; // 跳过 identifier  pos++; // 跳过 =  return {    type: 'AssignmentExpression',    variable: { name: token.value },    value: parseExpression()  };}let left = parseTerm();while (pos < tokens.length && ['+', '-'].includes(tokens[pos].value)) {  let op = tokens[pos].value;  pos++;  let right = parseTerm();  left = {    type: 'BinaryExpression',    operator: op,    left,    right  };}return left;

}

function parseTerm() {let left = parseFactor();

while (pos < tokens.length && ['*', '/'].includes(tokens[pos].value)) {  let op = tokens[pos].value;  pos++;  let right = parseFactor();  left = {    type: 'BinaryExpression',    operator: op,    left,    right  };}return left;

}

function parseFactor() {let token = tokens[pos];

if (token.type === 'number') {  pos++;  return { type: 'NumberLiteral', value: token.value };}if (token.type === 'identifier') {  pos++;  return { type: 'Identifier', name: token.value };}throw new Error(`无法解析: ${token.value}`);

}

return parseExpression();}

function evaluate(ast, env) {switch (ast.type) {case ‘NumberLiteral’:return ast.value;case ‘Identifier’:if (!(ast.name in env)) throw new Error(未定义变量: ${ast.name});return env[ast.name];case ‘BinaryExpression’:let left = evaluate(ast.left, env);let right = evaluate(ast.right, env);switch (ast.operator) {case ‘+’: return left + right;case ‘-‘: return left – right;case ‘‘: return left right;case ‘/’: return left / right;}case ‘AssignmentExpression’:let value = evaluate(ast.value, env);env[ast.variable.name] = value;return value;default:throw new Error(未知节点类型: ${ast.type});}}

使用方式:

const code = “x = 5 + 3 * 2”;const tokens = tokenize(code);const ast = parse(tokens);const env = {};const result = evaluate(ast, env);console.log(env); // { x: 11 }

基本上就这些。不复杂但容易忽略细节,比如运算优先级、错误处理、变量作用域。一旦理解了这个流程,你就能扩展出支持函数、条件语句甚至循环的 DSL。核心思想是:源码 → Tokens → AST → 执行。每一步都保持简单,组合起来就很强大。

以上就是如何实现一个基于 JavaScript 的简单解释器或领域特定语言?的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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