使用JS实现一个简单的编译器_javascript高级

答案:该JavaScript编译器将Lisp风格函数调用转换为C风格,通过四步实现:词法分析将输入拆为词元;语法分析构建AST;转换器修改AST结构;代码生成器输出目标字符串。示例输入(add 2 (subtract 4 2))被正确转为add(2, subtract(4, 2)),展示了编译器核心流程:解析→转换→生成,帮助理解AST在Babel等工具中的作用。

使用js实现一个简单的编译器_javascript高级

要实现一个简单的 JavaScript 编译器,我们不需要从零造轮子,但可以借助 AST(抽象语法树)来理解编译过程的核心步骤:词法分析、语法分析、转换和代码生成。下面是一个极简的“编译器”,它将类似 Lisp 风格的函数调用转换为 C 语言风格的函数调用。

例如:

输入(Lisp 风格):

(add 2 (subtract 4 2))

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输出(C 风格):

add(2, subtract(4, 2))

1. 词法分析(Tokenizer)

将输入字符串拆分为“词元”(tokens),比如括号、标识符、数字等。

function tokenizer(input) {  let current = 0;  const tokens = [];  while (current < input.length) {    let char = input[current];    if (char === '(') {      tokens.push({ type: 'paren', value: '(' });      current++;      continue;    }    if (char === ')') {      tokens.push({ type: 'paren', value: ')' });      current++;      continue;    }    // 跳过空白字符    if (/s/.test(char)) {      current++;      continue;    }    // 匹配数字(支持多位)    if (/[0-9]/.test(char)) {      let value = '';      while (/[0-9]/.test(char)) {        value += char;        char = input[++current];      }      tokens.push({ type: 'number', value });      continue;    }    // 匹配字母(用于函数名如 add, subtract)    if (/[a-z]/i.test(char)) {      let value = '';      while (/[a-z]/i.test(char)) {        value += char;        char = input[++current];      }      tokens.push({ type: 'name', value });      continue;    }    throw new TypeError('未知字符: ' + char);  }  return tokens;}

2. 语法分析(Parser)

将词元列表转换为抽象语法树(AST)。

function parser(tokens) {  let current = 0;  function walk() {    let token = tokens[current];    // 数字节点    if (token.type === 'number') {      current++;      return {        type: 'NumberLiteral',        value: token.value,      };    }    // 函数调用以左括号开始    if (token.type === 'paren' && token.value === '(') {      token = tokens[++current]; // 跳过 '('      // 下一个是函数名      let node = {        type: 'CallExpression',        name: token.value,        params: [],      };      token = tokens[++current]; // 跳过函数名      // 处理参数,直到遇到右括号      while (token.type !== 'paren' || token.value !== ')') {        node.params.push(walk());        token = tokens[current];      }      current++; // 跳过 ')'      return node;    }    throw new TypeError('意外的 token: ' + token.value);  }  // 构建根节点  const ast = {    type: 'Program',    body: [],  };  while (current < tokens.length) {    ast.body.push(walk());  }  return ast;}

3. 转换(Transformer)

遍历 AST 并生成新的 AST 结构(目标结构)。

function transformer(ast) {  const newAst = {    type: 'Program',    body: [],  };  ast._context = newAst.body;  function traverse(node, parent) {    if (node.type === 'NumberLiteral') {      parent._context.push({        type: 'NumberLiteral',        value: node.value,      });    }    if (node.type === 'CallExpression') {      let expression = {        type: 'CallExpression',        callee: {          type: 'Identifier',          name: node.name,        },        arguments: [],      };      node._context = expression.arguments;      parent._context.push(expression);    }    if (node.type === 'Program') {      node.body.forEach(child => {        traverse(child, node);      });    }    if (node.type === 'CallExpression') {      node.params.forEach(child => {        traverse(child, node);      });    }  }  traverse(ast, null);  return newAst;}

4. 代码生成(Code Generator)

将新 AST 转换为目标代码字符串。

function codeGenerator(node) {  if (node.type === 'Program') {    return node.body.map(codeGenerator).join('n');  }  if (node.type === 'Identifier') {    return node.name;  }  if (node.type === 'NumberLiteral') {    return node.value;  }  if (node.type === 'CallExpression') {    const args = node.arguments.map(codeGenerator).join(', ');    return `${codeGenerator(node.callee)}(${args})`;  }  throw new TypeError('未支持的节点类型: ' + node.type);}

把所有部分组合起来:

function compiler(input) {  const tokens = tokenizer(input);  const ast = parser(tokens);  const newAst = transformer(ast);  const output = codeGenerator(newAst);  return output;}

测试一下:

const input = '(add 2 (subtract 4 2))';console.log(compiler(input)); // 输出: add(2, subtract(4, 2))

基本上就这些。这个简单编译器展示了现代编译器(如 Babel、TypeScript)的基本流程:解析 → 转换 → 生成。虽然功能极简,但它帮助你理解 AST 的作用和编译原理的核心思想。不复杂但容易忽略细节,比如上下文管理和递归遍历。掌握这些,再看 babel 插件或自定义 DSL 就会清晰很多。

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