先实现词法分析、语法分析和AST求值三步,支持加减乘除与括号。通过tokenize将字符串转为词元,parse构建抽象语法树,evaluate递归计算结果,最终interpret函数整合流程,输出如“(3 + 5) * 2”为16。

实现一个简单的虚拟机或解释器,核心是理解“语言如何被解析和执行”。JavaScript 本身很适合用来构建这类工具,因为它有灵活的语法处理能力和函数式特性。下面以实现一个极简的算术表达式解释器为例,带你一步步构建。
1. 定义语言结构(词法与语法)
先明确你要解释的语言能做什么。比如我们支持加减乘除和括号:
示例表达式:(3 + 5) * 2
第一步是将字符串拆成“词元”(token),这个过程叫词法分析(Lexing)。
代码实现一个简单的 lexer:
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function tokenize(input) { const tokens = []; const regex = /d+|[+-*/()]/g; let match;while ((match = regex.exec(input)) !== null) {const value = match[0];if (/d+/.test(value)) {tokens.push({ type: 'number', value: parseInt(value, 10) });} else {tokens.push({ type: 'operator', value });}}
return tokens;}
2. 构建抽象语法树(AST)
把词元转为树形结构,便于递归计算。这个过程叫语法分析(Parsing)。
我们用递归下降解析法处理优先级:括号 > 乘除 > 加减。
function parse(tokens) { let current = 0;function parseExpression() {return parseAdditive();}
function parseAdditive() {let left = parseMultiplicative();
while (current < tokens.length) { const op = tokens[current]; if (op.value !== '+' && op.value !== '-') break; current++; const right = parseMultiplicative(); left = { type: 'binary', operator: op.value, left, right };}return left;
}
function parseMultiplicative() {let left = parsePrimary();
while (current < tokens.length) { const op = tokens[current]; if (op.value !== '*' && op.value !== '/') break; current++; const right = parsePrimary(); left = { type: 'binary', operator: op.value, left, right };}return left;
}
function parsePrimary() {const token = tokens[current];
if (token.type === 'number') { current++; return { type: 'number', value: token.value };}if (token.value === '(') { current++; const expr = parseExpression(); if (tokens[current]?.value !== ')') throw new Error('Missing )'); current++; return expr;}throw new Error('Unexpected token: ' + token.value);
}
return parseExpression();}
3. 执行 AST(解释器核心)
遍历语法树,递归求值。这就是解释器的执行阶段。
function evaluate(ast) { if (ast.type === 'number') { return ast.value; }if (ast.type === 'binary') {const left = evaluate(ast.left);const right = evaluate(ast.right);
switch (ast.operator) { case '+': return left + right; case '-': return left - right; case '*': return left * right; case '/': return left / right;}
}
throw new Error('Unknown AST node type: ' + ast.type);}
4. 组合运行
把三部分串起来,就能执行简单表达式了。
function interpret(code) { const tokens = tokenize(code); const ast = parse(tokens); return evaluate(ast);}// 使用示例console.log(interpret("(3 + 5) * 2")); // 输出 16
这个解释器虽然简单,但体现了核心流程:输入 → 分词 → 构造AST → 遍历执行。你可以在此基础上扩展变量、函数、作用域等特性。
基本上就这些。不复杂,但容易忽略细节,比如括号匹配和运算优先级处理。动手写一遍,理解会更深。
以上就是如何用JavaScript实现一个简单的虚拟机或解释器?的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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