Как всё началось
Сидел я на третьем курсе колледжа и ничего не делал, получая пятерки. Материал я усваивал быстро (спасибо форумам и хабру), но чего-то мне не хватало и тогда я взялся за изучение операционных систем, надеясь что-то сделать к диплому. Время шло, практика и кончился третий курс.
Переходя в следующий курс я начал активно изучать всё что касалось ОСи, но толком никуда не продвинулся. Тогда и родилась у меня идея создать свой ЯП.
Времени было мало, а делать было что-то нужно и я в свободное от удалёнки (с серой ЗП) что-то писал.
Язык я решил назвать The Gorge.
Часть первая. Как работает язык и где его найти
Было принято решение разместить язык на платформе гитхаб и создать новый профиль.
На тот момент я имел в распоряжении старый подаренный мне акк, но в последствии всё-таки создал свой и сейчас его можно найти так: (просто допишите сайт)/pcPowerJG/natural-network.
В папке src в файле lib.rs мы можем увидеть чудо, язык написан почти полностью на раст (почему почти? к сожалению в далёкие времена 2019 года раст не давал открыть файл на моей любимой манжаре и пришлось открывать его через Си).
Ну так вот, первое что мне было необходимо сделать - создать словарь используемых ключевых слов.
words.push("object".to_string());//1 // используется для создания объекта, который хранит значения в памяти
words.push("if".to_string());//2 // оператор условия, нужен для сравнения ДВУХ параметров
words.push("exit_()".to_string());//3//выход из приложения
words.push("func".to_string()); //4//инициализация функции
words.push("print".to_string());//5 // вывод на консоль
words.push("remove".to_string());//6 //удаление
words.push("array".to_string());//7 // создание массива
words.push("struct".to_string()); //8 // создание структуры
words.push("end".to_string());//9//end operation
words.push("end_func".to_string()); // 10 // конец функции
words.push("return".to_string()); // 11
words.push("!eq".to_string());// 12
words.push(">".to_string()); // 13
words.push("<".to_string()); // 14
words.push("loop".to_string());// 15
words.push("end_loop".to_string());// 16
words.push("_".to_string()); // 17 // просто в качестве НЕ ключевого слова
words.push("break".to_string()); // 18
words.push("true".to_string()); // 19
words.push("false".to_string()); // 20Как мы видим у слов есть определённая нумерация (и не с нуля. это важно).
Следующая главная функция это функция старт.
pub fn start_(&mut self, text: String) -> u8В ней происходит вся магия обработки текста и перевод его в действие. Сразу оговорюсь, мы пишем интерпретатор.
Так как мы пишем интерпретатор, нам необходимо как-то это обрабатывать, для этого необходимо создавать карту действий, но мы ограничимся простым массивом.
Так же создадим переменные для временного хранения информации (тело цикла к примеру или математическое выражение, имя функции и т.д.).
Привожу код.
let mut temp_values: String = String::new(); // ВРЕМЕННЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ
let mut temp_name: String = String::new(); // ...
let mut temp_buffer: String = String::new(); // ...
let mut func_text: String = String::new();
let mut last_op: [usize; 3] = [0; 3]; // храним три последних действия
// ----------------------------------------------
let mut if_count: usize = 0;
let mut if_result: bool = true; // ответ на условие
let mut struct_flag: bool = false; // это структура или условие
let mut function_inactive_flag: bool = false; // если функция не активна
let mut loop_flag: bool = false; // попали на цикл
let mut index_loop: usize = 0; // количество циклов (для цикла в цикле)Так же смотря код можно заметить много флагов, они нужны как-раз таки для нормального функционирования.
Всего наш код делиться на три блока
if ch == ' ' || ch == '\t' {
//...................
} else if ch == '\n' {
//...................
} else if ch == '=' {
//...................
}
} else {
temp_values.push(ch);
}В первом мы выполняем действия при разделении кода (то есть сразу смотрим что за ключевое слово или переменная и записываем в карту действий). Второй выполняем после символа окончания строки, тут мы выполняем действия. И третий выполняется при присваивании.
Блок else нужен только для записи переменной.
Дальше ныряем по коду, предлагаю посмотреть каждый блок отдельно.
if function_inactive_flag {
// ...
}
if loop_flag {
// ...
}
match temp_values.trim() {
// ...
}Мы видим в блоке ещё три блока. Первый блок связан с функциями, в нём происходит запись их в переменную (мы храним имя функции как переменную).
Второй связан с циклом, запись текста в переменную и выполнение цикла.
Третий же обнаруживает действия и отправляет их в карту.
Всё остальное же идёт согласно законам логики построения программы.
К примеру: a = b + c
Преобразуется в: last_op[0] = 1 last_op[1] = 17
И выполниться: в функции math_work .
Математика
Функция преобразования переменных в значения:
fn math_work(&self, text: String) -> String {
let text: String = Words::trim(text.clone());
let mut result_string: String = String::new();
let mut temp_string: String = String::new();
for ch in text.chars() {
match ch {
'+' | '-' | '/' | '*' | '(' | ')' | '&' | '|' | '!' | '=' | '<' | '>' => {
if Words::is_digit(temp_string.clone()) {
result_string += temp_string.clone().as_str();
} else {
result_string += self.search_var(temp_string).0.clone().as_str();
}
result_string.push(ch.clone());
temp_string = String::new();
},
_ => {
temp_string.push(ch.clone());
},
}
}
let (value, type_, _temp) = self.search_var(temp_string.clone());
if _temp {
result_string += value.as_str();
} else {
result_string += temp_string.clone().as_str();
} result_string
}Всё достаточно просто, если символ не является буквой (или другим символом используемым в именах переменных) - сразу пишем его, если является ищем конец переменной (обычно между переменными есть два других спецсимвола, либо символ конца строки) и заменяем её имя значением.
Передаём всё в следующую функцию:
fn eval(str_: Vec<char>) -> f32 {
let mut i: usize = 0;
Words::expr(str_, &mut i)
}Вся математическая магия
fn eval(str_: Vec<char>) -> f32 {
let mut i: usize = 0;
Words::expr(str_, &mut i)
}
fn plus_one(u: &mut usize) {
*u += 1;
}
fn number(ch_: Vec<char>, idx: &mut usize) -> f32 {
let mut result: f32 = 0.0;
//float result = 0.0;
let mut div: f32 = 10.0;
let mut sign: f32 = 1.0;
if ch_[*idx] == '-'{
sign = -1.0;
*idx += 1;
}
while *idx < ch_.len() &&
match ch_[*idx] {
'0' | '1' | '2' | '3' | '4' | '5' | '6' | '7' | '8' | '9' => { true },
_ => { false }
}
{
result = result * 10.0 + (f32::from_str(&ch_[*idx].to_string()).expect("не удалось форматировать строку"));
*idx += 1;
}
if *idx < ch_.len() && (ch_[*idx] == '.'){
*idx += 1;
while *idx < ch_.len() &&
match ch_[*idx] {
'0' | '1' | '2' | '3' | '4' | '5' | '6' | '7' | '8' | '9' => { true },
_ => { false }
}
{
result = result + (f32::from_str(&ch_[*idx].to_string()).expect("не удалось форматировать строку")) / div;
div *= 10.0;
*idx += 1;
}
}
sign * result
}
fn expr(ch_: Vec<char>, idx: &mut usize) -> f32 {
let mut result: f32 = Words::term(ch_.clone(), idx);
while *idx < ch_.len() && (ch_[*idx] == '+' || ch_[*idx] == '-') {
match ch_[*idx] {
'+' => {
*idx += 1;
result += Words::term(ch_.clone(), idx);
},
'-' => {
*idx += 1;
result -= Words::term(ch_.clone(), idx);
},
_ => {},
}
} result
}
fn term(ch_: Vec<char>, idx: &mut usize) -> f32 {
let mut result: f32 = Words::factor(ch_.clone(), idx);
let mut div: f32 = 0.0;
while *idx < ch_.len() && (ch_[*idx] == '*' || ch_[*idx] == '/') {
match ch_[*idx] {
'*' => {
*idx += 1;
result *= Words::factor(ch_.clone(), idx);
},
'/' => {
*idx += 1;
div = Words::factor(ch_.clone(), idx);
if (div != 0.0) {
result /= div;
} else {
panic!("Division by zero!\n");
}
},
_ => {},
}
} result
}
fn factor(ch_: Vec<char>, idx: &mut usize) -> f32 {
let mut result: f32 = 0.0;
let mut sign: f32 = 1.0;
if (ch_[*idx] == '-') {
sign = -1.0;
*idx += 1;
}
if (ch_[*idx] == '(') {
*idx += 1;
result = Words::expr(ch_.clone(), idx);
if (ch_[*idx] != ')') {
panic!("Brackets unbalanced!\n");
}
*idx += 1;
} else { result = Words::number(ch_, idx); }
sign * result
}Переменные
Теперь настало время поговорить о переменных. Реализованы они крайне слабо и их хранение занимает огромную кучу места в оперативной памяти, ситуация возможно скоро исправиться.
Все переменные занимают место сразу в двух массивах, массив имён и типов:
object_buffer: Vec<(String, usize)>Массив значений:
value_buffer: Vec<String>Для добавления новой переменной используется функция add_vars:
fn add_vars(&mut self, vars_name: String, mut vars_value: String, vars_type: usize) {
//object_buffer: Vec<(String, usize)>
//value_buffer: Vec<String>
if vars_value.clone().split('\"').collect::<Vec<&str>>().len() > 1 {
vars_value = vars_value.split('\"').collect::<Vec<&str>>()[1].to_string();
} else {
vars_value = vars_value.clone().trim().to_string();
}
self.object_buffer.push((vars_name, vars_type));
self.value_buffer.push(vars_value);
}В ней всего одна проверка, есть ли кавычки (что в кавычках мы считаем текстом и не отрезаем пробелы).
Для удаления переменной:
fn remove_vars(&mut self, vars_name: String) {
for i in 0..self.object_buffer.len() {
if self.object_buffer[i].0.clone() == vars_name {
self.object_buffer.remove(i);
self.value_buffer.remove(i);
return;
}
}
}Запись значения и поиск:
fn set_value(&mut self, vars_name: String, mut vars_value: String) {
for i in 0..self.object_buffer.len() {
if self.object_buffer[i].0 == vars_name {
if vars_value.clone().split('\"').collect::<Vec<&str>>().len() > 1 {
vars_value = vars_value.split('\"').collect::<Vec<&str>>()[1].to_string();
} else {
vars_value = vars_value.clone().trim().to_string();
}
self.value_buffer[i] = vars_value.clone();
return;
}
}
}
pub fn search_var(&self, vars_name: String) -> (String, usize, bool) {
for i in 0..self.object_buffer.len() {
if self.object_buffer[i].0 == vars_name {
let value: String = self.value_buffer[i].clone();
let type_: usize = self.object_buffer[i].1.clone();
return (value, type_, true);
}
}
(String::new(), 0, false)
}Так же планируется импортировать из старой версии языка поддержку внешних библиотек.
import("/lib.so")
extern_func("lib.so", func_name)
extern_func("lib.so", func_name, arg1, arg2)
close_import("lib.so")Я не показал весь код из соображений удобочитаемости статьи. Весь код (особенно в функции обработки условий (боже не заходите туда, исправлю как руки дойдут), циклов и функций) занял бы слишком много экранного пространства, а я хочу передать суть и поделиться. Возможно кому-то будет легче написать свой ЯП по моим наработкам, а в целом вэлком.
Что нужно исправить и добавить?
Исправить функцию обработки условий (не заходите туда, я серьезно);
Зачем нам всё хранить в тексте? Исправить на байты;
Импортировать поддержу сишных библиотек из старой версии языка
Спасибо за внимание.
