使用JS实现一个简单的编译器_javascript高级-js教程-PHP中文网

使用JS实现一个简单的编译器_javascript高级

狼影

发布： 2025-10-30 09:48:02

原创

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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。

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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;
}

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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;
}

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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;
}

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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);
}

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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;
}

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测试一下：

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

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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。

以上就是使用JS实现一个简单的编译器_javascript高级的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！