自製編程語言 图灵程序设计丛书:自制编程语言

<書籍簡介>

《自製編程語言∕圖靈程序設計叢書》編著者前橋和彌。
    本書手把手地教讀者用c語言製作兩種編程語言：crowbar與Diksam。crowbar是運行分析樹的無類型語言，Diksam是運行字節碼的靜態類型語言。這兩種語言都具備四則運算、變量、條件分支、循環、函數定義、垃圾回收等功能，最終版則可以支持面向對象、異常處理等高級機制。所有源代碼都提供下載，讀者可以一邊對照書中的說明一邊調試源代碼。這個過程對理解程序的運行機制十分有幫助。
    《自製編程語言∕圖靈程序設計叢書》適合有一定基礎的程序員和編程語言愛好者閱讀。

<目錄>

第1章 引子
  1.1 為什麼要製作編程語言
  1.2 自製編程語言並不是很難
  1.3 本書的構成與面向讀者
  1.4 用什麼語言來製作
  1.5 要製作怎樣的語言
  1.5.1 要設計怎樣的語法
  1.5.2 要設計怎樣的運行方式
  補充知識 「用戶」指的是誰？
  補充知識 解釋器並不會進行翻譯
  1.6 環境搭建
  1.6.1 搭建開發環境
  補充知識 關於bison與flex的安裝
  1.6.2 本書涉及的源代碼以及編譯器
 
第2章 試做一個計算器
  2.1 yacc/lex是什麼
  補充知識 詞法分析器與解析器是各自獨立的
  2.2 試做一個計算器
  2.2.1 lex
  2.2.2 簡單正則表達式講座
  2.2.3 yacc
  2.2.4 生成執行文件
  2.2.5 理解衝突所代表的含義
  2.2.6 錯誤處理
  2.3 不借助工具編寫計算器
  2.3.1 自製詞法分析器
  補充知識 保留字（關鍵字）
  補充知識 避免重複包含
  2.3.2 自製語法分析器
  補充知識 預讀記號的處理
  2.4 少許理論知識--LL(1)與LALR(1)
  補充知識 Pascal/C 中的語法處理訣竅
  2.5 習題：擴展計算器
  2.5.1 讓計算器支持括號
  2.5.2 讓計算器支持負數
 
第3章 製作無類型語言crowbar
  3.1　製作crowbar ver.0.1語言的基礎部分
  3.1.1 crowbar是什麼
  3.1.2 程序的結構
  3.1.3 數據類型
  3.1.4 變量
  補充知識 初次賦值兼做變量聲明的理由
  補充說明 各種語言的全局變量處理
  3.1.5 語句與結構控制
  補充知識 elif、elsif、elseif的選擇
  3.1.6 語句與運算符
  3.1.7 內置函數
  3.1.8 讓crowbar支持C 語言調用
  3.1.9 從crowbar中調用C 語言（內置函數的編寫）
  3.2 預先準備
  3.2.1 模塊與命名規則
  3.2.2 內存管理模塊MEM
  補充知識 valgrind
  補充知識 富翁式編程
  補充知識 符號表與扣留操作
  3.2.3 調試模塊DBG
  3.3 crowbar ver.0.1的實現
  3.3.1 crowbar的解釋器--CRB_Interpreter
  補充知識 不完全類型
  3.3.2 詞法分析--crowbar.l
  補充知識 靜態變量的許可範圍
  3.3.3 分析樹的構建--crowbar.y 與create.c
  3.3.4 常量摺疊
  3.3.5 錯誤信息
  補充知識 關於crowbar中使用的枚舉型定義
  3.3.6 運行--execute.c
  3.3.7 表達式評估--eval.c
  3.3.8 值--CRB_Value
  3.3.9 原生指針型
  3.3.10 變量
  3.3.11 字符串與垃圾回收機制--string_pool.c
  3.3.12 編譯與運行
 
第4章 數組和mark-sweep垃圾回收器
  4.1 crowbar ver.0.2
  4.1.1 crowbar的數組
  4.1.2 訪問數組元素
  4.1.3 數組是一種引用類型
  補充知識 「數組的數組」和多維數組
  4.1.4 為數組添加元素
  4.1.5 增加( 模擬) 函數調用功能
  4.1.6 其他細節
  4.2 製作mark-sweep GC
  4.2.1 引用數據類型的結構
  4.2.2　mark-sweep GC
  補充知識 引用和immutable
  4.2.3 crowbar棧
  4.2.4 其他根
  4.2.5 原生函數的形式參數
  4.3 實現GC本身
  4.3.1 對象的管理方法
  4.3.2 GC何時啟動
  4.3.3 sweep階段
  補充知識 GC現存的問題
  補充知識 Coping GC
  4.4 其他修改
  4.4.1 修改語法
  4.4.2 函數的模擬
  4.4.3 左值的處理
  4.4.4 創建數組和原生函數的書寫方法
  4.4.5 原生指針類型的修改
 
第5章 中文支持和Unicode
  5.1 中文支持策略和基礎知識
  5.1.1 現存問題
  5.1.2 寬字符（雙字節）串和多字節字符串
  補充知識 wchar_t 肯定能表示1 個字符嗎？
  5.1.3 多字節字符/ 寬字符之間的轉換函數群
  5.2 Unicode
  5.2.1 Unicode的歷史
  5.2.2 Unicode的編碼方式
  補充知識 Unicode可以固定（字節）長度嗎？
  5.3 crowbar book_ver.0.3的實現
  5.3.1 要實現到什麼程度？
  5.3.2 發起轉換的時機
  5.3.3 關於區域設置
  5.3.4 解決0x5C問題
  補充知識 失敗的 #ifdef
  5.3.5 應該是什麼樣子
  補充知識 還可以是別的樣子--Code Set Independent
 
第6章 製作靜態類型的語言Diksam
  6.1 製作Diksam Ver 0.1語言的基本部分
  6.1.1 Diksam的運行狀態
  6.1.2 什麼是Diksam
  6.1.3 程序結構
  6.1.4 數據類型
  6.1.5 變量
  6.1.6 語句和流程控制
  6.1.7 表達式
  6.1.8 內建函數
  6.1.9 其他
  6.2 什麼是靜態的/ 執行字節碼的語言
  6.2.1 靜態類型的語言
  6.2.2 什麼是字節碼
  6.2.3 將表達式轉換為字節碼
  6.2.4 將控制結構轉換為字節碼
  6.2.5 函數的實現
  6.3 Diksam ver.0.1的實現--編譯篇
  6.3.1 目錄結構
  6.3.2 編譯的概要
  6.3.3 構建分析樹（create.c）
  6.3.4 修正分析樹（fix_tree.c）
  6.3.5 Diksam的運行形式--DVM_Executable
  6.3.6 常量池
  補充知識 YARV 的情況
  6.3.7 全局變量
  6.3.8 函數
  6.3.9 頂層結構的字節碼
  6.3.10 行號對應表
  6.3.11 棧的需要量
  6.3.12 生成字節碼（generate.c）
  6.3.13 生成實際的編碼
  6.4 Diksam虛擬機
  6.4.1 加載/ 鏈接DVM_Executable到DVM
  6.4.2 執行--巨大的switch case
  6.4.3 函數調用
 
第7章 為Diksam引入數組
  7.1 Diksam中數組的設計
  7.1.1 聲明數組類型的變量
  7.1.2 數組常量
  補充知識 D 語言的數組
  7.2 修改編譯器
  7.2.1 數組的語法規則
  7.2.2 TypeSpecifier結構體
  7.3 修改DVM
  7.3.1 增加指令
  補充知識 創建Java 的數組常量
  補充知識 C 語言中數組的初始化
  7.3.2 對象
  補充知識 ArrayStoreException
  7.3.3 增加null
  7.3.4 哎！ 還缺點什麼吧？
 
第8章 將類引入Diksam
  8.1 分割源文件
  8.1.1 包和分割源代碼
  補充知識 #include、文件名、行號
  8.1.2 DVM_ExecutableList
  8.1.3 ExecutableEntry
  8.1.4 分開編譯源代碼
  8.1.5 加載和再鏈接
  補充知識 動態加載時的編譯器
  8.2 設計Diksam中的類
  8.2.1 超簡單的面向對象入門
  8.2.2 類的定義和實例創建
  8.2.3 繼承
  8.2.4 關於接口
  8.2.5 編譯與接口
  8.2.6 Diksam怎麼會設計成這樣？
  8.2.7 數組和字符串的方法
  8.2.8 檢查類的類型
  8.2.9 向下轉型
  8.3 關於類的實現--繼承和多態
  8.3.1 字段的內存佈局
  8.3.2 多態--以單繼承為前提
  8.3.3 多繼承--C++
  8.3.4 Diksam的多繼承
  補充知識 無類型語言中的繼承
  8.3.5 重寫的條件
  8.4 關於類的實現
  8.4.1 語法規則
  8.4.2 編譯時的數據結構
  8.4.3 DVM_Executable中的數據結構
  8.4.4 與類有關的指令
  補充知識 方法調用、括號和方法指針
  8.4.5 方法調用
  8.4.6 super
  8.4.7 類的鏈接
  8.4.8 實現數組和字符串的方法
  8.4.9 類型檢查和向下轉型
  補充知識 對象終結器（finalizer）和析構函數（destructor）
 
第9章 應用篇
  9.1 為crowbar引入對象和閉包
  9.1.1 crowbar的對象
  9.1.2 對象實現
  9.1.3 閉包
  9.1.4 方法
  9.1.5 閉包的實現
  9.1.6 試著跟蹤程序實際執行時的軌跡
  9.1.7 閉包的語法規則
  9.1.8 普通函數
  9.1.9 模擬方法（修改版）
  9.1.10 基於原型的面向對象
  9.2 異常處理機制
  9.2.1 為crowbar引入異常
  9.2.2 setjmp()/longjmp()
  補充知識 Java 和C# 異常處理的不同
  9.2.3 為Diksam引入異常
  補充知識 catch 的編寫方法
  9.2.4 異常的數據結構
  9.2.5 異常處理時生成的字節碼
  9.2.6 受查異常
  補充知識 受查異常的是與非
  補充知識 異常處理本身的是與非
  9.3 構建腳本
  9.3.1 基本思路
  9.3.2 YY_INPUT
  9.3.3 Diksam的構建腳本
  9.3.4 三次加載/ 鏈接
  9.4 為crowbar引入鬼車
  9.4.1 關於「鬼車」
  9.4.2 正則表達式常量
  9.4.3 正則表達式的相關函數
  9.5 其他
  9.5.1 foreach 和迭代器（crowbar）
  9.5.2 switch case（Diksam)
  9.5.3 enum（Diksam）
  9.5.4 delegate（Diksam）
  9.5.5 final、const（Diksam）
 
  附錄A crowbar語言的設計
  附錄B Diksam語言的設計
  附錄C Diksam Virtual Machine 指令集
  編程語言實用化指南--寫在最後
  參考文獻