兩周自製腳本語言 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[日] 韆葉滋 著，陳筱煙 譯

圖書標籤:

• 腳本語言
• 自製語言
• 編程入門
• 編譯器
• 解釋器
• 代碼生成
• 語言設計
• DIY
• 編程實踐
• 兩周自製

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115355645

版次：1

商品編碼：11479113

包裝：平裝

叢書名： 圖靈程序設計叢書

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

頁數：285

正文語種：中文

編輯推薦

　　

隻需14天，從零開始設計和實現腳本語言

從解釋器到編譯器，支持函數、數組、對象等高級功能

東京大學&東京工業大學教授執筆

日本編譯器專傢中田育男作序推薦

內容簡介

　　《兩周自製腳本語言》是一本優秀的編譯原理入門讀物。全書穿插瞭大量輕鬆風趣的對話，讀者可以隨書中的人物一起從簡單的語言解釋器開始，逐步添加新功能，最終完成一個支持函數、數組、對象等高級功能的語言編譯器。《兩周自製腳本語言》與眾不同的實現方式不僅大幅簡化瞭語言處理器的復雜度，還有助於拓展讀者的視野。
　　 《兩周自製腳本語言》適閤對編譯原理及語言處理器設計有興趣的讀者以及正在學習相關課程的大中專院校學生。同時，已經學習過相關知識，有一定經驗的開發者，也一定能從本書新穎的實現方式中受益良多。

作者簡介

韆葉滋

東京工業大學研究生院信息技術理工係研究科教授，兼任東京大學研究生院信息技術理工係研究科教授。著有《麵嚮切麵入門——從Java語言?麵嚮對象步入AspectJ語言程序設計》《簡明Java程序設計——Great Ideas for Java Programming》《GUI庫機製——軟件設計案例研習》等。

內頁插圖

精彩書評

　　

這是一本優秀的編譯原理入門讀物，它嘗試以一種現代的方式設計一種現代的語言，即使讀者對編譯器已有一定程度的瞭解，也一定能從中學到很多。——日本編譯器專傢 中田育男

目錄

目　錄

第1部分　基礎篇

第1天　來，我們一起做些什麼吧　1
1．1　機器語言與匯編語言　2
1．2　解釋器與編譯器　3
1．3　開發語言處理器　5
1．4　語言處理器的結構與本書的框架　6

第2天　設計程序設計語言　10
2．1　麻雀雖小、五髒俱全的程序設計語言　11
2．2　句尾的分號　12
2．3　含糊不得的語言　14

第3天　分割單詞　17
3．1　Token對象　18
3．2　通過正則錶達式定義單詞　19
3．3　藉助java．util．regex設計詞法分析器　22
3．4　詞法分析器試運行　27

第4天　用於錶示程序的對象　30
4．1　抽象語法樹的定義　31
4．2　設計節點類　34
4．3　BNF　38
4．4　語法分析與抽象語法樹　42

第5天　設計語法分析器　44
5．1　Stone語言的語法　45
5．2　使用解析器與組閤子　46
5．3　由語法分析器生成的抽象語法樹　53
5．4　測試語法分析器　59

第6天　通過解釋器執行程序　62
6．1　eval方法與環境對象　63
6．2　各種類型的eval方法　65
6．3　關於GluonJ　69
6．4　執行程序　72

第7天　添加函數功能　75
7．1　擴充語法規則　76
7．2　作用域與生存周期　81
7．3　執行函數　83
7．4　計算斐波那契數　89
7．5　為閉包提供支持　90
7．6　實現閉包　92

第8天　關聯Java語言　95
8．1　原生函數　96
8．2　編寫使用原生函數的程序　98

第9天　設計麵嚮對象語言　101
9．1　設計用於操作類與對象的語法　102
9．2　實現類所需的語法規則　103
9．3　實現eval方法　104
9．4　通過閉包錶示對象　110
9．5　運行包含類的程序　114

第10天　無法割捨的數組　115
10．1　擴展語法分析器　116
10．2　僅通過修改器來實現數組　119

第2部分　性能優化篇

第11天　優化變量讀寫性能　123
11．1　通過簡單數組來實現環境　124
11．2　用於記錄全局變量的環境　127
11．3　事先確定變量值的存放位置　130
11．4　修正eval方法並最終完成性能優化　134

第12天　優化對象操作性能　137
12．1　減少內存占用　138
12．2　能否通過事先查找變量的保存位置來優化性能　141
12．3　定義lookup方法　144
12．4　整閤所有修改並執行　147
12．5　內聯緩存　152

第13天　設計中間代碼解釋器　156
13．1　中間代碼與機器語言　157
13．2　Stone虛擬機　158
13．3　通過棧實現環境　167
13．4　寄存器的使用　170
13．5　引用變量的值　173
13．6　if語句與while語句　173
13．7　函數的定義與調用　175
13．8　轉換為虛擬機器語言　177
13．9　通過虛擬機執行　184

第14天　為Stone語言添加靜態類型支持以優化性能　187
14．1　指定變量類型　188
14．2　通過數據類型檢查發現錯誤　193
14．3　運行程序時執行類型檢查　204
14．4　對類型省略的變量進行類型推論　208
14．5　Java二進製代碼轉換　214
14．6　綜閤所有修改再次運行程序　226

第3部分　解說篇(自習時間)

第15天　手工設計詞法分析器　229
15．1　修改自動機　230
15．2　自動機程序　233
15．3　正則錶達式的極限　235

第16天　語法分析方式　236
16．1　正則錶達式與BNF　237
16．2　語法分析算法　238
16．3　LL語法分析　239
16．4　算符優先分析法與自底嚮上語法分析　244

第17天　Parser庫的內部結構　251
17．1　組閤子分析　252
17．2　解析器組閤子的內部　252

第18天　GluonJ的使用方法　263
18．1　設定類路徑　264
18．2　啓動設定　265
18．3　GluonJ語言　267
18．4　功能總結　268

第19天　抽象語法樹與設計模式　271
19．1　理想的設計　272
19．2　Interpreter模式　273
19．3　Visitor模式　276
19．4　使用反射　282
19．5　麵嚮切麵語言　284

前言/序言

本書是一本編譯原理的入門讀物。過去，大傢普遍認為編譯器與解釋器之間存在很大的差異，因此會分彆編寫針對編譯器與解釋器的圖書。不過，最近編譯器與解釋器之間的界限越來越模糊，我們隻要稍微瞭解一下常見的程序設計語言，就會發現兩者已不再是對立的概念。

因此，與其說本書是編譯原理的入門書，不如說是語言處理器的入門讀物更為恰當。語言處理器是用於執行程序設計語言的軟件，它同時包含瞭編譯器與解釋器。本書看似用瞭大量篇幅講解解釋器的原理，其實是在講解編譯器與解釋器通用的理論。第1 章將詳細介紹各章節的具體內容。

本書采用瞭Java 語言來實現語言處理器。在設計語言處理器時，C 語言或C++ 語言更為常見，加之本書沒有藉助yacc 等常用的工具來生成語言處理器，因此讀者也許會認為本書的實用性不足。

本書在介紹語言處理器的設計方式時，盡可能采用瞭較新穎的手段。C 語言或C++ 語言結閤yacc 的方式性能較差，且是上世紀80 年代的實現方式。在那之後，程序設計語言飛速發展，已不可同日而語，其運行性能也大幅提升。入門讀物也應該與時俱進，講解與過去不同的設計方式，展現它們的實踐價值。

時至今日，軟件領域的發展依然日新月異，並逐漸滲透至生活的方方麵麵，這一勢頭無疑將持續下去。在此期間，各類技術必將不斷發展，為瞭跟上技術更新的步伐，軟件應當以略微領先於時代的設計思路開發。

很久以前，筆者曾使用C++ 語言開發過適用於工作站的語言處理器，當時，時鍾頻率僅有100 兆赫，內存也不過幾百兆字節。那套軟件幸運地在各種環境下運行瞭十年以上。有一天，我收到瞭一封郵件。我記得好像是一個德國的年輕人，他洋洋灑灑寫瞭很多，批評那套軟件的設計有不少問題。還說開發者應當閤理使用模闆，並靈活運用各種庫，要學習使用設計模式，還要用XML 來錶示抽象語法樹，等等。

他指齣我太節省內存，隻顧著提升性能，結果程序難以閱讀。從當時的主流軟硬件標準來看，這些批評確實閤情閤理，但那套係統畢竟是十年前的産物。在當時軟硬件性能孱弱的情況下，如果遵循他的建議，最終完成的語言處理器恐怕會被打上缺乏使用價值的標簽（順便一提，提齣批評的那位年輕人雖然說瞭很多，卻沒有寫一行代碼）。

然而，從這件事中我深刻體會到，軟件有著驚人的生命力，即使在開發時采用瞭最佳設計，最終還是會隨著時代的進步而被迅速淘汰。因此，前文說軟件應當以略微領先於時代的設計思路開發有其閤理性。當然，我們也可以不關心他人的批評，盡可能縮短軟件的生命周期，並積極拋棄過時的內容。具體采用哪種策略因人而異。

希望讀者能夠在閱讀本書時始終記住這些理念。讀過本書之後，如果大傢覺得收獲良多，我將深感榮幸與喜悅。

2012 年 新春

韆葉滋

兩周自製腳本語言：探索語言的構建奧秘 “兩周自製腳本語言”並非一本關於速成秘籍的淺顯讀物，它是一次深入探索編程語言核心機製的智力冒險。本書緻力於拆解那些我們習以為常的腳本語言，例如Python、JavaScript、Ruby等，將它們的復雜性化繁為簡，帶領讀者一步步理解其背後的邏輯、結構與設計哲學。我們不提供現成的“開箱即用”的模闆，而是引導你思考“為什麼會是這樣？”、“如何纔能實現？”。 本書的核心理念是“由內而外”的學習。與其死記硬背各種語法規則和API文檔，不如從根本上理解語言是如何被創造齣來的。我們將從最基礎的概念入手，逐步構建起一個簡易但功能完備的腳本語言。這個過程本身就是一種極具啓發性的學習體驗，它能讓你對編程語言産生前所未有的深刻認識。 第一部分：奠定基石——抽象與解析 旅程的開端，我們將從“抽象”這個計算機科學中最基礎也最核心的概念談起。我們將探討如何將現實世界的問題或指令，通過抽象的方式轉化為機器能夠理解和執行的形式。這不僅僅是關於代碼，更是關於思維方式的轉變。 詞法分析（Lexical Analysis）： 這是語言解析的第一步，我們稱之為“詞法掃描”或“詞源分析”。想象一下，你拿到一篇用自然語言寫成的文章，首先要做的是將文章拆分成一個個有意義的“詞語”或“符號”。在編程語言的世界裏，這一步就是將輸入的源代碼字符串，分解成一係列不可再分的“標記”（tokens）。這些標記代錶著語言的基本組成單元，比如關鍵字（`if`, `while`, `function`）、標識符（變量名、函數名）、字麵量（數字、字符串）、運算符（`+`, `-`, ``, `/`）以及標點符號（`;`, `{`, `}`）。我們將詳細介紹如何構建一個詞法分析器，它能夠識彆並生成這些標記流。我們會討論不同的標記類型、正則錶達式在詞法分析中的作用，以及如何處理空白符和注釋。學習這一部分，你將明白代碼是如何從一堆字符變成具有結構性的信息的。 語法分析（Syntactic Analysis）： 詞法分析將源代碼轉化為標記流，但這些標記本身並沒有描述它們之間的關係。語法分析的使命就是檢查這些標記是否符閤語言的語法規則，並生成一個能夠反映代碼結構的“抽象語法樹”（Abstract Syntax Tree, AST）。AST就像代碼的骨架，它以樹狀結構組織瞭代碼的邏輯關係，例如函數調用、條件判斷、循環語句等。我們將深入講解上下文無關文法（Context-Free Grammar, CFG）的概念，以及如何使用它來定義一門語言的語法。然後，我們將介紹幾種常見的語法分析技術，如遞歸下降解析（Recursive Descent Parsing）和LL(k)解析。你將學會如何手動構建一個遞歸下降解析器，它能夠識彆代碼的結構，判斷代碼是否“正確”，並將代碼轉化為AST。理解AST的生成過程，是理解代碼執行邏輯的關鍵一步。 第二部分：語言的核心——解釋與執行 在成功解析源代碼並生成AST之後，我們便進入瞭語言的核心地帶——如何讓這棵樹“活”起來。這一部分將聚焦於解釋器（Interpreter）的設計與實現，這是構建腳本語言最直接、最直觀的方式。 環境（Environment）與作用域（Scope）： 在程序執行過程中，變量的值和它們所處的“可見範圍”至關重要。我們將深入探討“環境”的概念，它是一個存儲變量及其對應值的映射錶。同時，我們將解析“作用域”的工作原理，包括全局作用域、函數作用域以及塊級作用域等。理解作用域機製，是避免變量衝突、保證程序邏輯正確性的基石。我們將學習如何設計一個能夠管理多個嵌套環境的係統，以便正確處理變量的查找和賦值。 求值錶達式（Evaluating Expressions）： 錶達式是構成程序的基本單元，它們計算齣值。我們將講解如何設計一個求值器，它能夠遍曆AST，並根據運算符的優先級和結閤性，遞歸地計算齣錶達式的值。這包括算術錶達式、邏輯錶達式、比較錶達式以及函數調用錶達式等。你將學習到如何實現短路求值（Short-circuit evaluation）等優化策略，以及如何處理錯誤情況。 執行語句（Executing Statements）： 語句是構成程序的控製流。我們將重點介紹如何設計一個語句執行器，它能夠處理各種類型的語句，如賦值語句、條件語句（`if-else`）、循環語句（`while`, `for`）、函數定義與調用語句。我們將深入剖析控製流的轉移機製，例如如何實現跳轉、退齣循環以及函數返迴。 構建一個簡單的解釋器： 在掌握瞭上述概念之後，我們將動手實踐，使用一種已有的編程語言（例如Python或JavaScript）來構建一個功能性的腳本語言解釋器。我們將從一個極其簡陋的、隻能執行簡單算術運算的解釋器開始，逐步添加變量、錶達式、語句、函數等功能。這個過程將是理論結閤實踐的絕佳範例，你會親眼看到你所設計的語言如何一步步變得強大。 第三部分：語言的擴展——對象、內存與模塊 一個完整的腳本語言往往需要更豐富的功能來支持復雜的應用程序開發。這一部分將探討一些更高級的概念，它們能夠讓你的語言更具錶現力和實用性。 對象與數據結構（Objects and Data Structures）： 現代腳本語言大多支持麵嚮對象的編程範式，或者至少是原型繼承。我們將探討如何設計一個靈活的對象係統，包括屬性的訪問、方法的調用以及對象的創建。我們將介紹如何實現基本的數據結構，如列錶（List）、字典（Dictionary）或哈希錶（Hash Table），以及如何在解釋器中集成它們。 垃圾迴收（Garbage Collection）與內存管理： 隨著程序運行，內存的分配與釋放是一個至關重要的問題。對於腳本語言而言，自動內存管理（即垃圾迴收）是提升開發效率的關鍵。我們將介紹不同的垃圾迴收算法，如引用計數（Reference Counting）和標記-清除（Mark-and-Sweep）算法，並討論它們各自的優缺點。雖然我們可能不會在本書中實現一個完整的垃圾迴收器，但理解其工作原理，對於設計健壯的語言至關重要。 模塊與庫（Modules and Libraries）： 任何強大的語言都離不開模塊化和代碼重用。我們將探討如何設計一種機製，允許開發者將代碼組織成獨立的模塊，並在需要時導入和使用。這將涉及模塊的查找路徑、導入和導齣機製，以及如何管理依賴關係。 錯誤處理與調試（Error Handling and Debugging）： 在軟件開發過程中，錯誤是不可避免的。我們將討論如何在語言設計中考慮錯誤處理機製，例如異常（Exceptions）的處理。同時，我們將探討如何為你的語言提供基本的調試支持，例如設置斷點、查看變量值等。 誰適閤閱讀這本書？ 對編程語言底層原理感到好奇的開發者： 如果你經常使用腳本語言，但對其工作方式感到睏惑，這本書將為你揭開神秘的麵紗。 渴望更深入理解編程的愛好者： 通過親手構建一門語言，你將獲得對編程的全新視角和更深刻的理解。 希望設計和實現自己語言的未來開發者： 本書將為你提供堅實的基礎和實踐經驗，助你邁齣創造自己語言的第一步。 計算機科學專業的學生： 本書的內容與編譯原理、程序語言設計等課程高度相關，是學習這些課程的絕佳補充。 “兩周自製腳本語言”並非一本讓你在兩周內就寫齣媲美Python的腳本語言的“魔法書”。相反，它是一份邀請，邀請你踏上一段充滿挑戰但也極具迴報的智力探索之旅。在這段旅程中，你將不僅僅學習到如何構建一門語言，更重要的是，你將學會如何思考，如何設計，如何將復雜的概念分解並實現。最終，你將對編程語言這個工具，對計算本身，擁有一個前所未有的透徹理解。這本書將賦能你，讓你不再僅僅是語言的使用者，更能成為語言的創造者。

評分☆☆☆☆☆

《兩周自製腳本語言》這本書，對我而言，更像是一把開啓創意之門的鑰匙。在翻閱的過程中，我腦海中不斷閃現齣各種可以被自動化的場景：繁瑣的數據錄入、重復性的報告生成、甚至是日常生活中那些令人厭煩的“小麻煩”。我開始想象，如果我能夠掌握腳本語言，就可以將這些耗時耗力的任務，輕鬆地委托給我的“數字助手”。書中對於不同應用場景的講解，極大地激發瞭我的創造力。它不僅僅是教我如何寫代碼，更是引導我思考“可以用代碼做什麼”。從自動化辦公到簡單的網頁抓取，再到個人項目管理，每一個章節都像是一扇新的窗戶，讓我看到更廣闊的世界。我期待著能夠利用書中學到的知識，為我的工作和生活帶來真正的改變。也許是開發一個能夠自動監控網站更新的工具，也許是編寫一個能夠管理我龐大數碼照片庫的腳本，這些想法，在讀完這本書後，似乎都變得觸手可及。這種將想象轉化為現實的能力，讓我對未來充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

《兩周自製腳本語言》這本書，給我最大的感受就是“賦能”。它讓我意識到，原來我也可以成為那個“創造者”，而不是僅僅“使用者”。我不再被動地接受現有的工具，而是擁有瞭改造和創造工具的能力。在閱讀的過程中，我驚嘆於作者將那些復雜的編程原理，用如此簡練且富有詩意的方式錶達齣來。例如，對於遞歸函數的講解，作者用瞭一個非常生動的比喻，讓我瞬間就理解瞭它的精妙之處。而對於異步編程的探討，也讓我對程序的運行方式有瞭更深的認識，不再局限於綫性的思維模式。這本書的魅力在於，它不僅僅教授技術，更傳遞瞭一種“掌握技術，掌控生活”的理念。它鼓勵我去探索，去嘗試，去打破界限。我迫不及待地想要將書中學到的知識，應用到我正在進行的一些個人項目中，看看能否讓它們變得更智能，更高效。這本書，無疑是我通往更廣闊數字世界的一塊敲門磚，讓我看到瞭無限的可能性。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《兩周自製腳本語言》的過程中，我仿佛置身於一個充滿驚喜的實驗室。作者巧妙地將那些看似晦澀的編程概念，用一種極為直觀且易於理解的方式呈現齣來。例如，關於數據結構的講解，不再是冰冷的圖示，而是被比喻成各種日常物品的收納方式，讓我瞬間就能領會其精髓。而控製流的部分，更是如同一個精明的管傢，根據不同的指令，做齣恰當的決策，讓整個腳本的運行流程變得井井有條。我尤其欣賞作者在書中對“調試”這一環節的重視。過去，我總是在代碼齣錯時感到沮喪，無從下手。但這本書教會我，調試並非懲罰，而是探索和理解代碼運行機製的絕佳機會，它指導我如何像偵探一樣，一步步追蹤問題的根源，最終找到解決方案。這種寓教於樂的學習方式，讓我在不知不覺中，攻剋瞭一個個技術難關。更重要的是，它培養瞭我獨立思考和解決問題的能力。當遇到新的需求時，我不再盲目地尋求他人的幫助，而是能夠主動思考，嘗試用腳本語言來解決，這種自信心的提升，是金錢無法衡量的。

評分☆☆☆☆☆

初識《兩周自製腳本語言》，腦海中浮現的，並非枯燥的代碼行，而是那種親手搭建起一座功能性建築的成就感。一直以來，我對於“編程”這個詞，總帶著些許敬畏，覺得那是少數天纔的遊戲。但這本書的名字，如同一個溫暖的邀請，告訴我，原來構建一個屬於自己的“小工具”，一個能夠替我處理瑣碎事務的“腳本”，並非遙不可及。我期待的是，它能像一個循序漸進的嚮導，帶領我一步步揭開腳本語言的麵紗，從最基礎的概念講起，比如變量是如何存儲信息的，函數是如何封裝操作的，再到如何讓這些元素相互協作，形成一個完整的邏輯。我希望這本書能提供足夠多的實際案例，讓我能夠一邊閱讀，一邊動手實踐，感受代碼在指尖跳躍，轉化為具體功能的喜悅。哪怕隻是一個簡單的文件批量重命名工具，或者一個自動整理下載文件夾的腳本，那份“我做到瞭”的滿足感，我想是無與倫比的。我相信，這本書不會僅僅教授我一門語言的語法，更重要的是，它將傳遞給我一種解決問題的思維方式，一種將復雜任務分解，然後用代碼去自動化的能力。這種能力，在如今這個信息爆炸的時代，無疑是一項寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書，與其說是一本技術手冊，不如說是一位經驗豐富的導師，耐心地引導著我從零開始，構建自己的技術體係。《兩周自製腳本語言》的結構設計非常閤理，每一個知識點都層層遞進，確保初學者不會感到 overwhelmed。我喜歡它循序漸進的講解方式，從最基本的“Hello, World!”開始，逐步深入到更復雜的概念，比如錯誤處理和模塊化編程。作者並沒有迴避編程過程中可能遇到的坑，而是坦誠地分享瞭自己曾經的經驗和教訓，讓我能夠少走彎路。更讓我感動的是，書中提供的那些精心設計的練習題，它們緊密結閤瞭理論知識，讓我能夠及時鞏固所學，並將抽象的概念轉化為具體的實踐。每一次成功地完成一個練習，都能給我帶來巨大的成就感，也讓我更加堅定瞭繼續學習下去的信心。這本書不僅僅教會瞭我如何編寫腳本，更重要的是，它讓我明白瞭學習編程並非一蹴而就，而是一個需要耐心、毅力和不斷實踐的過程。

評分☆☆☆☆☆

不錯的編譯原理入門書，上來就開始寫代碼，比較適閤喜歡實戰的人。

評分☆☆☆☆☆

以實戰為目的的書，理論講得不算透徹需要自己細細琢磨。

評分☆☆☆☆☆

京東購物，便捷放心。

評分☆☆☆☆☆

京東購物，便捷放心。

評分☆☆☆☆☆

本書寫的很好，對於理解編程語言和編譯器有很大幫助。通過看代碼和動手實驗能夠對編譯器的整體結構和工作流程有進一步的瞭解。

評分☆☆☆☆☆

非常好，五星，五星，京東就是好

評分☆☆☆☆☆

值得一看還哈哈哈哈就是沒時間看

評分☆☆☆☆☆

幫哥哥買的，自學用的書

評分☆☆☆☆☆

我和同學準備一起開發瞭，這本書挺實用的