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javascript - 我将如何扩展 JavaScript 语言以支持新的运算符?

coder 2023-05-28 原文

问题答案Is it possible to create custom operators in JavaScript?还没有 ,但是 @Benjamin suggested可以使用第三方工具添加新的运算符:

It is possible to use third party tools like sweet.js to add custom operators though that'd require an extra compilation step.



我将举同样的例子,就像在上一个问题中一样:

(ℝ, ∘), x ∘ y = x + 2y

对于任意两个实数 x 和 y: x ∘ y x + 2y 这也是一个实数。如何在我的扩展 JavaScript 语言中添加这个运算符?

之后将运行以下代码:
var x = 2
  , y = 3
  , z = x ∘ y;

console.log(z);

输出将包含
8

(因为 82 + 2 * 3 )

我将如何扩展 JavaScript 语言以支持新的运算符?

最佳答案

是的,这是可能的,甚至不是很难:)

我们需要讨论几件事:

  • 什么是语法和语义。
  • 编程语言是如何解析的?什么是语法树?
  • 扩展语言语法。
  • 扩展语言语义。
  • 如何向 JavaScript 语言添加运算符。

  • 如果你很懒,只是想看看它的实际效果 - I put the working code on GitHub

    1. 什么是语法和语义?

    非常普遍 - 一种语言由两件事组成。
  • 语法 - 这些是语言中的符号,如 ++ 等一元运算符,以及 Expression就像 FunctionExpression 表示“内联”函数。语法仅表示使用的符号,而不表示它们的含义。总之语法只是字母和符号的绘图 - 它没有内在的意义。
  • 语义 将意义与这些符号联系起来。语义就是说 ++意思是“递增一”,实际上这里是the exact defintion .它将意义与我们的语法联系起来,没有它,语法只是一个有顺序的符号列表。

  • 2. 编程语言是如何解析的?什么是语法树?

    在某些时候,当某些东西在 JavaScript 或任何其他编程语言中执行您的代码时 - 它需要理解该代码。其中一部分称为 lexing (或标记化,我们不要在这里讨论细微的差异)意味着分解代码,例如:
    function foo(){ return 5;}
    

    进入其有意义的部分 - 也就是说有一个 function此处为关键字,后跟一个标识符、一个空参数列表,然后是一个块开头 {包含带有文字 5 的 return 关键字,然后是分号,然后是结束块 } .

    这部分完全在语法中,它所做的只是将其分解为 function,foo,(,),{,return,5,;,} 之类的部分。 .它仍然不了解代码。

    在那之后 - 一个 Syntax Tree建成。语法树更了解语法,但仍然是完全句法的。例如,语法树将看到以下标记:
    function foo(){ return 5;}
    

    并找出“嘿!这里有一个 function declaration!”。

    它被称为树,因为它只是 - 树允许嵌套。

    例如,上面的代码可以生成如下内容:
                                            Program
                                      FunctionDeclaration (identifier = 'foo')
                                         BlockStatement
                                         ReturnStatement
                                         Literal (5)
    

    这相当简单,只是为了向您展示它并不总是那么线性,让我们检查 5 +5 :
                                            Program
                                      ExpressionStatement
                                   BinaryExpression (operator +)
                                Literal (5)       Literal(5)   // notice the split her
    

    这种 split 可能发生。

    基本上,语法树允许我们表达语法。

    这是哪里x ∘ y失败 - 它看到 并且不理解语法。

    3. 扩展语言语法。

    这只需要一个解析语法的项目。我们在这里要做的是阅读“我们的”语言的语法,它与 JavaScript 不同(并且不符合规范),并用 JavaScript 语法正常的东西替换我们的运算符。

    我们要做的不是 JavaScript。它不遵循 JavaScript 规范,标准投诉 JS 解析器会在其上抛出异常。

    4. 扩展语言语义

    无论如何,我们一直这样做:) 我们在这里所做的只是定义一个函数,以便在调用运算符时调用。

    5. 如何向 JavaScript 语言添加运算符。

    让我首先在这个前缀之后说我们不会在这里向 JS 添加运算符,而是 - 我们正在定义我们自己的语言 - 让我们称其为“CakeLanguage”或其他名称,并为其添加运算符。这是因为 不是 JS 语法的一部分,并且 JS 语法不允许像 some other languages 这样的任意运算符.

    为此,我们将使用两个开源项目:
  • esprima它接受 JS 代码并为其生成语法树。
  • escodegen它做另一个方向,从 esprima 吐出的语法树生成 JS 代码。

  • 如果您密切注意,您就会知道我们不能直接使用 esprima,因为我们将为其提供它无法理解的语法。

    我们将添加一个 #操作符 x # y === 2x + y为了好玩。我们将赋予它多重性的优先级(因为运算符具有运算符优先级)。

    因此,在您获得 Esprima.js 副本后 - 我们需要更改以下内容:

    FnExprTokens - 那是我们需要添加的表达式 #所以它会认出它。之后,它看起来像这样:
    FnExprTokens = ['(', '{', '[', 'in', 'typeof', 'instanceof', 'new',
                        'return', 'case', 'delete', 'throw', 'void',
                        // assignment operators
                        '=', '+=', '-=', '*=', '/=', '%=', '<<=', '>>=', '>>>=',
                        '&=', '|=', '^=', ',',
                        // binary/unary operators
                        '+', '-', '*', '/', '%','#', '++', '--', '<<', '>>', '>>>', '&',
                        '|', '^', '!', '~', '&&', '||', '?', ':', '===', '==', '>=',
                        '<=', '<', '>', '!=', '!=='];
    

    scanPunctuator我们将添加它及其字符代码作为可能的情况:case 0x23: // #
    然后进行测试,看起来像:
     if ('<>=!+-*#%&|^/'.indexOf(ch1) >= 0) {
    

    代替:
        if ('<>=!+-*%&|^/'.indexOf(ch1) >= 0) {
    

    然后到 binaryPrecedence让我们赋予它与多重性相同的优先级:
    case '*':
    case '/':
    case '#': // put it elsewhere if you want to give it another precedence
    case '%':
       prec = 11;
       break;
    

    就是这样!我们刚刚扩展了我们的语言语法以支持 #运算符(operator)。

    我们还没有完成,我们需要将它转换回 JS。

    我们先定义一个短visitor递归访问其所有 Node 的树的函数。
    function visitor(tree,visit){
        for(var i in tree){
            visit(tree[i]);
            if(typeof tree[i] === "object" && tree[i] !== null){
                visitor(tree[i],visit);
            }
        }
    }
    

    这只是通过 Esprima 生成的树并访问它。我们传递给它一个函数,它在每个 Node 上运行它。

    现在,让我们来处理我们的特殊 new 运算符:
    visitor(syntax,function(el){ // for every node in the syntax
        if(el.type === "BinaryExpression"){ // if it's a binary expression
    
            if(el.operator === "#"){ // with the operator #
            el.type = "CallExpression"; // it is now a call expression
            el.callee = {name:"operator_sharp",type:"Identifier"}; // for the function operator_#
            el.arguments = [el.left, el.right]; // with the left and right side as arguments
            delete el.operator; // remove BinaryExpression properties
            delete el.left;
            delete el.right;
            }
        }
    });
    

    简而言之:
    var syntax = esprima.parse("5 # 5");
    
    visitor(syntax,function(el){ // for every node in the syntax
        if(el.type === "BinaryExpression"){ // if it's a binary expression
    
            if(el.operator === "#"){ // with the operator #
            el.type = "CallExpression"; // it is now a call expression
            el.callee = {name:"operator_sharp",type:"Identifier"}; // for the function operator_#
            el.arguments = [el.left, el.right]; // with the left and right side as arguments
            delete el.operator; // remove BinaryExpression properties
            delete el.left;
            delete el.right;
            }
        }
    });
    
    var asJS = escodegen.generate(syntax); // produces operator_sharp(5,5);
    

    我们需要做的最后一件事是定义函数本身:
    function operator_sharp(x,y){
        return 2*x + y;
    }
    

    并将其包含在我们的代码之上。

    这里的所有都是它的!如果你读到这里 - 你应该得到一个 cookie :)

    这是code on GitHub所以你可以玩它。

    关于javascript - 我将如何扩展 JavaScript 语言以支持新的运算符?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/20762338/

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