從零開始實現一個 MoonBit 解釋器（一）

背景介紹#

众所周知，MoonBit 目前是一個編譯語言，需要運行代碼必須有完整的代碼結構。而我一直希望 MoonBit 能有像 Python, JavaScript 擁有為快速測試和互動式編程設計 REPL（Read-Eval-Print Loop）的解釋器，也是為了學習，便嘗試實現一個解釋器。

準備工作#

為了實現這樣一個解釋器，我先搜索了 JavaScript 生態系統中可以定制自己的 DSL（領域特定語言）的工具鏈

可以搜索到如下熱門的工具鏈項目

Lexer 和 Parser 工具：將自定義語法轉換為可執行代碼或 AST。
- ANTLR：強大的解析器生成器，能定義語法生成解析器和詞法分析器，可生成 JavaScript 解析器處理 DSL。
- PEG.js：基於解析表達式文法的 JavaScript 解析器生成器，定義文法即可生成輕量解析器。
- Chevrotain：這是一個快速且功能多樣的 JavaScript 解析器構建庫。它能提供更精細的控制權，方便構建複雜的語法規則。與 PEG.js 相比，Chevrotain 更加靈活，並且支持自定義報錯信息和優化操作。
AST 處理：構建 DSL 並編譯或執行代碼時，AST 處理很關鍵。
- Acorn：快速輕量的 JavaScript 解析器，可解析 JavaScript 源代碼生成 AST，適用於類似 JavaScript 語法的 DSL。
- ESTree：JavaScript AST 標準格式，很多解析器生成的 AST 遵循此標準，可按需生成。
代碼生成工具： - 解析 DSL 並生成 AST 後可生成目標代碼或執行 DSL。
- Babel：流行的 JavaScript 編譯器，用插件機制轉換 AST 為不同版本 JavaScript 或其他目標代碼。
- ESCodegen：將 AST 轉回源代碼的 JavaScript 庫，可生成 DSL 的 JavaScript 或其他代碼。
模板引擎：
- DSL 生成模板化代碼或配置文件時有用。
- EJS/Handlebars/Mustache：能將 DSL 語義映射到模板生成輸出代碼。
自定義解釋器：實現解釋器直接執行 DSL 語義。
- Esprima：JavaScript 解析庫，可解析運行自定義 JavaScript 代碼，適用於 DSL 嵌入 JavaScript 邏輯。
- Nearley.js：基於 PEG 的解析器生成器，可生成解析器並創建解釋器。

經過一些嘗試，最終我選擇了Chevrotain這款構建基於 JavaScript 和 TypeScript 的語法分析器（parser）的庫。它提供了創建自定義語法解析器的工具，支持從簡單的語法解析到複雜的上下文敏感解析。Chevrotain 的設計理念是性能優先，它通過基於 LL (k) 解析器的模型來實現高效的解析流程。