Construire un langage de programmation à partir de zéro

Introduction

Concevoir et construire un langage de programmation est l’un des défis les plus exigeants et les plus gratifiants de l’informatique. Ce document raconte le parcours de développement de Kisumu, un langage de programmation typé statiquement inspiré de la simplicité de Python, du modèle de concurrence de Go et de la sécurité de la mémoire de Rust, tous conçus à l'aide de Go. Il fournit une plongée profonde dans les nuances techniques de l'architecture du langage, offrant une intuition aussi bien aux développeurs qu'aux passionnés.

Pourquoi créer un langage de programmation ?

Combler les lacunes existantes

Bien que les langages existants soient puissants, ils présentent souvent des limitations ou des complexités qui gênent les développeurs. Kisumu vise à :

• Simplifiez la syntaxe sans compromettre la puissance.
• Proposer des modèles de concurrence robustes pour les applications modernes.
• Assurer la sécurité et les performances grâce au typage statique et à une collecte efficace des déchets.

Croissance éducative et technique

Construire un langage à partir de zéro est l'opportunité de :

• Approfondir la compréhension des compilateurs, des interprètes et des environnements d'exécution.
• Contribuer des idées innovantes à la communauté de programmation.

La vision derrière Kisumu

Public cible

Kisumu est conçu pour les développeurs recherchant un équilibre entre simplicité, évolutivité et performances dans un langage de programmation à usage général.

Inspirations clés

• Python : Accessibilité et lisibilité.
• Go : concurrence et évolutivité.
• Rouille : Sécurité de la mémoire.
• Lua : Applications embarquées légères.

Étapes de développement

1. Lexer et jetons

   • La première étape consiste à tokeniser le code source. Les jetons sont les plus petits éléments d'un programme, tels que des mots-clés, des identifiants et des symboles.
   • Exemple de disposition de jeton :
     • int : Mot-clé
     • = : Opérateur d'affectation
     • 20 : Littéral

2. Analyseur

   • L'analyseur convertit les jetons en un arbre de syntaxe abstraite (AST), qui représente la structure du programme.
   • Exemple :
     • int x = 20 analyse en :
     • Nœud de déclaration de variable
     • Identifiant : x
     • Valeur : 20

3. Vérification de type

   • Kisumu utilise le typage statique pour garantir la sécurité des types au moment de la compilation en vérifiant la compatibilité des opérations et des affectations.

4. Génération et interprétation de code

   • La dernière étape traduit l'AST en instructions exécutables soit :
     • Génération de bytecode pour une machine virtuelle.
     • Interprétation directe de l'AST.

Caractéristiques principales de Kisumu

1. Type statique

   • Chaque variable et fonction a un type défini connu au moment de la compilation, ce qui réduit les erreurs d'exécution.

2. Modèles de concurrence

   • Inspiré par Go, Kisumu prend en charge :
     • Goroutines : fils légers pour le parallélisme.
     • Canaux : communication sécurisée entre les goroutines.

3. Modularité

   • L'organisation du code via des modules et des packages garantit l'évolutivité et la maintenabilité.

4. Gestion moderne des erreurs

   • Les mécanismes flexibles de propagation des erreurs incluent :
     • essayez/attrapez des blocs.
     • Le ? opérateur pour une gestion concise des erreurs.

5. Interopérabilité

   • L'interface de fonction étrangère (FFI) permet l'intégration avec d'autres langages comme C ou Go pour les tâches critiques en termes de performances.

Défis rencontrés

1. Fonctionnalités d'équilibrage et simplicité

   • Problème : Ajout de fonctionnalités telles que des systèmes de types avancés sans compliquer la syntaxe.
   • Solution : Privilégiez la conception intuitive et proposez une documentation détaillée.

2. Gestion efficace de la mémoire

   • Problème : Implémenter un ramasse-miettes qui équilibre performance et sécurité.
   • Solution : optimisez les algorithmes de récupération de place et fournissez des directives claires aux développeurs.

3. Construire une communauté solide

   • Problème : Engager les utilisateurs alors que Kisumu reste inédit.
   • Solution : créez des blogs et des ressources techniques pour présenter les progrès et attirer les premiers utilisateurs.

Projets futurs

• Agrandissement de la bibliothèque standard

  • Modules pour la mise en réseau, la gestion de fichiers et les opérations mathématiques avancées.

• Génériques et métaprogrammation

  • Introduire des génériques pour les fonctions et types réutilisables, ainsi qu'une réflexion pour l'introspection du programme d'exécution.

• Compilation JIT

  • Transition vers la compilation juste à temps pour les applications critiques en termes de performances.

Conclusion

Construire Kisumu ne consiste pas seulement à créer un autre langage de programmation ; il s’agit d’explorer l’innovation dans le développement de logiciels. Ce parcours reflète les défis et les triomphes liés à la création d'un outil qui vise à offrir aux développeurs simplicité, sécurité et évolutivité.

Restez à l'écoute alors que Kisumu évolue vers un langage à part entière, prêt à inspirer et à soutenir la prochaine génération d'ingénieurs logiciels. Le projet sera en direct sur https://github.com/Zone01-Kisumu-Open-Source-Projects, où vous pourrez suivre et rester informé de nos progrès !!!

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!