1.1.1 編程語言實現的類型

不論原因是什么，在構建一種編程語言之前，我們都應該選擇能找到的最佳工具和技術來完成這項工作。在本書的案例中，我們將對這些工具和技術進行挑選。首先，在構建編程語言的過程中，有一個關于其語言實現的問題。編程語言學者喜歡吹噓自己用了某種語言編寫自己的語言，但這通常只是半真半假（或者有人非常不切實際，同時又在炫耀自己）。還有一個問題是要構建什么樣的編程語言實現：

?執行源代碼本身的純解釋器。

?本機編譯器和運行時系統，例如在C語言中。

?將編程語言翻譯成其他高級語言的轉譯器。

?帶有字節碼機器的字節碼編譯器，例如Java。

第一個選項很有趣，但通常太慢；第二個選項是最好的，但通常太費力了，一個好的本機編譯器可能需要很多人多年的努力。

雖然第三個選項是迄今為止最簡單、可能也是最有趣的，并且我以前也成功地使用過它，然而如果這不是一個原型，那么這就是騙人的。當然，C++的第一個版本是一個轉譯器，但這讓路給了編譯器，而不僅僅是因為它有缺陷。奇怪的是，生成高級代碼似乎使你的語言比其他選項更依賴于底層語言，而且語言是移動的目標。好的語言之所以消亡，是因為對其潛在的依賴性消失了，或者已對其造成了無法修復的損壞，這也許是大量小修改不斷累積造成的。

本書選擇了第四個選項：我們將構建一個附帶一個字節碼機器的字節碼編譯器，因為這是一種最佳選擇，它在提供最大靈活性的同時仍提供了相當不錯的性能。本章將介紹本機代碼編譯，適用于那些需要最快執行速度的用戶。

字節碼機器的概念非常古老，它因UCSD的Pascal實現和經典的SmallTalk-80實現等而聞名。隨著Java的JVM的發布，它變得無處不在，甚至可以成為普通的英語詞匯。字節碼機器是由軟件解釋的抽象處理器，通常稱為虛擬機（如Java虛擬機），而我不會使用這個術語，因為它有時也指使用真實硬件指令集的軟件工具，例如，IBM的經典平臺或更現代的工具，如Virtual Box。

字節碼機器通常比一塊硬件高出一點，因此字節碼的實現提供了很大的靈活性，我們下面快速了解一下字節碼。