导语

制作编程语言是一项很有趣但也有难度的活，准备徐徐道来，慢慢推进与讲解编程语言解释器的算法和代码。
都说程序员的最大理想就是开发出自己的编程语言来，现在，我也开始完成我最大的理想——开发我属于我自己的编程语言。
阅读了许多关于自制编程语言的书籍，可略感失望，感觉很多都是使用yacc/lex这些他人写好的工具生成代码，从而制作解释器，唯一得到的帮助就是解释器的大概基本原理和结构。

取名记

名字，是一个好项目很重要的一点，我绞尽脑汁思索许久，终于创造出来一个英语短语：BerryMath。为什么取这个名呢？首先Berry就是浆果，梅的意思，然后Math是数学的意思，翻译成中文就是数梅语言。因为Berry是我比较喜欢吃的一项水果类型????，并且在编程中数学是非常重要的一环，所以取名BerryMath。

使用语言

为了速度和跨平台性着想，我选择C++语言进行编写。

项目链接

https://github.com/BerryMathDevelopmentTeam/BerryMath

项目架构

项目架构图

项目文件结构

• include
  • BerryMath.h
  • interpreter.h
  • value.h
  • ast.h
  • lex.h
• include
  • BerryMath.cpp
  • interpreter.cpp
  • value.cpp
  • ast.cpp
  • lex.cpp
• main.cpp

解释器流程

着手实现

接口文件编写

首先创建BerryMath.h和BerryMath.cpp文件，后期拓展开发等都需要引入该头文件
include/BerryMath.h

#ifndef BERRYMATH_BERRYMATH_H
#define BERRYMATH_BERRYMATH_H

#include "value.h"
#include "lex.h"

namespace BM {

}

#endif //BERRYMATH_BERRYMATH_H

src/BerryMath.cpp

#include "BerryMath.h"

语言内存实现

首先，这门语言我设计是动态类型语言，万物皆对象，所以内存部分设计如下：

并且，为了内存管理，编写妥善的垃圾回收机制，我们在基类Object中需要用unsigned long类型的linked属性以存储引用次数。这样在执行析构函数时，遍历所以属性，linked减一，尔后linked为0的就是没有任何Object或者后面的Variable类应用，即可删除了。
接着，为了便于调试查看，和后面编写语言拓展库时print等函数的编写，基类Object应当还有toString()成员函数用于返回std::string类型的值, 并有private的print函数用于打印数据，最后重载运算符，使得其可以被ostream类的实例化对象输出，比如cout。
在这时，我们还要考虑一点：toString转换有一个小bug：如果object的属性中有一个属性或属性的属性的值是自己(即循环调用)，就会陷入死循环，所以我们还需要一个parent对象存储父节点，并有一个has成员函数用于判断某值是否是祖先节点，如果是，就将那个值toString的值为…。
然后呢，我们开始看一些有关属性读写的成员函数。
首先，我们需要一个插入值的函数，insert，需要接受std::string和Object*，这个函数流程主要是：插入属性值，增加引用计数，将值的parent属性设为自己。
有set函数，用于写属性值，如果没有该属性，就insert进去，有就修改，流程基本同insert
有get函数，用于获得某属性的值，return Object*类型的值。
还有del函数，用于删除某属性，首先找到该属性的值，然后从proto中删除，引用计数减一，如果引用计数为0，delete.
最后，析构函数，也与del函数类似，不过是遍历每一个属性，删除每一个属性罢了。
最后include/value.h、src/value.cpp代码如下：
include/value.h

#ifndef BERRYMATH_VALUE_H
#define BERRYMATH_VALUE_H
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <sstream>
using std::string;
using std::map;
typedef unsigned long UL;

namespace BM {
    class Object {
    public:
        Object() : linked(0), parent(nullptr) { }
        bool has(Object*, Object*);
        void set(const string &key, Object *value);
        void insert(string, Object*);
        Object* get(const string &key);
        void del(const string &key);
        Object& operator[](const string &key) { return *get(key); }
        UL links() { return linked; }
        UL bind() { return ++linked; }
        UL unbind() { return --linked; }
        virtual string toString(bool = true, bool = true, string = "");
        virtual Object* copy() {
            auto object = new Object();
            for (auto iter = proto.begin(); iter != proto.end(); iter++) {
                object->set(iter->first, iter->second->copy());
            }
            return object;
        }
        virtual ~Object();
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& o, Object& v) {
            v.print(o);
            return o;
        }
    protected:
        void print(std::ostream&, bool = true);
        UL linked;
        map<string, Object*> proto;
        Object* parent;
    };
    class Number : public Object {
    public:
        Number() : Object(), v(0) { }
        Number(double t) : Object(), v(t) { }
        string toString(bool = true, bool hl = true, string tab = "") {
            string o("");
            std::ostringstream oss;
            oss << v;
            if (hl) o += "