Hulo语言架构：从源代码到目标代码的完整流程

最近这一段时间忙着工作和开发Hulo编程语言，满打满算已经过了三个月多了。心血来潮，想梳理下Hulo编程语言的开发流程，也顺带以个人的视角解读下编程语言是如何从零开始诞生的。希望通过这篇文章，能够为对编程语言实现感兴趣的开发者提供一个实践性的参考，同时也记录下这段充满挑战和收获的开发历程。

架构

Hulo语言的定位是批处理脚本的编译器，最终经过编译后的目标语言是Bash、Batch、VBS、PowerShell等脚本语言。为了统一抽象这些不同的目标语言，Hulo不仅仅包含解析器和转译器，还为此设计了完整的编译工具链：

核心组件

• 解析器 (Parser): 将源代码转换为抽象语法树(AST)
• 模块管理 (Module Manager): 处理依赖关系和符号解析
• 解释器 (Interpreter): 支持元编程和编译时计算
• 调试器 (Debugger): 配合解释器进行调试和错误诊断
• 优化器 (Optimizer): 负责代码剪枝和性能优化
• 转译器 (Transpiler): 将AST转换为目标语言代码
• Unsafe模板引擎: 在转译过程中支持嵌入原生代码
• 链接器 (Linker): 负责将原生代码块链接到一起

编译流程

从上面的专有名词上看，Hulo好像该有的都有。但是，大部分组件都还在开发中，只是局部实现并通过了单元测试嘿嘿。不过，这并不影响本次科普的开展。

至此，Hulo的完整编译流程大概是这样的：

源代码 → 解析器 → 模块管理 → 解释器(调试器) → 优化器 → 转译器（携带着unsafe模板引擎） → 链接器 → 目标语言代码

编译概念

这个完整的过程，Hulo将其称之为编译。整个生命周期都是由编译器(compiler)控制的，编译也就是从一个语法转换成另一个语法的过程，比如说C语言编译成汇编，Hulo语言编译成批处理脚本。

与传统编译器的对比

传统编译器	Hulo编译器
C → 汇编	Hulo → Bash/Batch/VBS/PowerShell
机器码执行	脚本解释执行
多平台汇编	多脚本语言

这种设计使得Hulo能够为不同的脚本环境生成相应的代码，同时保持了统一的开发体验。

源代码

源代码是编程语言实现的基础，每个开发者都熟悉这个概念：编写代码需要创建文件并在其中编写逻辑。源代码主要包含两个部分：文件的扩展名和文件的内容（语法部分）。

语法

语法可以说是一个编程语言区别于其他编程语言的重要标志。每种语言都有其独特的语法特性，这些特性在很大程度上决定了语言的风格和用途。例如：

• Golang: 管道运算符<-、chan、go、defer关键字等，这些特性与其他语言相比有很强的辨识度
• C语言: 宏定义满天飞，预处理器功能强大
• TypeScript: 类型体操，复杂的类型系统
• Rust: 所有权系统、生命周期标注
• Python: 缩进语法、列表推导式

这些语法特性不仅影响代码的编写风格，也在很大程度上决定了标准库的设计和实现方式。当然，也不排除各种语法大杂烩的语言，比如说Hulo就位列其中 ：）

文件名

和普通的文本文件类似，代码本身也是一种结构化的文本格式。文件的扩展名可以自由选择，在这里Hulo语言选择了.hl作为扩展名。建议在选择扩展名时要与市面上现有的语言区分开来，避免同名扩展名可能导致的编译冲突。尽管文件内容的存储与扩展名无关，但在解析过程中，编译器通常会根据扩展名来确定文件类型和处理方式，因此选择合适的扩展名有助于避免潜在的编译问题。