Hydrogen 语言大纲

[toc] ## 1. 语法文档 ### 1.1 变量变量支持自动类型推导 ```go var foo = 1; // foo的类型自动推导为int if (true) { var foo = 2; // foo在不同作用域下允许重复声明 } ``` 不使用类型推导 ```go i8 f1 = 12; // 整型字变量默认为i32,支持自动类型转换 i16 f2 = 12; string s = "hello world"; // 字符串类型 char c = '中' // 字符类型，支持中文 float64 f3 = 3.124; // 浮点型字变量默认为float64 i32 f4; // ERROR，声明的变量必须赋初始值 ``` #### 支持的数值类型 | 整型 | 浮点型 | 布尔类型 | 字符类型 | | --------------- | --------------- | -------- | -------- | | i8 / u8 | float64（默认） | bool | char | | i16 / u16 | float32 | | | | i32(默认) / u32 | | | | | i64 / u64 | | | | #### 支持的复合类型 | 类型名称 | 存储位置 | 语法 | 示例 | 说明 | | -------- | -------- | -------- | ------------------------- | ------------ | | string | heap | `string` | `string str = "hello";` | 字符串类型 | | array | stack | `[T;n]` | `[int;4] a = [1,2,3,4]` | 固定长度数组 | | vector | heap | `[T]` | `[int] list = [1,2,3,4]` | 动态数组 | | struct | stack | struct | `struct {int x}` | 结构体 | | tuple | heap | `(T)` | (int, bool) t = (1, true) | 元组 | ### 1.2 注释 #### 单行注释单行注释使用 `//` 开头，后面跟随注释内容。例如： ``` // 这是一个单行注释 ``` #### 多行注释多行注释使用 `/*` 开头，并以 `*/` 结束。例如： ``` /* 这是一个多行注释可以跨越多行 */ ``` ### 1.3 控制结构 #### if 语法 ``` if condition { // 当 condition 为 true 时执行的代码 } else { // 当 condition 为 false 时执行的代码 } ``` condition 的类型必须是 bool 可以使用 else 语法来检查多个条件，示例: ``` int foo = 23 if foo > 100 { print('foo > 100') } else if foo > 20 { print('foo > 20') } else { print('else handle') } ``` #### for 语法 `for` 语句用于循环执行代码块。Nature 语言中的 `for` 语句有三种主要形式：经典循环、条件循环。 - **经典循环** 经典循环用于执行固定次数的循环。基本语法如下： ``` var sum = 0 for int i = 1; i <= 100; i += 1 { sum += i } println('1 +..+100 = ', sum) ``` 在这个示例中，循环从 `i = 1` 开始，每次循环 `i` 增加 1，直到 `i` 大于 100。最终输出 `1 +..+100 = 5050`。 - **条件循环** 条件循环用于根据条件执行循环，类似于 C 语言中的 `while` 表达式。基本语法如下： ``` var sum = 0 var i = 0 for i <= 100 { sum += i i += 1 } println('1 +..+100 = ', sum) ``` 在这个示例中，循环会一直执行，直到 `i` 大于 100。最终输出与经典循环相同。 * **循环的中断与跳过** 关键字 `break` 用于退出当前循环，`continue` 则跳过本次循环逻辑立刻进入到循环判断逻辑。 ### 1.4 内置函数 #### print 打印任意数量的参数到标准输出，不添加换行符。 ``` print("Hello", 42, true) // 输出: Hello42true ``` #### println 打印任意数量的参数到标准输出，并在多个参数之间添加空格，末尾添加换行符。 ``` println("Hello", 42) // 输出: Hello42\n ``` ### 1.5 算术运算符 | 优先级 | 关键字 | 使用示例 | 说明 | | ------ | ------ | -------------- | ---------------------- | | 1 | () | (1 + 1) | (expr) | | 2 | - | -12 | -number_expr 负数 | | 2 | ！ | !true | !bool_expr 逻辑非 | | 2 | ~ | ~12 | ~integer_expr 按位取反 | | 3 | / | 1 / 2 | 除 | | 3 | * | 1 * 2 | 乘 | | 3 | % | 5 % 2 | 余数 | | 4 | + | 1 + 1 | 加 | | 4 | - | 1 - 1 | 减 | | 5 | << | 100 << 2 | 按位左移 | | 5 | >> | 100 >> 2 | 按位右移 | | 6 | > | 1 > 2 | 大于 | | 6 | >= | 1 >= 2 | 大于等于 | | 6 | < | 1 < 2 | 小于 | | 6 | <= | 1 <= 2 | 小于等于 | | 7 | == | 1 == 2 | 等于 | | 7 | != | 1 != 2 | 不等于 | | 8 | & | 1 & 2 | 按位与 | | 9 | ^ | 1 ^ 2 | 按位异或 | | 10 | \| | 1 \| 2 | 按位或 | | 11 | && | true && true | 逻辑与 | | 12 | \|\| | true \|\| true | 逻辑或 | | 13 | = | a = 1 | 赋值运算符 | | 13 | %= | a %= 1 | 相当于 a = a % 1 | | 13 | *= | a *= 1 | a = a * 1 | | 13 | /= | a /= 1 | a = a / 1 | | 13 | += | a += 1 | a = a + 1 | | 13 | -= | a -= 1 | a = a - 1 | | 13 | \|= | a \|= 1 | a = a \| 1 | | 13 | &= | a &= 1 | a = a & 1 | | 13 | ^= | a ^= 1 | a = a ^ 1 | | 13 | <<= | a <<= 1 | a = a << 1 | | 13 | >>= | a >>= 1 | a = a >> 1 | ### 1.6 函数函数声明语法如下 ```` fn 函数名(参数名:参数类型,....) -> 返回类型 { ... } ```` > 注意：最后一个表达式如果没有分号，其值默认为返回值例子： ``` fn add(x:i8, y:i8) -> i8 { x+y } ``` ### 1.7 结构体结构体声明语法如下 ``` struct point { x:i8, y:i8 } a = point {x:24, y:43}; ``` ## 2. 实现细节 ### 2.1 词法分析的符号表结构 #### 关键字表 | name | id | | ------- | ---- | | var | 1 | | i8 | 2 | | i16 | 3 | | i32 | 4 | | i64 | 5 | | u8 | 6 | | u16 | 7 | | u32 | 8 | | u64 | 9 | | float32 | 10 | | float64 | 11 | | char | 12 | | for | 13 | | if | 14 | | else | 15 | | bool | 16 | | string | 17 | | vector | 18 | | array | 19 | | struct | 20 | | tuple | 21 | | print | 22 | | println | 23 | #### 界符表 | id | 关键字 | |----|------| | 1 | - | | 2 | ！ | | 3 | ~ | | 4 | / | | 5 | * | | 6 | % | | 7 | + | | 8 | - | | 9 | << | | 10 | >> | | 11 | > | | 12 | >= | | 13 | < | | 14 | <= | | 15 | == | | 16 | != | | 17 | & | | 18 | ^ | | 19 | \| | | 20 | && | | 21 | \|\| | | 22 | = | | 23 | %= | | 24 | \*= | | 25 | /= | | 26 | += | | 27 | -= | | 28 | \|= | | 29 | &= | | 30 | ^= | | 31 | <<= | | 32 | >>= | | 33 | ( | | 34 | ) | | 35 | < | | 36 | > | | 37 | , | | 38 | . | | 39 | [ | | 40 | ] | | 41 | ? | | 42 | : | | 43 | -> | | 44 | : | #### 常量表 | id | type | val | | ---- | ---- | ---- | | 1 | i8 | 33 | | 2 | i64 | 100 | | 3 | char | 指向'c'的pointer | | 4 | string | 指向'hello,world'的pointer | #### 标识符表 | id | name | | ---- | ----| | 1 | a | | 2 | tot | | 3 | my_vector | | 4 | ans | ### Hydrogen样例 ```Hydrogen struct Point { x:i8; y:i8; } [Point:105] tmp; fn MergeSort([Point:20] v,i8 l,i8 r) -> { if l>r { return ; } var mid = l + r >>1; MergeSort(v,l,mid); MergeSort(v,mid+1,r); i8 i=l,j=mid+1,k=l; for ;i <= mid && j <= r;k+=1 { if v[l] < v[r] { tmp[k] = v[l]; l +=1; } else{ tmp[k] = v[r]; r += 1; } } for ; i<=mid; { tmp[k] = tmp[i]; k += 1,i+=1; } for ; j <=r ; { tmp[k] = tmp[j]; k +=1 , j += 1; } } fn main()->i8{ [Point:20] d; [Point] d; for i8 i = 0;i< 20; i++ { d[i] = {x:i * i,y:i}; } MergeSort(d,d+20); 0 } ```