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<h1 align="center"> Hydrogen 语言大纲</h1>
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[toc]
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## 1. 语法文档
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### 1.1 变量
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变量支持自动类型推导
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```go
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var foo = 1; // foo的类型自动推导为int
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if (true) {
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var foo = 2; // foo在不同作用域下允许重复声明
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}
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```
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不使用类型推导
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```go
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i8 f1 = 12; // 整型字变量默认为i32,支持自动类型转换
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i16 f2 = 12;
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string s = "hello world"; // 字符串类型
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char c = '中' // 字符类型，支持中文
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float64 f3 = 3.124; // 浮点型字变量默认为float64
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i32 f4; // ERROR，声明的变量必须赋初始值
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```
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#### 支持的数值类型
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| 整型 | 浮点型 | 布尔类型 | 字符类型 |
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| --------------- | --------------- | -------- | -------- |
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| i8 / u8 | float64（默认） | bool | char |
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| i16 / u16 | float32 | | |
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| i32(默认) / u32 | | | |
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| i64 / u64 | | | |
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#### 支持的复合类型
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| 类型名称 | 存储位置 | 语法 | 示例 | 说明 |
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| -------- | -------- | -------- | ------------------------- | ------------ |
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| string | heap | `string` | `string str = "hello";` | 字符串类型 |
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| array | stack | `[T;n]` | `[int;4] a = [1,2,3,4]` | 固定长度数组 |
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| vector | heap | `[T]` | `[int] list = [1,2,3,4]` | 动态数组 |
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| struct | stack | struct | `struct {int x}` | 结构体 |
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| tuple | heap | `(T)` | (int, bool) t = (1, true) | 元组 |
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### 1.2 注释
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#### 单行注释
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单行注释使用 `//` 开头，后面跟随注释内容。例如：
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```
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// 这是一个单行注释
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```
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#### 多行注释
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多行注释使用 `/*` 开头，并以 `*/` 结束。例如：
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```
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/*
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这是一个多行注释
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可以跨越多行
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*/
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```
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### 1.3 控制结构
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#### if 语法
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```
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if condition {
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// 当 condition 为 true 时执行的代码
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} else {
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// 当 condition 为 false 时执行的代码
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}
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```
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condition 的类型必须是 bool
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可以使用 else 语法来检查多个条件，示例:
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```
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int foo = 23
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if foo > 100 {
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print('foo > 100')
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} else if foo > 20 {
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print('foo > 20')
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} else {
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print('else handle')
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}
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```
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#### for 语法
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`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。
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- **经典循环**
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经典循环用于执行固定次数的循环。基本语法如下：
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```
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var sum = 0
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for int i = 1; i <= 100; i += 1 {
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sum += i
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}
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println('1 +..+100 = ', sum)
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```
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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`。
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- **条件循环**
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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：
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```
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var sum = 0
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var i = 0
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for i <= 100 {
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sum += i
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i += 1
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}
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println('1 +..+100 = ', sum)
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```
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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。
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* **循环的中断与跳过**
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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。
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### 1.4 内置函数
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#### print
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打印任意数量的参数到标准输出，不添加换行符。
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```
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print("Hello", 42, true) // 输出: Hello42true
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```
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#### println
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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。
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```
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println("Hello", 42) // 输出: Hello42\n
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```
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### 1.5 算术运算符
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| 优先级 | 关键字 | 使用示例 | 说明 |
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| ------ | ------ | -------------- | ---------------------- |
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| 1 | () | (1 + 1) | (expr) |
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| 2 | - | -12 | -number_expr 负数 |
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| 2 | ！ | !true | !bool_expr 逻辑非 |
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| 2 | ~ | ~12 | ~integer_expr 按位取反 |
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| 3 | / | 1 / 2 | 除 |
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| 3 | * | 1 * 2 | 乘 |
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| 3 | % | 5 % 2 | 余数 |
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| 4 | + | 1 + 1 | 加 |
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| 4 | - | 1 - 1 | 减 |
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| 5 | << | 100 << 2 | 按位左移 |
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| 5 | >> | 100 >> 2 | 按位右移 |
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| 6 | > | 1 > 2 | 大于 |
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| 6 | >= | 1 >= 2 | 大于等于 |
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| 6 | < | 1 < 2 | 小于 |
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| 6 | <= | 1 <= 2 | 小于等于 |
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| 7 | == | 1 == 2 | 等于 |
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| 7 | != | 1 != 2 | 不等于 |
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| 8 | & | 1 & 2 | 按位与 |
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| 9 | ^ | 1 ^ 2 | 按位异或 |
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| 10 | \| | 1 \| 2 | 按位或 |
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| 11 | && | true && true | 逻辑与 |
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| 12 | \|\| | true \|\| true | 逻辑或 |
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| 13 | = | a = 1 | 赋值运算符 |
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| 13 | %= | a %= 1 | 相当于 a = a % 1 |
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| 13 | *= | a *= 1 | a = a * 1 |
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| 13 | /= | a /= 1 | a = a / 1 |
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||
| 13 | += | a += 1 | a = a + 1 |
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||
| 13 | -= | a -= 1 | a = a - 1 |
|
||
| 13 | \|= | a \|= 1 | a = a \| 1 |
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| 13 | &= | a &= 1 | a = a & 1 |
|
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| 13 | ^= | a ^= 1 | a = a ^ 1 |
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| 13 | <<= | a <<= 1 | a = a << 1 |
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| 13 | >>= | a >>= 1 | a = a >> 1 |
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### 1.6 函数
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函数声明语法如下
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````
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fn 函数名(参数名:参数类型,....) -> 返回类型 {
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...
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}
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````
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> 注意：最后一个表达式如果没有分号，其值默认为返回值
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例子：
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```
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fn add(x:i8, y:i8) -> i8 {
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x+y
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}
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```
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### 1.7 结构体
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结构体声明语法如下
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```
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struct point {
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x:i8,
|
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y:i8
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}
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a = point {x:24, y:43};
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```
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## 2. 实现细节
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### 2.1 词法分析的符号表结构
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#### 关键字表
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| name | id |
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| ------- | ---- |
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| var | 1 |
|
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| 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 |
|
||
|
|
||
| |
|
||
| | |
|
||
| | |
|
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||
#### 界符表
|
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|
||
| 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 | -> |
|
||
|
||
#### 常量表
|
||
|
||
| id | type | val |
|
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| ---- | ---- | ---- |
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| 1 | i8 | 33 |
|
||
| 2 | i64 | 100 |
|
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| 3 | char | 指向'c'的pointer |
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| 4 | string | 指向'hello,world'的pointer |
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#### 标识符表
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| id | name |
|
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| ---- | ----|
|
||
| 1 | a |
|
||
| 2 | tot |
|
||
| 3 | my_vector |
|
||
| 4 | ans |
|
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|
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### Hydrogen样例
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```Hydrogen
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struct Point {
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x:i8;
|
||
y:i8;
|
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}
|
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[Point:105] tmp;
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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
|
||
}
|
||
|
||
``` |