从 AST 生成代码的最佳设计？答案

【问题标题】：Best design for generating code from an AST?从 AST 生成代码的最佳设计？
【发布时间】：2011-01-13 04:57:13
【问题描述】：

我正在研究一个非常复杂的 DSL，我想将它编译成一些高级语言。整个过程是一次学习经历。编译器是用java编写的。

我想知道是否有人知道代码生成器部分设计的最佳实践。我目前已将所有内容解析为抽象语法树。

我正在考虑使用模板系统，但我还没有深入研究这个方向，因为我想先从堆栈溢出中听到一些智慧。

谢谢！

【问题讨论】：

也许只是因为你很久以前问过这个问题。但截至今天（2013 年），ANTLR（您似乎正在使用）内置了“字符串模板”。

标签： java code-generation abstract-syntax-tree dsl

【解决方案1】：

当我回到编程语言课上时，我们最终使用了基于visitor pattern 的发射器。它工作得很好 - 只要您的 AST 与您正在打印的内容相当匹配，就可以很容易地将其重新定位到新的输出语言。

【讨论】：

感谢您的想法。我熟悉访问者模式。我用它来优化树中的文字表达式。
并不是说你不熟悉它，只是暗示它最终可能也会成为一个好的代码生成器:-)
是的，我不是这个意思听起来自鸣得意。我现在正在研究，谢谢。 :)
访问者很有效，但很原始。你看过像 Stratego/XT 这样的东西吗？

【解决方案2】：

您真正想要的是program transformation system，它将一种语言（您的 DSL）中的语法结构映射到其他语言中的语法模式。这样的工具可以在代码生成项目期间进行任意转换（树重写概括了字符串重写，它们是具有完全图灵能力的 Post 系统），这意味着您生成的内容和生成过程的复杂程度仅由您的野心决定，而不是通过“代码生成器框架”属性。

复杂的程序转换系统结合了各种类型的范围界定、流程分析和/或自定义分析器来实现转换。这并没有增加任何理论能力，但增加了很多实际能力：大多数真实语言（甚至 DSL）都有命名空间、控制和数据流、需要类型推断等。

我们的DMS Software Reengineering Toolkit 就是这种类型的转换系统。它已被用于分析/转换传统语言和 DSL、简单和复杂的语言，以及小型、大型甚至巨大的软件系统。

OP 与 cmets 有关 "turning the AST into other languages", that is accomplished by DMS by writing transformations that map surface syntax for the DSL (implemented behind the scenes his DSL's AST) to surface syntax for the target language（使用目标语言 AST 实现）。生成的目标语言 AST 然后由 DMS 自动打印，以提供与目标 AST 对应的目标语言的实际源代码。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您已经在使用 ANTLR 并准备好 AST，您可能想看看 StringTemplate： http://www.antlr.org/wiki/display/ST/StringTemplate+Documentation

The Definitive ANTLR Reference: Building Domain-Specific Languages 的第 9.6 节也解释了这一点： http://www.pragprog.com/titles/tpantlr/the-definitive-antlr-reference

免费代码示例可在http://media.pragprog.com/titles/tpantlr/code/tpantlr-code.tgz 获得。在子文件夹 code\templates\generator\2pass\ 中，您会找到一个将数学表达式转换为 java 字节码的示例。

【讨论】：