领域特定语言和编译器答案

【问题标题】：domain specific languages and compilers领域特定语言和编译器
【发布时间】：2010-04-29 22:14:36
【问题描述】：

我正在查看 Martin Fowler 最近的书籍内容 - 领域特定语言，我注意到一些 ANTLR 示例 - 这让我想到编写编译器将变得越来越流行，因为人们在这方面的需求将会增加。

那么，编译器理论会不会像现在一样枯燥（这里是主观的），还是有机会得到更多应用的、面向程序员的材料？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

尽管 DSL 似乎为创建新编译器创造了更多机会，但我认为它们不会让编写编译器的挑战变得更容易。您可以使用像 yacc 这样的编译器工具来生成代码来处理您的 dsl 语法，或者您可以手工雕刻自己的解析器，着眼于比 yacc 生成器输出的更好的内部效率。

无论哪种方式，您都必须充分了解如何定义和操作语言语法以使您的 DSL 正常工作，并避免漏洞和无法从这里获得的问题。

出色的工具有助于实施解决方案，但它们并不能为您解决问题。引用我的高中化学老师的话：“当然！把你的计算器带到课堂上！计算器只会帮助你更快地得到错误的答案！”

【讨论】：

是的，所以在真正有机会编码之前，仍然需要了解所有这些毛茸茸的理论。
对。如果您没有在导游的带领下正式完成它，那么当您遇到问题时，您会自己跌跌撞撞地完成它。
Yacc 是所谓的“编译器工具”……其实不然。 Yacc（和它的朋友们）是 parser 生成器工具。它们帮助您解析代码。但是从 DSL 生成代码（“编译”）需要的不仅仅是解析：代码生成器必须了解 DSL 的元素如何交互，如何为一般情况生成代码，如何为常见的特殊情况生成代码。 ..因此，只有一小部分编译器与解析有关。因此，您需要“毛理论”来进行解析，而您几乎还没有开始。

【解决方案2】：

那么，编译器理论会不会像现在一样枯燥（这里是主观的），还是有机会得到更多应用的、面向程序员的材料？

我想说编译器理论实际上非常丰富，但可能并不以 C 风格语言为中心。如果你想看一些学术语言设计师常用的强大工具，我建议你看看函数式编程语言（ML、Scheme、LISP、Haskell、OCaml、Scala、Clojure 等）。我个人更喜欢带 Parsec 的 Haskell，但有很多选择。我认为普遍的共识是，这些语言的结构更有利于语言的设计和实现，至少在理论上是这样。

就像 Kristopher 上面所说的那样，程序员不一定是最好的语言设计师。我见过一些非常酷的 DSL，也见过一些非常糟糕的 DSL（当然，我认为是 YMMV）。语言概念的知识是设计任何语言、DSL 或其他语言（类型理论、类别理论、各种代码分析、机器优化等）的必要条件。更不用说，如果您正在设计 DSL，您必须对您的目标领域有相当深入的了解。

yacc、ANTLR、flex 和 cup 等现成工具可以让您更轻松地构建编译器，就像从伐木场购买木材来建造房屋比到树林里砍树更容易。两者都可以为您提供结构材料，但您仍然必须知道如何建造房屋。在不久的将来，我们肯定会看到更多的 DSL，这些工具会有所帮助。然而，DSL 是否值得使用甚至可用？至少在我看来，这些工具在这里不会有什么不同。语言设计采用了大量真正的计算机科学和/或数学。优秀的语言设计者至少必须熟悉两者，而优秀的语言实施者必须熟悉语言设计工具。

【讨论】：

【解决方案3】：

随着高质量的 DSL 越来越容易构建，我们更有可能看到更多的 DSL。有几个障碍：

为 DSL 选择一个好的问题域。它必须足够广泛才能吸引到比作者更多的人，并且必须足够狭窄才能有好的解决方案（C# 不算在内）。
很好地实施 DSL。很多人似乎认为如果他们有一个解析器，他们就完成了。实际上，您需要很多技术：解析、分析、代码生成……（请参阅 DMS Software Reengineering Toolkit 了解我认为有效生成 DSL 所需的引擎）
社区接受 DSL。令人惊讶的是，有多少人坚持只使用他们所知道的编程语言进行编码，而不是其他任何东西。

【讨论】：

域是DSL最重要的部分，我想说你必须从自上而下的设计问题空间域中进行选择，你应该使用自下而上的设计解决方案空间框架来实现它。这意味着，您必须选择一个域并理解它，可能在元模型中实现。您还必须在解决方案中搜索可重用的部分，这些部分将用于代码生成。如果你有这些机器人，它们之间的转换很容易，恕我直言，这是 DSL 的主要好处。
我提到的工具可以完成你提到的所有事情，在外部 DSL 中，我们远离“只是解析器”的心态。只需搜索“DSL 工作台”。
恕我直言 DSL 应该如此简单和高效，以至于他们不需要广告，我认为 DSL 不应该成为“事实上的”标准（不同领域的不同 DSL）。我会说互操作性更重要，当 DSL 变得真正高效和互操作时，采用几乎没有问题。

【解决方案4】：

在 70 年代和 80 年代，编程语言呈爆炸式增长。然后Java出现并杀死了一切。现在我们处于人们发明大量语言的另一个阶段。所以，我会说它是周期性的，实际上并没有什么“新”发生。

然而，一个不变的方面是大多数程序员并不擅长设计语言。 yacc 和 ANTLR 之类的工具使一些实现变得更容易，但它们并没有让潜在的语言设计人员在语言设计方面做得更好。

【讨论】：

它们确实让优秀的设计师能够真正做一些事情。
我不记得 Java 杀死了一切。现在它可以说是新语言的驱动力之一，其中许多都针对 JVM。

【解决方案5】：

已经有一些有用的工具了，找 Xtext、EMFText、Jetbrains MPS、Intentional Domain Workbench 和微软以前用 M 语言的 OSLO 项目。所有这些工具都使定义语言变得更容易，尽管它有其成本，但是对于 DSL，您可能有一些不同于常规通用编程语言的要求。

【讨论】：