凹语言™ The Wa Programming Language 简介

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凹语言™（凹读音“Wa”）是柴树杉、丁尔男和史斌设计的实验性编程语言。

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|     Wa     |
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安装和测试:

  1. 安装 Clang, 确保本地 clang 命令有效
  2. go install github.com/wa-lang/wa@latest
  3. wa init -name=_examples/hi
  4. wa run _examples/hi

设计目标

  • 披着 Go 和 Rust 语法外衣的 C++ 语言；
  • 凹语言™源码文件后缀为 .wa；
  • 凹语言™编译器兼容 WaGo 语法。WaGo 是 Go 真子集。使用 WaGo 语法的源码文件后缀为 .wa.go。凹语法与 WaGo 语法在 AST 层面一致；
  • 凹语言™支持中文/英文双语关键字，即任一关键字均有中文及英文版，二者在语法层面等价。
  • 更多内容位于：docs/goals.md

凹语言™项目目标

本项目的发起人均是Gopher，柴树杉和史斌更是 Go 社区贡献者，在开发实践中，因为不同的原因，先后萌生了发展一门新语言的想法，Go 语言克制的风格是我们对于编程语言审美的最大公约数，因此选择它作为初始的蓝本。不必讳言：本项目启动时大量借鉴了 Go 的设计思想和具体实现——这是在有限投入下不得不作出的折衷，我们希望随着项目的发展，积累更多原创的设计，为自主创新的大潮贡献一点力量。

纵观编程界，没有哪门被广泛使用的通用语言诞生于KPI制度之下。本项目作为个人业余项目，不存在明确的指标，从成果分类的角度，我们希望在第一阶段完成以下目标：

  • 确定凹语言™语法规则
  • 实现可用的凹语言™编译器
  • 使用凹语言™创建一个网页应用

凹语言™特性——预期

凹语言™包含两套相互等价的语法：凹语法与 WaGo 语法，这里“等价”的含义是：二者可生成相同的AST并无损的互相转换。使用凹语法编写的源文件后缀为 .wa，使用 WaGo 语法编写的源文件后缀为 .wa.go。WaGo 语法是 Go 语法的真子集，换句话说：一个合法的 WaGo 包必然是合法的 Go 包。

网页应用是我们很重视的目标场景，这与 Go 语言把服务端作为主战场截然不同，WaGo 裁减掉的部分多半与此相关：

  • WaGo 没有 go 关键字，不支持goroutine/并发
  • WaGo 没有 chan 关键字，不支持与之相关的管道操作
  • WaGo 没有全局GC——但可能会提供自动RC以尽可能简化内存管理
  • WaGo 没有内置标准库——即使有，规模也极其有限

WaGo 的数据类型如下表：

字符串（string） 数组（array） 切片（slice） 复数（complex） 哈希表（map） 结构体（struct）
有 有 有 可能有 可能有 有

WaGo 的其他特性如下表：

多返回值 方法 方法值 接口 闭包 反射
有 有 可能无 有 可能有 可能有

各特性的实现可能性从高到底排列为：有 > 可能无 > 可能有 > 无

通过以上描述，大致可以勾勒出 WaGo 的轮廓。凹语法在AST层面与 WaGo 等价的同时，最显著的变化是增加了中文关键字。对于凹语法将来的发展，我们持开放态度。

凹编译器实现——路线

凹编译器的工作过程如下图所示：

凹编译器支持 C/C++、LLVM IR、WASM 等多种输出以满足不同的目标场景。当前阶段的主要任务：

  • 创建编译器框架
  • 确定前中后端模块间的接口
  • 设计能满足语法特性基线的运行时模型

每种后端的进度互相独立，但显然目标代码越底层，需要考虑的细节也越多，因此在落地语法特性时，采用先高级目标后低级目标的顺序有利于问题的逐步降解。

各后端可能的应用场景：

  • C/C++：凹语言™与 C/C++ 混合开发
  • LLVM IR：直接编译为Native Code
  • WASM：直接编译为WebAssembly模块

当任一后端模块覆盖“可用最小集”，我们将尝试开发一些简单的网页示例，待选的方向有交互式图形图像、在线编译等。

处理过程

例子: 打印素数

打印 30 以内的素数：

// 版权 @2021 凹语言™ 作者。保留所有权利。

fn main() {
	for n := 2; n <= 30; n = n + 1 {
		let isPrime int = 1
		for i := 2; i*i <= n; i = i + 1 {
			if x := n % i; x == 0 {
				isPrime = 0
			}
		}
		if isPrime != 0 {
			println(n)
		}
	}
}

运行并输出结果:

$ go run main.go run _examples/prime
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