Начало
Учебные материалыПодразделы
Другие разделы
Дата и время
24/12/2025 14:49:21
Роль скриптовых языков для обеспечения гибкости ПО
Способы настройки ПО Изменение функций и поведения Разработка интерпретаторов Самомодификация программ Генерация программ Метапрограммирование
Разработка интерпретаторов
Обычно применяется для REPL (read-eval-print loop) — форма организации простой интерактивной
среды программирования в рамках средств интерфейса командной строки.
Более продвинутым вариантом этой технологии является Jupyter Notebook,
в котором последовательность действий разделяется на шаги и можно возращаться к предыдущему шагу.
Интерпретатор компилирующего типа — это система из компилятора,
переводящего исходный код программы в промежуточное представление, например,
в байт-код, и собственно интерпретатора,
который выполняет полученный промежуточный код (так называемая виртуальная машина).
Достоинством таких систем является большее быстродействие выполнения программ
(за счёт выноса анализа исходного кода в отдельный, разовый проход, и минимизации
этого анализа в интерпретаторе). В Python результат такого анализа сохраняются в файлах .pyc и,
если исходный файл не меняется, то используется повторно.
Вместо перевода в байт-код можно остановиться на переводе в дерево разбора.
````text
%option locations case-insensitive
%operator <yfx> '+' '-'
%operator <yfx> '*' '/' "mod"
%operator <fy> '-'
%type <int> ?число? ?идент? ?строка?
%type <Statement> оператор
%type <Expr> выр
%{
#include <string>
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>
#include <cctype>
using namespace std;
int find_id(string name);
extern vector<string> tc;
}
%code lex {
%{
static string s;
%}
}
%% // правила для лексического анализатора
[ \t\r] ; // пропустить пробелы
R"("/'"(.|\n)*?"'/"|'.*)" ; // пропустить комментарий
\d+ ?число? <stoi(yytext)>
[a-zA-Z]\w* ?идент? <find_id(yytext)>
R"(\")" { BEGIN(S_STRING); s=""; }
<S_STRING>R"(\"\")" { s+='"'; }
<S_STRING>R"(\")" { BEGIN(INITIAL); $$=tc.size();
tc.push_back(s); return ?строка?; }
<S_STRING>. { s+=yytext; }
<S_STRING>\n { yyerror(&@$,this,"Ошибка в строке"); }
%% // правила для синтаксического анализатора
программа = код <$1> ;
код = { оператор '\n' } ;
оператор =
| ?идент? '=' выр <assign($1,$3)>
| "input" ?идент? <input($2)>
| "print" выр <print($2)>
| "print" ?строка? <printstr($2)>
| "while" выр '\n' код "wend" <whilestmt($2,$4)>
| "if" выр ["then"] '\n' код
[ "else" '\n' код
] "end" "if" <ifstmt($2,$5,$6)>
;
выр = выр '+' выр <plus($1,$3)>
| выр '-' выр <minus($1,$3)>
| выр '*' выр <mult($1,$3)>
| выр '/' выр <divide($1,$3)>
| выр "mod" выр <modulo($1,$3)>
| '-' выр <neg($2)>
| '(' выр ')'
| ?число? <number($1)>
| ?идент? <ident($1)>
;
%%
int mem[1000]; // память для данных
visitor eval<Expr,int> { // вычисление выражения
visit plus(x, y): return eval(x)+eval(y);
visit minus(x, y): return eval(x)-eval(y);
visit mult(x, y): return eval(x)*eval(y);
visit divide(x, y): return eval(x)/eval(y);
visit modulo(x, y): return eval(x)%eval(y);
visit neg(x): return -eval(x);
visit number(x): return x;
visit ident(x): return mem[x];
}
void yyinterpret(List<Statement> p) // выполнение операторов
{ for(auto s:p)
match s {
rule assign(v, e): mem[v]=eval(e);
rule input(v): cin>>mem[v];
rule print(e): cout<<eval(e)<<endl;
rule printstr(e): cout<<tc[e]<<endl;
rule whilestmt(e,p1): while(eval(e)) yyinterpret(p1);
rule ifstmt(e,p1,p2): if(eval(e)) yyinterpret(p1);
else yyinterpret(p2);
}
}
map<string,int> ti; // таблица идентификаторов
int find_id(string name) // поиск в таблице
{ for(auto &ch:name) ch=toupper(ch);
int k=ti[name];
if(k==0) k=ti[name]=ti.size();
return k;
}
vector<string> tc; // таблица констант
````
Так как производительность интерпретации байт-кода низкая из-за динамической типизации,
для повышения производительности используется JIT-компиляция (Just-in-time compilation) -
динамическая компиляция байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы.
Плюсы: высокая производительность.
Минусы: объем используемой памяти возрастает и увеличивается начальное время
выполнения участка кода из-за анализа для создания машинного кода.
В JVM и .NET байт-код используется для запуска скомпилированной программы на
компьютерах с разной архитектурой, и можно применить JIT-компиляцию еще до выполнения программы,
но обычно она выполняется только для часто используемых функций.
В интерпретаторах только эта технология может обеспечить приемлимую эффективность
и гарантирует безопасность исполнения. При частой смене типа входных данных время
работы программы может резко увеличиться.
