나만의 JavaScript 호환 언어 구축: 컴파일러 디자인 마스터하기

JavaScript로 컴파일되는 자신만의 프로그래밍 언어를 만드는 것은 흥미로운 여정입니다. 이는 여러분의 기술을 한계까지 끌어올리고 언어가 내부적으로 어떻게 작동하는지에 대해 더 깊은 이해를 제공할 프로젝트입니다.

기본부터 시작하겠습니다. JavaScript에 대한 사용자 정의 언어용 컴파일러는 일반적으로 어휘 분석, 구문 분석 및 코드 생성의 세 가지 주요 단계로 구성됩니다.

어휘 분석이 첫 번째 단계입니다. 여기서는 소스 코드를 토큰으로 분해합니다. 이것은 우리 언어의 의미를 나타내는 가장 작은 단위입니다. 예를 들어, "let x = 5;" 문에는 "let", "x", "=", "5" 및 ";"에 대한 토큰이 있습니다.

다음은 JavaScript의 간단한 어휘 분석기입니다.

function lexer(input) {
    let tokens = [];
    let current = 0;

    while (current 



<p>이 어휘 분석기는 "let x = 5;"와 같은 간단한 할당을 처리할 수 있습니다. 기본적이지만 어휘 분석이 어떻게 작동하는지에 대한 아이디어를 제공합니다.</p>

<p>다음은 구문 분석입니다. 여기가 토큰 스트림을 가져와 추상 구문 트리(AST)를 구축하는 곳입니다. AST는 우리 프로그램의 구조를 나타냅니다.</p>

<p>다음은 우리 언어에 대한 간단한 파서입니다.<br>
</p>

<pre class="brush:php;toolbar:false">function parser(tokens) {
    let current = 0;

    function walk() {
        let token = tokens[current];

        if (token.type === 'identifier' && token.value === 'let') {
            let node = {
                type: 'VariableDeclaration',
                name: tokens[++current].value,
                value: null
            };

            current += 2; // Skip the '='
            node.value = walk();

            return node;
        }

        if (token.type === 'number') {
            current++;
            return { type: 'NumberLiteral', value: token.value };
        }

        throw new TypeError(token.type);
    }

    let ast = {
        type: 'Program',
        body: []
    };

    while (current 



<p>이 파서는 간단한 변수 선언을 처리할 수 있습니다. 그다지 강력하지는 않지만 개념을 잘 보여줍니다.</p>

<p>마지막 단계는 코드 생성입니다. 여기가 AST를 가져와 JavaScript 코드로 변환하는 곳입니다. 다음은 간단한 코드 생성기입니다.<br>
</p>

<pre class="brush:php;toolbar:false">function codeGenerator(node) {
    switch (node.type) {
        case 'Program':
            return node.body.map(codeGenerator).join('\n');

        case 'VariableDeclaration':
            return 'let ' + node.name + ' = ' + codeGenerator(node.value) + ';';

        case 'NumberLiteral':
            return node.value;

        default:
            throw new TypeError(node.type);
    }
}

이제 모든 것을 하나로 묶을 수 있습니다.

function compile(input) {
    let tokens = lexer(input);
    let ast = parser(tokens);
    let output = codeGenerator(ast);
    return output;
}

console.log(compile('let x = 5;'));
// Outputs: let x = 5;

이건 단지 표면적인 내용일 뿐입니다. 실제 언어 컴파일러는 함수, 제어 구조, 연산자 등 훨씬 더 많은 것을 처리해야 합니다. 하지만 이를 통해 관련 내용을 맛보실 수 있습니다.

언어를 확장함에 따라 어휘 분석기에 더 많은 토큰 유형, 파서에 더 많은 노드 유형, 코드 생성기에 더 많은 사례를 추가해야 합니다. 또한 구문 분석과 코드 생성 사이에 중간 표현(IR) 단계를 추가하여 최적화를 더 쉽게 수행할 수도 있습니다.

간단한 산술 표현식에 대한 지원을 추가해 보겠습니다.

// Add to lexer
if (char === '+' || char === '-' || char === '*' || char === '/') {
    tokens.push({ type: 'operator', value: char });
    current++;
    continue;
}

// Add to parser
if (token.type === 'number' || token.type === 'identifier') {
    let node = { type: token.type, value: token.value };
    current++;

    if (tokens[current] && tokens[current].type === 'operator') {
        node = {
            type: 'BinaryExpression',
            operator: tokens[current].value,
            left: node,
            right: walk()
        };
        current++;
    }

    return node;
}

// Add to code generator
case 'BinaryExpression':
    return codeGenerator(node.left) + ' ' + node.operator + ' ' + codeGenerator(node.right);

case 'identifier':
    return node.value;

이제 컴파일러는 "let x = 5 3;"과 같은 표현식을 처리할 수 있습니다.

우리는 계속해서 언어를 발전시키면서 흥미로운 도전에 직면하게 될 것입니다. 연산자 우선순위를 어떻게 처리합니까? if 문 및 루프와 같은 제어 구조를 어떻게 구현합니까? 함수와 변수 범위는 어떻게 처리하나요?

이러한 질문은 우리를 더 고급 주제로 안내합니다. 변수와 그 범위를 추적하기 위해 기호 테이블을 구현할 수도 있습니다. 런타임 전에 오류를 포착하기 위해 유형 검사를 추가할 수 있습니다. 자체 런타임 환경을 구현할 수도 있습니다.

특히 흥미로운 영역 중 하나는 최적화입니다. AST가 있으면 이를 분석하고 변환하여 결과 코드를 더욱 효율적으로 만들 수 있습니다. 예를 들어, 컴파일 타임에 상수 표현식을 평가하는 상수 폴딩을 구현할 수 있습니다.

function lexer(input) {
    let tokens = [];
    let current = 0;

    while (current 



<p>코드 생성 단계에서 각 노드에서 이 함수를 호출할 수 있습니다.</p>

<p>또 다른 고급 주제는 소스 맵 생성입니다. 소스 맵을 사용하면 디버거가 생성된 JavaScript와 원래 소스 코드 간에 매핑할 수 있으므로 디버깅이 훨씬 쉬워집니다.</p>

<p>언어 디자인을 더 깊이 파고들면서 관련된 뉘앙스와 절충점을 이해하기 시작합니다. 우리 언어는 강력한 형식이어야 할까요, 아니면 동적 형식이어야 할까요? 표현력과 안전성의 균형을 어떻게 유지합니까? 어떤 구문이 우리 언어를 직관적이고 사용하기 쉽게 만들까요?</p>

<p>JavaScript로 컴파일되는 언어를 구축하면 JavaScript 자체에 대한 독특한 관점도 얻을 수 있습니다. 특정 디자인 결정이 내려진 이유를 이해하기 시작하고 언어의 특징과 기능에 대해 더 깊은 이해를 얻게 됩니다.</p>

<p>게다가 이 프로젝트는 다른 언어와 도구에 대한 이해를 크게 향상시킬 수 있습니다. 어휘 범위 지정, 유형 시스템, 가비지 수집 등 우리가 접하는 많은 개념은 프로그래밍 언어 설계 및 구현의 기본입니다.</p>

<p>JavaScript로 컴파일하는 동안 이러한 원칙 중 상당수가 다른 대상 언어에도 적용된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 기본 사항을 이해하고 나면 Python, Java 또는 기계어 코드를 출력하도록 컴파일러를 조정할 수 있습니다.</p>

<p>결론을 보면 언어 변환기를 구축하는 것이 결코 작은 작업이 아니라는 것이 분명해졌습니다. 항상 새로운 도전과 학습 기회를 제공하며 여러분과 함께 성장할 수 있는 프로젝트입니다. 특정 문제에 대한 도메인별 언어를 만들려고 하거나 언어가 어떻게 작동하는지 궁금하다면 이 프로젝트는 프로그래밍 지식을 심화할 수 있는 훌륭한 방법입니다.</p>

<p>목표가 반드시 차세대 프로그래밍 언어를 만드는 것이 아니라는 점을 기억하세요. 진정한 가치는 여정에 있습니다. 즉, 얻는 이해, 해결하는 문제, 발전하는 새로운 사고 방식입니다. 그러므로 실험하고, 실수하고, 가능하다고 생각하는 것의 경계를 넓히는 것을 두려워하지 마십시오. 즐거운 코딩하세요!</p>


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