【原创】论另一种把Ruby翻译成其他语言的思路（不需要AST相关）

2013 年 6 月 3 日

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1. 目的。

给一个Ruby程序，把他翻译成语义上等价的其他程序。下面全部以C++为例，且不需要处理AST。

比如:

Ruby

self.printf("%d\n", 3)

1	self.printf("%d\n", 3)

翻译为C++

printf("%d\n", 3)

1	printf("%d\n", 3)

2. 类型系统:

指的是翻译时的变为目标源码字符串片段的固定方法（见7中的typed_output)：

Numeric, Symbol翻译成对应的to_s。

String翻译成加双引号并且合适转义了的字符串。

有一个class Null，实例对象为null，翻译成NULL或者0或者nullptr，表示空指针，

同时nil保留不能用于转换，如果出现，表示某一步类型推断失败了。

3.普通函数调用的翻译：

Ruby

self.printf("%d\n", 3)

1	self.printf("%d\n", 3)

通过method_missing或者printf定义的导入，处理成:

self.fcall :printf, "%d\n", 3

1	self.fcall :printf, "%d\n", 3

fcall的实现是很容易的。

4.分支结构的翻译。

if是一个方法def ifelse(str,&block)

抽离了作用域的处理，相当于这样的工作：

	def ifelse(str)
		`if(#{expr(str)}){`
		yield true
		`}else{`
		yield false
		`}`
	end

def ifelse(str)

`if(#{expr(str)}){`

yield true

`}else{`

yield false

`}`

end

其中定义self.`为直接输出目标代码

使用时举例：

self.ifelse some_expr do |result|
  if result
    self.printf("Hello\n")
  else
    self.printf("world\n")
  end
end

self.ifelse some_expr do |result|

if result

self.printf("Hello\n")

else

self.printf("world\n")

end

unless, case…when也是类似的方法

5.迭代结构的翻译。

while(until)是很简单的处理，不再赘述。

这里主要是说Ruby最常见的一种结构each(for)。

举例说明，(这里和Enumerable需要的each并不兼容，可以修改使之兼容)

class ERange
  def initialize(x, y)  #x...y
    @x, @y = x, y
  end
  def each
    name = auto_variable_name #分配变量名
    `for(auto #{name} = #{@x}; #{name} != #{@y}; ++#{name}){`
        yield name
   `}`
  end
end

class ERange

def initialize(x, y) #x...y

@x, @y = x, y

end

def each

name = auto_variable_name #分配变量名

`for(auto #{name} = #{@x}; #{name} != #{@y}; ++#{name}){`

yield name

`}`

end

6.表达式的翻译。

在2的类型系统加上如下约定：

def expr(obj)

   case obj

     when Array then obj.map{|x| expr(x)}.join

     else  按照2中的方法翻译

  end

end

def expr(obj)

case obj

when Array then obj.map{|x| expr(x)}.join

else 按照2中的方法翻译

end

7. 常数组合的处理。

C++和很多语言有类似的机制如：

int fd = open("test", O_CREAT|O_EXECL);

1	int fd = open("test", O_CREAT\|O_EXECL);

其中open的第二个参数就是一个常数组合，

这里修改expr的定义为

def expr(obj)

   case obj

     when Array then obj.map{|x| expr(x)}.join

     else  typed_output(obj)

  end

end

def expr(obj)

case obj

when Array then obj.map{|x| expr(x)}.join

else typed_output(obj)

end

其中typed_output的定义是：

def typed_output(var)
	case typeof1(var)
		when :int, :float  then var
		when :symbol       then var.to_s
		when [:symbol]     then var.map{|x| x.to_s}.join("|")
		when [:char]       then @_.string(var)
		when ->a{Array === a && a[0]==:ref} then var.parent.to_s + var.name.to_s
		when :bool         then var.to_s
		else
			raise "Does not know how to output #{var.to_s[0..10]} #{var.to_s.length > 10 ? '...' : ''} - #{typeof1(var).inspect} "
	end
end

def typed_output(var)

case typeof1(var)

when :int, :float then var

when :symbol then var.to_s

when [:symbol] then var.map{|x| x.to_s}.join("|")

when [:char] then @_.string(var)

when ->a{Array === a && a[0]==:ref} then var.parent.to_s + var.name.to_s

when :bool then var.to_s

else

raise "Does not know how to output #{var.to_s[0..10]} #{var.to_s.length > 10 ? '...' : ''} - #{typeof1(var).inspect} "

end

请注意when [:symbol]的处理

至于typeof1的实现，是一种模式匹配的类型推断机制，不再详细说明。

这样就可以写为

self[:fd] = self.open("test", [:O_CREAT, :O_EXECL])

1	self[:fd] = self.open("test", [:O_CREAT, :O_EXECL])

至于self.[]=(:fd, …)这个[]=方法，涉及到作用域的设计，（也可以不用作用域的约束，直接把fd当做一个符号而不进行是否定义的检查）。

8. 表达式树的处理。

可能更加希望写成i>4而不是[i, :>, 4]，可以用下面的方法代入7中的系统处理

def >(obj); 
   [self.content, :>, obj]; 
end

def >(obj);

[self.content, :>, obj];

end

9. 函数与匿名函数的处理。

Todo.

10. 协程式的风格的处理。

do_something{
  xxx
}.andThen{
  xxx
}.andThen{
  yyy
}

do_something{

xxx

}.andThen{

xxx