[翻译]脚本引擎实现 - 第一部分 总揽

原文地址：http://www.flipcode.com/articles/scripting_issue01.shtml
作者：Jan Niestadt
译者：Tony Qu
备注：本文语言十分口语化，如果觉得读起来不舒服，可以告诉我，我会做适当修订。

介绍
你的脚本语言需要一个脚本引擎，为什么呢？因为他们真的很酷，几乎每个人都希望了解。
首先，你必须知道你需要的是哪种脚本引擎，Henry Robinson曾经写过一个关于不同脚本引擎的介绍（如果你没有读过那篇文章一定要读一下）。在这篇系列文章中，我将讨论一个编译器和虚拟机系统，就像UnrealScript一样。
接下来，你需要知道两件事，第一，如何实现一个脚本引擎；第二，脚本引擎为什么很酷且很实用。下面是我整理的特点：

• 有用的新语言特性，如状态、隐藏代码等
• 一个能够保证游戏引擎不崩溃的沙漏环境
• 能够在不知道引擎内核的实现的情况下创建游戏内容，且不需要重新编译引擎
• 完全平台独立的脚本代码

然而，也有一些缺陷

• 比较慢，要比可执行代码慢将近15倍
• 限制——脚本引擎无法完全创建新的可视效果（部分原因是缺乏速度）
• 负责创建游戏内容的人员必须学习一种新的语言

当然，我们不能因为这些原因而停下来，我们已经下定决心了，好了，从哪里开始呢？

必读
由于Unreal迟迟没有发布，所以我才开始这个项目的。我浏览了他们的技术网站并获得了UnrealScript参考文档，我虽然曾经听说过UnrealScript，但我却不知道它到底是什么。我读了文档，发觉脚本语言是个很酷的东西，于是我打算自己实现，然后嵌入到游戏引擎中去，这样人们就可以方便地创建新的游戏内容了。

很幸运，上学期在编译构建课程中，我写了一个类，这是我们的作业，老师要求我们实现简单的Pascal编译器。接下来我就开始构建更好的编译器了。我已经有了一个可运行版本，它可以接受C的部分语法，但我仅用了两周时间完成它，所以内部结构很不好。因此我必须重新设计这个编译器，我想在你的人生中也遇到过类似的情况吧，于是我继续我的工作，并且边做边学习编译原理的知识。

好了，让我们谈一些有用的东西吧。

首先，我建议每一个打算编写编译器的朋友都去弄一本“龙书”，大部分人对这本书有了解，特别是像我这样的计算机专业的学生一定了解这本书。我说的其实就是 Aho,Sethi和Ullman写的那本编译器原理、技巧与工具（ISBN0-201-10194-7）。在它的封面上有一条龙，因此叫做“龙书”，而且几乎每一个了解编译器的人都读过这本书。

1986年以来，这本书就没有改版过，因为自从二十世纪六十年代编译器的设计技术就没有改变过，当然这本书中不包含特定处理器优化的东西，当然有其他书有这方面的内容。另外我们是编译到字节码，而不是机器码。

其次，如果你在寻找实现字节码语言的快速入门教材，那么请看GameSutra上的另一篇文章，它是一篇关于Jedi  Knight脚本语言实现的文章，当然我会将到其中的大部分内容，如果你有兴趣，读那篇文章也是个不错的选择。

我们需要什么
通常，一个编译器由以下几个部分组成

• 符号表，所有关于类型、范围的符号和信息
• 词法分析器，将字符流（如源文件）转为令牌(tokens)（例如，关键字、运算符等）
• 解析器，构建一棵用于分析语法错误的语法树
• 过度代码生成器，把语法树转换为中间代码
• 优化器（可选），优化中间代码
• 代码生成器，从中间代码生成字节码
• 最后，也是最重要的，虚拟机，字节码要在它上面运行

当你编写完所有这些之后，你就可以构建一个脚本系统。

就这些吗？
是不是觉得有些惊讶，是不是觉得似乎脚本并没有想象中的那么酷，是不是只有使用dll才能做演示呢？不需要。我们接下来会讨论每个部件的详细部分，其中的大多数并没有想象中的那么无趣，其实要创建一个完整的脚本编辑器有很多事要做，虽然，结构化你的代码是必须的。

接下来这份教材中，我们会开发一个十分简单的编译器/虚拟机系统，虽然它和完整的脚本系统有很大差距，但是它实现了上面列出来的所有组件，实现的那个简单脚本语言是关于如何维护字符串的。

最后我告诉大家一些有用的东西（就像Denthor曾经做的那样），既然我认为我不够幽默，我更愿意从一些十分著名的书中引用一些东西。我相信你知道我说的是哪些书，如果不知道，请在这里查找。

引用
“但是计划已经展示出来了……”
“展示出来了？我想我只有在地下室才能找到它们”
"那不就是展示厅吗!"
"在那有火把"
"哦，火把可能早就烧完了"
"那估计楼梯也坏得差不多了"
"但是你看，你不是看到通知了吗?!"
"是的，" Arthur说,"我是看到了，它曾经在那个被锁住的塞满东西的阁楼的底部，厕所的那个阁楼，厕所的门上还写着' 小心猎豹' "