Использование и реализация инструментов метапрограммирования в компилируемых языках

Оглавление Оглавление 2 Введение 3 Метапрограммирование с современных языках 4 Цель работы 6 Постановка задачи 7 Компилятор Grit 9 Выбор инструментов 9 Архитектура компилятора 12 Токенизация 13 Построение AST 15 Кодогенерация 19 Язык Grit 22 Результаты 27 Заключение 29 Список литературы 31

Список литературы Компиляторы: принципы, технологии и инструментарий — 2 изд. [Книга] / авт. Ахо Альфред В. [и др.]. - 2008 : Вильямс. Введение В Метапрограммирование [В Интернете] / авт. Бартлетт Д. // Ibm.com. - 2005 г.. - https://www.ibm.com/developerworks/ru/library/l-metaprog1/index.html. Lambda Lifting: Transforming Programs to Recursive Equations [Книга] / авт. Джонсон Томас. - [б.м.] : ACM Press, 1985. Modular Domain Speci?c Languages and Tools [Книга] / авт. Худак Пол. - New Haven : IEEE Computer Society Press, Department of Computer Science, Yale University, 1998. The Architecture of Open Source Applications [Книга] / авт. Браун Эми и Уилсон Грег. - Dallas, TX : lulu, 2012.

Другой стороной вопроса является изучение эффекта внедрения такого функционала на размер производимых исполняемых файлов и производительность программы. Как было показано, для реализации инструментов метапрограммирования часто необходимо модифицировать AST – этот процесс, обычно, не влияет на скорость выполнения самой программы, но может существенно замедлить компиляцию и увеличить размер итогового исполняемого файла. На скорость же может повлиять внедрение более продвинутых инструментов, которые полагаются на высокоуровневый функционал – функции как объекты первого класса, функции верхнего уровня и так далее – эти языковые особенности сами по себе довольно дороги в реализации, а в купе с метапрограммными инструментами, основанными на них, могут сильно ударить по производительности – за счет роста количества указателей и прыжков. Обзор некоторых способов реализации таких инструментов метапрограммирования тоже можно считать удавшимся. Основная гипотеза – о том, что они будут в основном полагаться на модификации AST во время компиляции –, также подтвердилась, и удалось сформулировать более обобщенное описание такого подхода. В частности, реализация декораторов в получившемся компиляторе полагается на модификацию блоков кода декорируемых функции и обновление их исходного синтаксического дерева. Поле для работы и исследования в этой сфере почти безгранично – создание новых инструментов, упрощение использования существующих, оптимизации времени компиляции и времени исполнения, однако основная цель достигнута – было показано, что метапрограммирование в компилируемых языках может быть и простым в использовании, и мощным одновременно. Вряд ли язык программирования, выработанный в процессе этой работы, получит распространение, но хочется надеяться в будущем увидеть «ренессанс» техник метапрограммирования в массовой разработке.