简单翻译了下，方便查看，水平有限，喜欢的朋友去看 原文！
“If you don’t know how compilers work, then you don’t know how computers work. If you’re not 100% sure whether you know how compilers work, then you don’t know how they work.” — Steve Yegge
思考一下上面这段话。不管你是菜鸟，还是经验丰富的软件开发人员：如果你不了解编译器和解释器的工作原理，那么你就不了解计算机的工作原理。就是这么简单。
那么，你知道编译器和解释器的工作原理吗？ 我的意思是，你是否100％确定你知道它们的工作原理？ 如果你不确定。
或者，如果你不了解并为此感到焦虑。
不用担心。 如果你能坚持完成这一系列的学习，并和我一起编写一个解释器和编译器，最终你会掌握它们的工作原理。 你也将会感到快乐并且信心倍增。 至少我希望如此。
为什么要学习解释器和编译器？我给你三个理由。
好了。但是，到底什么是解释器和编译器呢？
解释器或编译器的目标是将某些高级语言的源程序翻译成其他形式。 很含糊是吗？ 请忍一下，在后面的章节系列中你将切实了解源程序被翻译成了什么。
此时，你可能很好奇解释器和编译器之间的区别。 在本系列所有章节中，让我们约定，如果翻译器将源程序翻译成机器语言，那么它就是编译器。 如果翻译器处理并执行源程序，而没有首先将其翻译成机器语言，那么它就是一个解释器。 大概如下图所示：
我希望到现在你确信你真的想学习并构建一个解释器和编译器。 你希望从这个解释器系列章节中学到什么呢？
在此说明。 我们将为 Pascal 语言大子集编写一个简单的解释器。 在本系列的最后，您将会得到一个有效的 Pascal 解释器和一个像 Python 的 pdb 这样的源代码级调试器。
你可能会问，为什么选 Pascal？ 首先，它不是我为这个系列捏造的一种虚构的语言：它是一种具有许多重要语法结构的真实编程语言。 一些很久以前的，但很有用的计算机科学的书籍在他们的示例中使用 Pascal 编程语言（我知道这并不是选择这种语言来构建一个解释器的充分理由，但我认为这也是学习一种非主流语言的好机会 ：）
下面是 Pascal 编写的阶乘函数示例，可以使用自己的解释器进行解释，还可以使用后面即将编写的交互式源码级调试器进行调试：
program factorial;
function factorial(n: integer): longint;
begin
if n = 0 then
factorial := 1
else
factorial := n * factorial(n - 1);
end;
var
n: integer;
begin
for n := 0 to 16 do
writeln(n, '! = ', factorial(n));
end.
我们将使用 Python 语言实现 Pascal 解释器，你也可以使用你熟悉的其他任何语言，因为所遵循的实现原理不依赖于任何特定的实现语言。 好的，让我们开始吧。 各就位，预备，开始！
下面将通过编写一个简单的算术表达式解释器（也称为计算器）开始尝试编写解释器和编译器。 今天的目标很简单：让你的计算器计算两个个位整数的和，如 3 + 5。 下面是计算器的源代码，不，是解释器：
# Token types
#
# EOF (end-of-file) token is used to indicate that
# there is no more input left for lexical analysis
INTEGER, PLUS, EOF = 'INTEGER', 'PLUS', 'EOF'
class Token(object):
def __init__(self, type, value):
# token type: INTEGER, PLUS, or EOF
self.type = type
# token value: 0, 1, 2. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, '+', or None
self.value = value
def __str__(self):
"""String representation of the class instance. Examples: Token(INTEGER, 3) Token(PLUS '+') """
return 'Token({type}, {value})'.format(
type=self.type,
value=repr(self.value)
)
def __repr__(self):
return self.__str__()
class Interpreter(object):
def __init__(self, text):
# client string input, e.g. "3+5"
self.text = text
# self.pos is an index into self.text
self.pos = 0
# current token instance
self.current_token = None
def error(self):
raise Exception('Error parsing input')
def get_next_token(self):
"""Lexical analyzer (also known as scanner or tokenizer) This method is responsible for breaking a sentence apart into tokens. One token at a time. """
text = self.text
# is self.pos index past the end of the self.text ?
# if so, then return EOF token because there is no more
# input left to convert into tokens
if self.pos > len(text) - 1:
return Token(EOF, None)
# get a character at the position self.pos and decide
# what token to create based on the single character
current_char = text[self.pos]
# if the character is a digit then convert it to
# integer, create an INTEGER token, increment self.pos
# index to point to the next character after the digit,
# and return the INTEGER token
if current_char.isdigit():
token = Token(INTEGER, int(current_char))
self.pos += 1
return token
if current_char == '+':
token = Token(PLUS, current_char)
self.pos += 1
return token
self.error()
def eat(self, token_type):
# compare the current token type with the passed token
# type and if they match then "eat" the current token
# and assign the next token to the self.current_token,
# otherwise raise an exception.
if self.current_token.type == token_type:
self.current_token = self.get_next_token()
else:
self.error()
def expr(self):
"""expr -> INTEGER PLUS INTEGER"""
# set current token to the first token taken from the input
self.current_token = self.get_next_token()
# we expect the current token to be a single-digit integer
left = self.current_token
self.eat(INTEGER)
# we expect the current token to be a '+' token
op = self.current_token
self.eat(PLUS)
# we expect the current token to be a single-digit integer
right = self.current_token
self.eat(INTEGER)
# after the above call the self.current_token is set to
# EOF token
# at this point INTEGER PLUS INTEGER sequence of tokens
# has been successfully found and the method can just
# return the result of adding two integers, thus
# effectively interpreting client input
result = left.value + right.value
return result
def main():
while True:
try:
# To run under Python3 replace 'raw_input' call
# with 'input'
text = raw_input('calc> ')
except EOFError:
break
if not text:
continue
interpreter = Interpreter(text)
result = interpreter.expr()
print(result)
if __name__ == '__main__':
main()
将上面代码保存为 calc1.py 文件，或者直接从 GitHub 中下载。 在深入研究代码之前，请先在命令行中运行它，并查看其运行情况。动手试试！下面是我的笔记本电脑上的会话示例 (如果你想在 python3 上运行， 应该用 input 替代 raw_input)：
$ python calc1.py
calc> 3+4
7
calc> 3+5
8
calc> 3+9
12
calc>
为确保你的简单计算器能正确执行，不抛出异常，你的输入需要满足以下规则:
这些规则非常有助于简化计算器。 不过不用担心，你的计算器很快就会变得复杂起来。
好了，现在让我们深入了解下你的解释器如何工作，以及它如何判别算术表达式。
当你在命令行输入表达式 3+5 时，你的解释器会得到一个字符串 “3+5”。 为了让解释器准确理解如何处理该字符串，解释器首先需要将输入的 “3+5” 分解成多个称为 token 的组件。 token 是具有类型和值的对象。 例如，对于字符串“3”，token 的类型会是 INTEGER，对应的值会是整数 3。
将输入字符串分解为 token 的过程称为 文法分析。 因此，解释器需要做的第一步是读取输入字符并将其转换为 token 流。 解释器中执行此操作的部分称为文法分析器，或简称 词法分析器。 您可能还会遇到这一组件的其他叫法，例如 scanner(扫描器) 或 tokenizer(标记符生成器)。 它们都代表相同的东西，即：解释器或编译器中将输入字符转换为 token 流的组件。
Interpreter 类中的 get_next_token 方法就是你的词法分析器。 每次调用它时，都会获得从传递给解释器的输入字符中创建的下一个 token。 让我们仔细看看方法本身，看看它是如何实现将字符串转换为 token 的。 输入字符存储在变量 text 中，变量 pos 存储该字符串的索引（将字符串视为字符数组）。 pos初始化为0，指向字符 ‘3’。 该方法首先检查 pos 位置的字符是否为整形数字，如果是，则 pos变量加1，并返回 INTEGER 类型的 token 实例，最后将 token 实例的值设置为字符串 “3” 的整数值，即整数 3：
索引 pos 现在指向变量 text 中的 “+” 字符。 再次调用 get_next_token 方法时，它会判断索引 pos 指向的字符是不是整形数字，然而判断该字符是一个加号。结果，索引 pos 加1， 并返回一个新创建的类型为 PLUS、值为 “+” 的 token：
索引 pos 现在指向字符 ‘5’。 再次调用 get_next_token 方法，它会判断 pos 指向的字符是否为整形数字，这次是整形数字，则索引 pos 加 1 ，并返回一个新的 INTEGER 类型的 token，token 值设置为整形数字 5：
因为索引 pos 现在指向字符串“3 + 5”的最后位置，再次调用 get_next_token方法时，返回 EOF token：
亲手试一试，观察、了解计算器的词法分析器组件的工作原理：
>>> from calc1 import Interpreter
>>>
>>> interpreter = Interpreter('3+5')
>>> interpreter.get_next_token()
Token(INTEGER, 3)
>>>
>>> interpreter.get_next_token()
Token(PLUS, '+')
>>>
>>> interpreter.get_next_token()
Token(INTEGER, 5)
>>>
>>> interpreter.get_next_token()
Token(EOF, None)
>>>
现在解释器可以访问由输入字符生成的 token 流，解释器会对 token 流做进一步处理：从词法分析器 get_next_token 生成的序列化 token 流结构中。 依次找到以下结构：INTEGER &＃8211; > PLUS &＃8211; > INTEGER。 也就是说，解释器尝试找出 token 序列：先是一个整数，然后一个加号，最后一个整数。
负责查找和解释 token 结构的方法是 expr。 此方法验证输入的 token 序列是否与预期 token 序列一致，比如： INTEGER &＃8211; > PLUS &＃8211; > INTEGER。 在确认 token 序列结构无误后，expr 方法通过求 PLUS 结构左右两侧 INTEGER 结构存储值的和，得到表达式的结果。从而成功地解释用户输入到解释器的算术表达式。
expr 方法借助 eat 方法 来验证当前得到的 token 类型是否与预期 token 类型相匹配。 匹配 token 类型成功后，eat 方法会获取下一个 token 并赋值给 current_token 变量，从而有效地“吃掉”当前匹配的 token 并推进 token 流中的虚拟指针。 如果 token 流中的结构与预期 INTEGER PLUS INTEGER 的 token 序列不对应的话，eat 方法会抛出异常。
让我们回顾一下你的解释器在验证算术表达式时所做的工作：
祝贺你。 你已经学会了如何构建属于你的第一个解释器！
下面该开始练习了。
你不会认为仅仅读完这篇文章就够了是吗？ 好吧，现在完成下面练习：
测试你对文章的理解
在本文结束之前，我真切希望你正在学习解释器和编译器。希望你马上就学，而不是扔到一边。别等了。如果你已经概略看过本位，再读一遍。如果你认真读过，但没有完成练习——那就现在开始（做练习）。如果你没有做完，那完成它。你读懂大意，理解怎么回事了吗？签署保证书，今天就开始学习解释器和编译器!
在本文结束之前，我真的希望你致力于研究解释器和编译器。 我希望你现在就学。 不要放到一边。 不要等。如果你大概浏览了这篇文章，请重新读一遍。 如果你认真仔细阅读，但没有做过练习 — 现在就去练习。 如果你只做了其中一些，那么完成其余的练习工作。 理解怎么回事了吗？签署保证书，今天就开始学习解释器和编译器!
I, ____________________, of being sound mind and body, do hereby pledge to commit to studying interpreters and compilers starting today and get to a point where I know 100% how they work!
Signature:
Date:
签好名，注明日期，放到每天都能看到的显眼处，以确保你坚持你的承诺。牢记承诺的定义:
“Commitment is doing the thing you said you were going to do long after the mood you said it in has left you.” — Darren Hardy
好的，今天就是这样。 在该系列文章的下一篇中，将扩展计算器以处理更多算术表达式。 敬请关注。
如果你等不及第二篇文章，并且正在深入挖掘解释器和编译器，那么我在下面的推荐书目将会对你有帮助：
原文链接：Let’s Build A Simple Interpreter. Part 1.
作者博客：Ruslan’s Blog
——2018-12-26——
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