#头条创作挑战赛#
scf，是我用C语言写的一个编译器框架。
它可以把类似C语言的简单代码编译成可执行文件，暂时只支持x64的CPU和Linux系统。
语法的设计基本上参照了C语言，有一点点的改动：
1，取消了typedef 这类因为C语言的历史遗留而导致的关键字。
2，结构体类型在定义变量时不需要带struct关键字。
C语言如果没有提前用typedef 声明结构体类型的话，在定义变量时必须带struct，例如：
struct A* p;
不能直接用A* p; 除非前面用typedef struct {} A; 声明过A。
这个问题也是C语言的历史遗留问题。
实际上在语法分析时直接忽略掉声明语句中的struct并不难，C++就是这样的，但C语言或许是为了版本兼容还是添加了typedef关键字。
我在scf里把它去掉了，只在定义结构体时才需要struct，在定义变量或指针时不需要struct。
3，对结构体的所有操作c++结构体初始化，在实现上都通过指针。
结构体，实际上是个成员变量的字节数不固定的“数组”。
struct A {
double d;
int i;
char c;
};
int a[3];
结构体A和数组a都有3个成员，区别只是结构体的成员的字节数不一样，而数组的所有成员的字节数一样。
访问结构体的元素，实际上跟访问数组的元素差不多，都是首地址+偏移量。
只是数组的偏移量，是单个成员的字节数*成员的索引号。
结构体的偏移量，是当前成员前面的其他成员加起来的字节数。
如果结构体当函数实参的话，传指针就行，额外把结构体复制一份没意义。
传参、取结构体的成员等场景，scf全使用的指针，不支持复制结构体。
所以，结构体的运算符一律使用的->，没有使用点号.
即使这样：
struct A { int x, y; };
A a;
也是a->x = 1;
而不是C语言的a.x = 1;
我在scf框架的底层没有区分这两种运算，不管是结构体取成员、还是结构体的指针取成员，都一律按结构体的指针取成员。
实际上就算是a.x = 1，到了生成机器指令的时候：也是先加载a的地址，然后根据x的偏移量赋值为1，实际还是(&a)->x = 1.
C语言对->和.做区分，我觉得还是为了后端考虑：
使用p->x = 1是指针，生成机器指令直接计算p与x的偏移量就行；
使用a.x = 1是结构体，生成机器指令时要先加载a的地址，然后再计算&a与x的偏移量；
不同的运算符，在这里是很强的提示信息，后端代码要好写一些。
如果使用同样的运算符->，编译器就要记录p和a的变量类型（p是指针，a是结构体），并做区分处理。
但是，编译器本来就要记录变量类型的（这个区分并不难），所以我就把点号运算去掉了[呲牙]
从少打字的角度考虑，->和.里选点号更好。
但是C程序员都打惯了->了，所以我还是选了->。
4，结构体的赋值运算，
结构体的赋值，和结构体指针的赋值解引用，我在设计语法时纠结了很久！
例如：
A* p;
A* q;
A a;
A b;
p和q是结构体的指针，a和b是结构体。
如果a和b之间赋值的话c++结构体初始化，可以这么写a = b;
如果p和q之间赋值的话，就存在2个语义：
1）指针赋值，
p = q;
不涉及到结构体成员的拷贝，只是让8个字节的指针变量p = q就行。
2）指针的赋值解引用，实际是结构体赋值。
例如，*p = *q;
它的抽象语法树如下：
*p = *q的抽象语法树
要想处理这种情况，不得不去查看=两边的类型。
两个星号*的运算结果都是结构体，而不是结构体的指针。
但是，这种情况没法直接处理等号=的两个子节点，而必须接着往下找，才能找到真正要处理的变量p和q。
a=b和p=q的抽象语法树
并且，a = b, p = q, *p = *q，这三个的抽象语法树非常的接近，在处理时还得判断等号的两边到底是结构体、结构体指针、还是星号运算符。
我一开始并不想做这么复杂的判断，纠结了好久也没想到捷径，最后还是把语法设计成这样了。
另外，赋值运算符还可能被重载了，也需要在这里考虑。
所以，赋值运算符=的语义分析也写得比较复杂。
scf编译器只有1种情况直接使用结构体，而不是使用它的指针，就是对结构体的赋值：
struct A { int x, y; };
A a, b;
a = b;
A c = {1, 2};
毕竟结构体类型的变量占的内存，跟结构体的指针占的内存字节数不一样。
其他情况都是使用结构体的指针，例如：传参，访问成员变量，指针赋值，etc.
5，结构体的声明和定义，都必须在全局作用域。
不支持在结构体定义里再嵌套成员结构体的定义。
但是，支持在结构体定义里嵌套结构体类型的成员变量：这个不得不支持，否则数据结构就没法写了[捂脸]
如下这样的代码是不支持的：
struct A{
struct B {} b;
struct C {};
C c;
};
虽然C语言支持，但我觉得没必要搞这么复杂：
1）把所有结构体的定义都放在全局作用域，反而更简单。
2）把结构体类型的定义和结构体变量的声明分开，反而更简单。
所以，我设计的语法是如下这样的：
struct B {};
struct C {};
struct A {
B b;
C c;
};
6，运算符和构造函数的重载，
为了让数学公式写起来方便，我加了运算符和构造函数的重载。
但是，没有支持虚函数、继承、封装，这3个OOP机制。
C++的祖传代码，都是因为虚函数、继承、封装[捂脸]所以我把这3样全去掉了。
我觉得，保留运算符和构造函数的重载就可以了。
至于OOP机制，还是用结构体+函数指针吧[呲牙]
struct A;
struct Aops {
int open(A** pp);
void close(A* p);
};
struct A {
Aops* ops;
void* priv;
};
我觉得，C风格的结构体+函数指针的OOP就很好。
尽量把A->ops的初始化放在open()函数里，不要半截里再改变。
半截里改变函数指针，是很让人烦的。
7，去掉了头文件，也没支持宏，
如果一个文件里写得只是函数声明和类型定义，那么它就是头文件。
没有特意用.c和.h区分。
任何2个文件之间都可以包含，只要不构成递归包含！
所以，只保留了include用来包含文件，而且把它作为了关键字。
C语言的花样宏定义，我都把它去掉了。
8，struct和class这两个关键字，是完全没有差别的。
C++里的struct和class也只是封装权限的差别。
我既然把封装去掉了，这两个就没有差别了。
9，自动内存管理，
scf有两种内存管理模式：自动管理，手动管理。
如果是使用create关键字创建的（结构体）类对象，那么scf会自动管理内存：
在变量离开作用域时，会调用程序员写的__release()函数释放内存。
scf的类的构造函数和析构函数：
int __init(A* this, …); // 构造函数
void __release(A* this); // 析构函数
一个叫__init()，一个叫__release()。
为了不使用异常，构造函数有个int返回值，可以返回错误码。
析构函数就只能是void了，毕竟就算有错误码，程序也没法收到。
如果是malloc / calloc 创建的，那就手动free()吧。
如果不使用create关键字创建结构体（类）对象，那么就可以纯手动管理内存：不会触发自动内存管理。
10，协程，
我倒是写完了协程的模块代码，但一直没整合到scf里。
一旦使用了协程，程序员就必须在main()函数里主动运行协程的主线程函数。
总的来说，协程更像个编程框架，而不是编程语言。
int main()
{
co f0();
co f1();
co_run();
return 0;
}
这种代码并不会马上运行，而是在最后执行co_run()时才会运行。
co f0() 和 co f1() 只是给框架添加协程对象的结构体，相当于给epoll框架添加事件，最后还是要在末尾运行epoll_wait()时才会真正启动事件的处理。
在底层的语言里，协程都是作为框架的，而不是语言本身的机制。
11，最后给个main()函数，
main()函数
输入输出还是使用的C标准库：
不使用不行，否则就得自己去通过write()系统调用去打印hello world了。
1）scf的代码在gitee上，见我的置顶微头条，
2）拉下来之后，在parse目录下直接make，就可以获得编译器的可执行文件scf，它也在parse目录。
3）用命令./scf hello.c编译上图的代码文件，默认会生成2个文件：
1.elf，是连接前的.o文件，
1.out，是连接后的可执行文件，
用chmod +x ./1.out 给它加上运行权限，
然后运行./1.out 就可以打印出hello world了。
PS：大家如果发现BUG了记得给我说一下，我去修改scf的代码！
连接后的程序头和动态库信息
main函数的汇编指令和运行结果
连接进来的C动态库函数
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