解析树和字节码是一回事吗？

Question

字节码和解析树，特别是Perl使用的解析树到底有什么区别？它们实际上是指同一个概念，还是有区别呢？

我熟悉来自Python和Java的字节码的概念，但在阅读有关Perl的文章时，我了解到它应该在其解释器中执行解析树(而不是字节码)。

如果真的有区别，那么Perl不使用字节码(或Python不使用解析树)的原因是什么？这主要是历史上的，还是语言之间的差异需要不同的编译/执行模型？是否可以使用字节码解释器来实现Perl (具有合理的工作量和执行性能)？

Answer 1

Perl使用的不是parse tree，至少不是维基百科对它的定义。这是一个操作码树。

>perl -MO=Concise -E"for (1..10) { say $i }"
g  <@> leave[1 ref] vKP/REFC ->(end)
1     <0> enter ->2
2     <;> nextstate(main 49 -e:1) v:%,{,2048 ->3
f     <2> leaveloop vK/2 ->g
7        <{> enteriter(next->c last->f redo->8) lKS/8 ->d
-           <0> ex-pushmark s ->3
-           <1> ex-list lK ->6
3              <0> pushmark s ->4
4              <$> const[IV 1] s ->5
5              <$> const[IV 10] s ->6
6           <#> gv[*_] s ->7
-        <1> null vK/1 ->f
e           <|> and(other->8) vK/1 ->f
d              <0> iter s ->e
-              <@> lineseq vK ->-
8                 <;> nextstate(main 47 -e:1) v:%,2048 ->9
b                 <@> say vK ->c
9                    <0> pushmark s ->a
-                    <1> ex-rv2sv sK/1 ->b
a                       <#> gvsv[*i] s ->b
c                 <0> unstack v ->d
-e syntax OK

除了，尽管它被称为树，但它并不是真正的树。注意到箭头了吗？这是因为它实际上是一个操作码的列表图形(就像任何其他可执行文件一样)。

>perl -MO=Concise,-exec -E"for (1..10) { say $i }"
1  <0> enter
2  <;> nextstate(main 49 -e:1) v:%,{,2048
3  <0> pushmark s
4  <$> const[IV 1] s
5  <$> const[IV 10] s
6  <#> gv[*_] s
7  <{> enteriter(next->c last->f redo->8) lKS/8
d  <0> iter s
e  <|> and(other->8) vK/1
8      <;> nextstate(main 47 -e:1) v:%,2048
9      <0> pushmark s
a      <#> gvsv[*i] s
b      <@> say vK
c      <0> unstack v
           goto d
f  <2> leaveloop vK/2
g  <@> leave[1 ref] vKP/REFC
-e syntax OK

Perl操作码和Java字节码的不同之处在于，Java字节码被设计为可序列化(存储在文件中)。

Answer 2

解析树是程序的标记，存储在显示其嵌套的结构中(哪些参数属于哪些函数调用，哪些语句在哪些循环中，等等)。字节码是转换成二进制表示法的程序代码，以便在虚拟机中更快地执行。例如，如果您使用一种假想的语言编写以下代码：

loop i from 1 to 10 {
    print i
}

解析树可能如下所示：

loop
    variable
        i
    integer
        1
    integer
        10
    block
        print
            variable
                i

同时，为面向堆栈的虚拟机编译的原始和符号形式的字节码可能如下所示：

0x01 0x01    PUSH 1
             START:
0x02         DUP
0x03         PRINT
0x05         INCREMENT
0x02         DUP
0x01 0x0a    PUSH 10
0x04         LESSTHAN
0x06 0xf9    JUMPCOND START

在编译程序时，您首先需要解析源代码(通常生成一个解析树)，然后将其转换为字节码。跳过第二步，直接从解析树执行会更容易。此外，如果语言语法非常复杂(例如，它允许修改代码)，那么生成字节码就会变得更加复杂。如果有一个eval类型的函数来执行任何代码，那么整个编译器必须与应用程序一起分发，以便为这些代码使用虚拟机。只包含一个解析器会更简单。

在perl 6 ( Perl的下一个版本)中，代码被编译成字节码并在Parrot虚拟机上运行。预计它将提高性能。字节码相当简单，可以进一步编译为处理器的本机指令(这称为JIT编译器)，以接近编译语言(如C )的速度。