Интерпретатор скрипта на С++

Написал простой интерпретатор, конечно не конкурент lua, но тоже может пригодиться.
Кому интересно прошу.

Сразу пример, что получилось:

stringstream ss; ss << "$a = 5;"       "$b = 2;"       "while($a > 1){"       "  $a -= 1;"       "  $b = summ($b, $a);"       "  if($a < 4){"       "    break;"       "  }"       "}"       "$b"; string res = ir.cmd(ss.str()); // 9 

Что хотелось

Идея была в том, чтобы полностью отделить функционал (пользовательские операторы и функции) от самого языка скрипта, ограничиться минимумом ключевых слов (всем известных), ну и сделать интерпретатор и язык компактным и удобным для использования.

Что получилось

Скриптовый язык вышел простой и ограниченный конечно.
Состоит из трех компонентов — переменные, выражения и функции, и нескольких базовых ключевых слов. Тип значений для всех компонентов — строка.
Нет жестко забитых функций и операторов, все добавляет программист перед запуском скрипта.

Как это работает

Первый этап — парсинг скрипта. На этом этапе идет синтаксический разбор текста скрипта: выделяются ключевые слова, операторы, функции.
Явно АСД не создается, но косвенно появляется (можно сказать в плоскости массива) в виде очереди операций, которые должны быть выполнены последовательно, то есть другими словами, все встречающиеся сущности попадают в массив операций сразу в нужном порядке выполнения.
Все ошибки написания скрипта находятся на этом этапе.
Второй этап — выполнение скрипта. Здесь идет проход по массиву операций, с последовательным выполнением каждой.
Внутри все построено на рекурсивном вызове функций и проверках условий вызова.

Основные компоненты скрипта:

• Переменная. Любая последовательность символов в коде скрипта начинающаяся с ‘$’, считается переменной.
  Переменные используются для хранения промежуточных результатов вычислений, и для передачи параметров в функции. Имеют глобальную область видимости.
  Объявляются и используются только в коде скрипта, сразу использовать без объявления можно (значение по умолчанию — пустая строка):

  $c = 5 + 6; summ($c, 6); 

  Ко всем переменным в скрипте можно обращаться (и изменять их при необходимости) из основного кода, например, в функции:

  Intrerpreter ir; ir.addFunction("summScriptVars", [&ir](const vector<string>& args) ->string {     int res = 0;     for (auto& v : ir.allVariables()) {       if (isNumber(v.second)) res += stoi(v.second);     }     return to_string(res);   }); 

• Выражение. Состоит из переменных, операторов и вызовов функций.
  Обязательно должно заканчиваться символом ‘;’.
  Может быть параметром функции, в этом случае его не нужно закрывать символом ‘;’.
  В выражениях могут использоваться скобочки для повышения приоритета операций над переменными. О приоритете ниже.

  $b = 4;  $c = 5 + $b + 3 - 7;  $a = $b * (3 + $c) + summ($a, $b, $c + 1); 

• Функция. Любые функции создаются на уровне основного кода, в скрипте только используются. Функция принимает массив параметров, возвращает строку как результат работы.
  Сначала функцию нужно определить и добавить в основном коде:

  Interpreter ir; ir.addFunction("summ", [](const vector<string>& args) ->string {     int res = 0;     for (auto& v : args) {       if (isNumber(v)) res += stoi(v);     }     return to_string(res);   }); 

  В скрипте функция вызывается по имени, параметры передаются в скобочках, как обычно:

  $b = summ($b, $a); 

  Функция может принимать другие функции и выражения:

  $b = 1; $c = summ($b, summ($b + 5, $b + $b - 1), 4); $a = $c - summ($b, 3); 

• Оператор. Любая последовательность символов в коде скрипта, заранее определенная в основном коде, считается оператором.
  Сначала оператор нужно определить и добавить в основном коде:

   Interpreter ir;  ir.addOperator("+", [](string& leftOpd, string& rightOpd) ->string {     if (isNumber(leftOpd) && isNumber(rightOpd))       return to_string(stoi(leftOpd) + stoi(rightOpd));     else       return leftOpd + rightOpd;   }, 1);     ir.addOperator("==", [](string& leftOpd, string& rightOpd) ->string {     return leftOpd == rightOpd? "1" : "0";   }, 2);    ir.addOperator("=", [](string& leftOpd, string& rightOpd) ->string {     leftOpd = rightOpd;     return leftOpd;   }, 17); 

  При создании оператора помимо определения нужно задать приоритет.
  Приоритет работает так же как в С++: нулевой наивысший, далее чем больше значение приоритета, тем позже будет выполнен оператор. Порядок выполнения операторов с одинаковым приоритетом — слева направо.
  Операторы используются в выражениях.

  $c = 5 + 6; $b = 2; $a = $c + 5;  $c = summ($a + 5 / $b); 

Теперь опишу остальные ключевые слова языка скрипта, в основном это управляющие конструкции.

• while(condition){body}. Выполняет циклически последовательность выражений (далее, тело цикла) в зависимости от результата выполнения условия.
  Условие заключается в скобочки ‘()’ и, как и в любом языке, рассчитывается на каждой итерации цикла.
  Условие считается выполненным, если результат расчета условия для численного значения не равен 0, для строкового значения — не пустая строка (численное значение — значит, что строка может быть преобразована в целое число).
  Тело цикла заключается в фигурные скобки ‘{}’, и состоит из неограниченной последовательности выражений и управляющих конструкций (то есть в теле цикла могут быть другие циклы).

  $c = 1; $b = 4;  while($b > 0){   $c *= $b;    $b -= 1; } 

• if(condition){body}. Выполняет однократно последовательность выражений в зависимости от результата выполнения условия.

  $c = 1; $b = 4;  if(($b - 4) == 0){   $c = $b; } 

• else{body}. Выполняет однократно последовательность выражений, если не было выполнено предыдущее условие.

  $c = 1; $b = 4;  if(($b - 3) == 0){   $c = $b; } else{   $b = $c; } 

• elseif(condition){body}. Выполняет однократно последовательность выражений, если не было выполнено предыдущее условие и выполняется текущее условие.

  $c = 1; $b = 4;  if(($b = $b - 3) == 0){   $c = $b; } elseif($c == summ($b)){   $b = $c; } 

• break;. Выполняет прерывание текущего цикла.
  continue;. Начинает заново текущий цикл.

  $b = 4;  while($b > 0){   $b = rand(10);   if ($b == 3){     continue;   }   if ($b == 2){     break;    } } 

• #macro name{body}. Объявление макроса.
  #name;. Вставка тела макроса далее в коде.
  Под макросом здесь имеется в виду код, который повторяется много раз в скрипте, и можно его заменить именем.

  #macro myMc{  $c = 1;  $b = 4;  }; $d = 5; #myMc; 

• goto l_name;. Перемещение на метку вверх или вниз по скрипту. Должен быть единственным оператором в выражении.
  l_name:. Метка, на которую можно переместиться.
  Метка обязательно должна начинаться с ‘l_’ (элл и нижнее подчеркивание) и заканчиваться ‘:’.

  $a = 5;  while($a > 0){   $a -= 1;   if ($a == 2){     goto l_myLabel;   }   } l_myLabel: $a; 

  На метку можно перемещаться из основного кода, например, в функции скрипта вызвать специальную функцию ‘gotoOnLabel’ (это конечно грязный хак, специально для месье, которые знают..):

  Interpreter ir; ir.addFunction("myJump", [&ir](const vector<string>& args) ->string {     if (!args.empty())       ir.gotoOnLabel(args[0]);     }     return "";   }); 

Как использовать и где может быть полезен

Предлагается использовать как код, то есть добавлять в свой проект файл исходного кода интерпретатора, он всего один. Заголовочный файл тоже единственный.

Может использоваться в простых случаях, когда не хочется подключать что-то внешнее, но нужно дать пользователю возможность интерактивно влиять на ход выполнения ПО.
Либо в случаях, когда не хочется давать пользователю в руки весь арсенал скриптовых языков, а ограничиться простым набором команд.
Еще можно попробовать построить RPC на его основе.

Что дальше, что планируется нового

Если коротко, то ничего.
Проект в ширину расти не будет, никаких новых ключевых слов, структур не планируется добавлять. Не хочу, чтобы он разбух и превратился в еще один птичий язык, в котором надо разбираться, что там наворочено, а здесь все пока прозрачно более-менее.
Только поддержка, правка багов, возможно, стоит добавить несколько заранее определенных пользовательских функций, отдельно.

Распространяется свободно, лицензия MIT

Спасибо.

P.S.:
Я писал его ранее когда-то давно, там получилось не очень. Тут после одного письма пользователя, решил все это дело переписать по нормальному.
Вот думал, публиковать-нет статью на эту поделку, по сути тривиальный баян в принципе, и есть уже мастодонты всякие в этой нише.
Нажал все-таки кнопочку, может еще кому-то пригодится когда.