编程系统教程

目的与范围

本文全面概述了“Build Your Own X”代码库中关于编程系统的教程。这些教程指导开发者从零开始构建自己的编程语言、编译器、解释器、正则表达式引擎、命令行Shell和Git实现。有关应用程序开发的教程，请参阅应用程序和工具教程；有关操作系统等系统基础设施的教程，请参阅系统基础设施教程。

来源：README.md27-32 README.md290-333 README.md335-345 README.md356-364 README.md224-232

编程系统概述

编程系统代表了开发者用于创建软件的基础工具和语言。从零开始构建这些系统，能够深入了解编程语言是如何被处理、解释和执行的。

“Build Your Own X”代码库包含了用多种语言实现各种编程系统的教程，以满足不同技能水平和兴趣的需求。

涵盖的编程系统类型

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编程语言和编译器

编程语言实现教程构成了该代码库的重要部分。这些指南涵盖了构建解释器、编译器和相关的语言处理工具。

语言实现的组成部分

来源：README.md290-333

值得关注的语言实现教程

该代码库提供了许多编程语言的语言实现教程，方法各异

重点领域	值得关注的教程	语言
Lisp 解释器	Make a Lisp, Little Lisp interpreter, Build Your Own Lisp	多种语言, JavaScript, C
编译器	Let's Build a Compiler, Kaleidoscope with LLVM, Writing a C Compiler	Pascal, C++, OCaml
字节码虚拟机 (Bytecode VMs)	Home-grown bytecode interpreters, Write your Own Virtual Machine	C, 多种
垃圾回收	Baby's First Garbage Collector, Writing a Simple Garbage Collector	C

C、JavaScript、Python 和 Haskell 等语言在该类别中尤为突出，提供的实现范围从简单的解释器到带有优化阶段的完整编译器。

来源：README.md290-333

正则表达式引擎

正则表达式引擎是现代编程语言中文本处理的基础。该代码库包含了使用不同算法实现正则表达式引擎的教程。

正则表达式引擎架构

来源：README.md335-345

重要正则表达式实现教程

这些教程涵盖了正则表达式实现的各种方法

回溯引擎（Backtracking Engines）：简单但可能效率低下，在JavaScript教程中有所演示，例如“Build a Regex Engine in Less than 40 Lines of Code”
NFA（非确定有限自动机）：对于复杂模式更高效，在“Regular Expression Matching Can Be Simple And Fast”等教程中有所介绍
DFA（确定有限自动机）：效率最高但实现复杂，在“Build Your Own Regular Expression Engines”中有所探讨

该代码库包含了C、JavaScript、Perl、Python、Go和Scala语言的实现，每种实现都展示了解决正则表达式匹配问题的不同方法。

来源：README.md335-345

命令行 Shell

命令行Shell教程教导开发者如何构建类似于Bash、Zsh或Windows PowerShell的交互式命令解释器。

Shell架构与执行流程

来源：README.md356-364

Shell实现教程

该代码库包含了几个侧重点不同的Shell实现教程

教程	语言	主要功能
Tutorial - Write a Shell in C	C	进程创建、管道、作业控制
Let's build a shell!	C	命令解析、执行
Writing a UNIX Shell	C	Shell内部机制、信号处理
Writing a simple shell in Go	Go	现代语言实现
Build Your Own Shell using Rust	Rust	内存安全、现代方法

这些教程涵盖了Shell的基本组成部分，包括命令解析、进程创建和管理、信号处理、I/O重定向以及环境变量管理。

来源：README.md356-364

Git 实现

Git实现教程指导开发者构建自己的版本控制系统，深入了解Git如何管理代码历史。

Git 系统组件

来源：README.md224-232

值得关注的Git实现教程

该代码库提供了多种语言的Git实现教程

Gitlet (JavaScript)：一个涵盖核心Git功能的全面实现
Write yourself a Git (Python)：侧重于Git内部机制和数据结构的教程
ugit (Python)：逐步构建Git功能的指南
Rebuilding Git in Ruby：基于Ruby的Git内部实现

这些教程通常涵盖：

Git的内容寻址文件系统
对象模型（blobs、trees、commits）
索引/暂存区实现
基本命令如init、add、commit、branch，有时也包括merge
更高级教程中的远程操作