Транскомпилируемые языки: проекты конвертации код-в-код

Источник: Ward Cunningham

Транспиляция — это конвертация кода одного языка в другой. С помощью специального транспилера (транскомпилятора) один язык программирования общего назначения можно перенести на любой другой язык программирования общего назначения.

Если необходимо переключиться на другой язык, транспилеры помогут разработчикам сохранить бóльшую часть существующего кода, не переписывая весь код вручную. Например, при преобразовании программ из Python 2 в Python 3, или при переносе софта от старого API в новый.

Термины «транспилер» и «транскомпилятор» часто взаимозаменяемы, но все же считается, что различия есть. Например, для преобразования кода C++ в C потребуется транспилер, а для конвертации Python-Ruby — транскомпилятор. Babel для JavaScript — это транспилер, а TypeScript — транскомпилирумый язык.

Иногда после конвертации транспилером для правильной работы кода требуется ручная настройка, в то время как в транскомпилируемых языках код должен работать без изменений. Сегодня поговорим о тех и о других, но главное — расскажем о популярных транс-проектах, которые разработчики могут использовать в повседневной работе.

Транспилирование во фронтенде

Конвертация — важная часть фронтенд-разработки: поскольку новые фичи в браузерах появляются медленно, были созданы языки с экспериментальными возможностями, которые транспилируются в совместимые с браузерами языки.

За буйный расцвет транс-языков для JavaScript также несут ответственность разработчики браузеров, использующие в каждом проекте свой механизм JavaScript. В результате браузеры имеют различную производительность, реализуют свой набор функций JavaScript, и к полному соответствию спецификации приближаются с разной скоростью.



Sass, Less и Stylus упрощают создание CSS-кода. Так Sass обладает гибким синтаксисом, логикой (@if, each), математикой (можно складывать числа, строки и цвета), за счет чего все богатство кода транспилируется ruby-программой в обычный CSS.

Less (Leaner Style Sheets) выглядит так же, как CSS, но имеет удобные дополнения: переменные, миксины, арифметические операции (как у Sass) и т.д.

Stylus написан на Node.js и отличается от Sass и Less более чистым синтаксисом. Но фактически эти три языка очень похожи друг на друга, поэтому не ошибетесь, если выберите любой из них.



Скажем «Hello, World!» на CoffeeScript — что может быть проще:

alert "Hello, World!"

CoffeeScript долгое время оставался самым популярным проектом для JavaScript. Это неудивительно: совмещая доступность (документация умещается на одной странице), функциональные фичи (скобки, отступы и т.д.) и чистый, вдохновленный Ruby, синтаксис, этот язык дает разработчикам много степеней свободы и позволяет сделать JS более выразительным.



Осваиваем TypeScript:

letmessage:string = "Hello World"
console.log(message)

TypeScript — конкурирующий проект под JavaScript, скриптовый язык с добавлением опциональной статичной типизации. Позволяет более полно описывать свойства и методы объектов и классов, в отличие от JS, избавляя от необходимости осуществлять проверку всех аргументов, входящих в метод или функцию.

Существует мнение, что JavaScript — это язык с фундаментальными изъянами. Иначе трудно объяснить популярность транс-языков, работающих именно над исправлением его недостатков. Помимо вышеназванных проектов есть еще гибкий язык веб-программирования Dart, компилятор из JavaScript в JavaScript Closure Compiler и многие другие решения, узнать о которых вы можете на странице «Список языков, которые компилируются в JS».

Конвертируем в С

В 2006 г. появился проект Vala, состоящий из двух языков: Vala и Genie, транслирующих самый обычный код на С, который, в свою очередь, компилируется в исполняемый файл или библиотеку.

Синтаксис Vala очень похож на C#, но адаптирован для лучшей совместимости с системами GObject, в то время как Genie имеет много общего с Python. Первый язык сейчас более распространен, чем Genie, поэтому рассмотрим его подробнее.

Почему возникла необходимость в таком проекте? Многие разработчики хотели писать приложения и библиотеки для GNOME на высокоуровневых языках, но по разным причинам не могли или не хотели использовать C# или Java. Vala позволяет быстро создать сложный объектно-ориентированный код, поддерживая стандартные C API и ABI при низких требованиях к памяти.

Библиотеки C# и Java нельзя использовать так же, как нативные библиотеки GObject из C и других языков, и нельзя считать их частью платформы GNOME. Valac, транскомпилятор Vala, создает файлы C из исходных файлов Vala так, словно вы написали свою библиотеку или приложение непосредственно на C. Использование библиотеки Vala из приложения C не отличается от использования любой другой библиотеки на основе GObject.

Читаем и записываем файл на Vala:

voidmain () {
try {
stringfilename = "data.txt";
 
// Writing
stringcontent = "hello, world";
FileUtils.set_contents (filename, content);
 
// Reading
stringread;
FileUtils.get_contents (filename, outread);
 
stdout.printf ("The content of file '%s' is:\n%s\n", filename, read);
    } catch (FileErrore) {
stderr.printf ("%s\n", e.message);
    }
}

С другими примерами кода вы можете ознакомиться на сайте.

От Flash до мультиплатформенности

Haxe создавался одновременно с Vala, но предназначен для транспилирования во Flash, JavaScript и Neko. С таким набором скиллов язык был обречен на вымирание, однако он не только выжил, но и завоевал большую популярность.

Секрет успеха заключается в мультиплатформенности. Со временем Haxe разросся до мощного набора инструментов, поддерживающих транскомпиляцию на разные языки и платформы, включая JavaScript, C++, C#, Java, JVM, Python, Lua, PHP и Flash.

Haxe — современный, высокоуровневый, строго типизированный язык программирования. В то же время он довольно простой и практичный, благодаря чему компиляцию можно приспособить к различным целевым платформам. Его синтаксис в основном соответствует стандарту ECMAScript, но при необходимости изменяется.

«Hello World» на Haxe:

classMain {
staticpublicfunctionmain():Void {
trace("Hello World");
  }
}

В JavaScript эти строчки кода будут выглядеть следующим образом:

haxe -main HelloWorld -js HelloWorld.js

А в Java так:

haxe -main HelloWorld -java path/to/java/out

Бóльшая часть кода Haxe организована в классы и функции, что делает его ООП-языком, напоминающим Java, ActionScript 3 и C#. Тем не менее Haxe разрабатывался с упором на прагматичность и легкость синтаксиса.

И о транспилерах

• C2Rust и Corrode — две не безгрешные возможности перенестись из C в Rust.
  
• VOC — транспилер из Python 3.4+ в Java, который поможет создавать приложения для Android на базе кода Python.
  
• Lombok — интересное решение для тех, кому не нравится Java, или не нравится ничего, кроме Java. Это плагин компилятора, добавляющий в Java новые «ключевые слова» и превращающий аннотации в Java-код, сокращая усилия на разработку и обеспечивая дополнительную функциональность. Например, он позволяет в обычном коде на Java использовать ключевое слово val (аналог var из C#).
  
• Bridge.NET позволяет использовать в JavaScript производительность C#, а также мощные VisualStudio IDE и стандартные инструменты .NET (такие как msbuild, рефакторинг, модульное тестирование, статический анализ, визуализация кода, FxCop).
  
• Grumpy обеспечивает трансляцию кода на языке Python в представление на языке Go и позволяет бесшовно запускать Python-программы в runtime-окружении Go. Проект избавляет от проблемы глобальной блокировки интерпретатора, не допускающей параллельного выполнения нескольких нитей кода.
  

Конечно же, есть множество других транспилеров. О любимых инструментах вы традиционно можете рассказать в комментариях.

Заключение

Существует огромное количество других языков, поэтому для своего проекта вы всегда можете подобрать самый подходящий. Но ситуации, когда необходима конвертация код-в-код — не такая уж редкость, так как транспиляции C++ в C, PHP в C++ и «что угодно в JavaScript» случаются довольно часто.

«Переводчик» с одного языка на другой — хорошая идея, но лишь до тех пор, пока результат можно четко предсказать и использовать без рисков. Так, переход с COBOL на Java давался тяжело, поскольку в Java до версии JDK 1.4 не было memory-mapped files. А упомянутые в статье C2Rust и Corrode на выходе дают не идиоматичный код, помеченный как unsafe и наполненный «сырыми» указателями.