把C++當指令碼語言寫！

　　提到指令碼，腦海裡馬上閃過一大堆：Python，Perl，Ruby，PHP，JS，VBS，LUA。。。 不過你有沒聽說過，用經典的C++做指令碼語言嗎？先不多說，上個圖。（先別糾結那個function，那僅僅是個宏而已，待會你就明白了）

　　

　　

　　

　　或許你在想這一定是瘋了，用世界上最複雜的語言做指令碼，寫的人累不說，指令碼引擎先累壞了。各種複雜的模板庫，要邊解釋邊運行，得有多強大的虛擬機器才撐得住。

　　好吧，那麼我們退一步，不強求解釋執行，迴歸到原始的編譯後執行。———— 不過那還算指令碼嗎？

　　

編譯速度

　　事實上如今高效能的指令碼都是先編譯後啟動並執行，大名鼎鼎的JavaScript V8引擎，號稱速度最快的LUA-Jit，以及眾所周知的ActionScript。。。預先編譯不僅能大幅提高運行速度，更重要的是能夠提前發現指令碼中顯式的錯誤。

　　

　　但指令碼中所謂的編譯，和傳統語言的編譯，還是很大區別的。指令碼的編譯，不過是代碼上的深度最佳化，很快就可以完成。相比複雜了多的C++來說，似乎是望塵莫及的。提到C++的編譯速度，大家的映象莫過於在VC裡按下F5之後，看著輸出框內一條一條的“Compiling...”緩緩出現。有時僅僅測試一個微小的修改，也要等上好幾秒的時間。緩慢的編譯速度備受煎熬，以至於簡單的程式往往選擇VB或C#這樣可以快速調試的語言。

　　

　　對於龐大的MFC程式來說，緩慢的編譯是理所當然的。但簡單的小程式出現過長的編譯時間，那一定是標頭檔引用的不合理了。事實上，使用預先處理標頭檔的小程式，編譯僅僅是一瞬間的，之後的各種停頓往往是IDE引起的。

　　

　　那麼我們就來測試下，不用IDE，僅用純命令編譯個C++小程式。我們使用VC6.0的編譯器：CL.exe

　　為了確保純淨的編譯環境，我們把CL.exe必須依賴的檔案複製到建立的檔案夾裡。對於VC6的版本，只要有如下5個檔案，就可以完成.cpp到.exe的編譯了。

CL.exe
　　C1XX.DLL
　　C2.DLL
　　MSPDB60.DLL
Link.exe

　　開啟cmd，設定好環境變數，對應到VC6的頭目錄和庫目錄

SET INCLUDE=C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\VC98\Include

SET LIB=C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib

　　就可以調用命令編譯了：

cl test.cpp

　　一眨眼的工夫，編譯和連結完成，產生了test.exe，一切正常。而這還是在沒有使用先行編譯頭的情況下編譯的。

　　

　　由此可見，即使語言本身很複雜，但只要用它寫的代碼不複雜，編譯還是非常快的。

　　仔細想想也應如此。以如今的硬體設定，運行98年的編譯器，編譯一個才幾行代碼的程式，自然是一瞬間的。

　　命令列編譯簡單的C++程式是如此的快速，利用這個優勢，繼續我們的指令碼探索。。。

　　

運行環境

　　如果要寫一個產生100個隨機序號的小程式，你會使用哪類語言？

　　相比傳統語言要先建立一個工程項目，我們直接在案頭建立個文字檔就可以寫指令碼了。

　　雖然用文字編輯器寫代碼沒任何優勢，但對於簡單的程式足矣。之後程式交給其他人使用時，指令碼優勢就淋漓盡致的體現出來了：當他們自己想簡單修改一些邏輯規則時，只需用記事本開啟就可以，而記事本每台電腦上都有。

　　相反，傳統語言寫的程式，即使有原始碼，使用者想簡單的修改下也無法生效，還需安裝並配置好相應的開發環境才行，這對不熟悉的人來說頗費周折。

　　

　　所以指令碼必須足夠簡單 —— 簡單到使用者只管修改和運行就可以，其他步驟都交給指令碼宿主自動完成。

　　

　　如果想用C++寫指令碼，那麼代碼的編譯和連結當然必須是全自動的，這並不複雜。

　　但僅僅依靠CL.exe等幾個命令還是不夠的，因為在其他的電腦上並沒有相應的開發環境 —— Include和Lib檔案夾，因此就無法通過編譯和連結了。

　　而這些標頭檔庫檔案，一共多達上千個，全都帶上則有近百兆！顯然，我們的指令碼只用到幾個準系統就可以了，那些複雜的windows標頭檔就沒必要了。

　　

　　事實上，程式的標頭檔只是函數和結構的定義，僅僅用來給編譯器分析而已，最終並不產生實際的指令。所以，我們把常用的標頭檔，事先產生一個.pch先行編譯頭檔案就可以。以後編譯時間，將他對應到某個標頭檔就可以了，例如stdafx.h。這樣就無需使用任何標頭檔了。即使stdafx.h也不在，編譯仍然能通過，因為這一切都打包在.pch裡面了。並且大量的標頭檔經過事先的分析，編譯時間就無需再編譯它們了，速度大幅提升。

　　

　　至於Lib檔案，裡面都是庫函數的內容。除非整個程式不使用任何C執行階段程式庫，那麼我們可以不帶上任何lib，但那樣只能寫最基本的代碼了。對於一般的簡單指令碼程式，只需幾個必要的lib即可：KERNEL32.LIB，LIBCMT.LIB，LIBCPMT.LIB，OLDNAMES.LIB。總共才1M多。

　　

　　我們把這幾個lib檔案以及.pch檔案，放在cl.exe同個目錄下，這樣就無需指定INCLUDE和LIB環境變數。

　　

　　

　　至此，我們有了一個精簡版的VC6編譯器。通過上述10個檔案，我們可以不依賴任何環境，獨立編譯C++程式了。

cl /Yu"stdafx.h" /Fp"MyDLL.pch" test.cpp

實際運行

　　現在，我們可以動態產生C++代碼檔案，並且自動編譯的能力了。但是如何將最終的二進位檔案與指令碼宿主互動呢？

　　由於exe只能運行在獨立的進程裡，資料互動只能通過匿名管道，要實現回調什麼的非常困難。

　　但若換成dll就可以大顯身手了，不僅運行在同一進程空間內，更重要的是dll是可以動態載入卸載的，這一點太符合指令碼程式的特性了。並且當某個模組更新了之後，就可以把先前的模組釋放掉，載入最新的。而這一切都是動態，無需重啟宿主即可完成！

　　而且dll可以匯出內部的函數，宿主用GetProcAddress()就可以輕鬆獲得某個函數地址；至於回調，傳遞一個宿主的函數指標給指令碼就可以了。只要約定好函式宣告，雙方都可以用最簡單原始的方法互相調用，甚至共用同一塊記憶體空間。

　　

　　為了讓函數匯出更簡潔，本例中定義了個叫function的宏：

#define function extern "C" __declspec(dllexport) void

　　於是就可以簡單的定義一個匯出函數了：

function Test(){      // some code here}

　　是不是很有指令碼的感覺呢：）

　　

語法檢查

　　一個用文字編輯器敲出來的代碼，拼字錯誤是難免的。所以一個好的指令碼引擎，會在運行前做一次全面的語法檢查，事先排除明顯的錯誤，而不是邊解釋邊運行。

　　C++就是將其做到了極限，不僅能查出致命的錯誤，甚至不規範的代碼也會有警告提示。這是非常值得的，一個小bug浪費的時間，足夠幾萬次編譯了。

　　想要在我們的C++指令碼裡實現這個功能，其實是非常簡單的。因為在調用cl.exe編譯時間，要是有編譯錯誤就會反饋出來。我們根據對應的錯誤行號，提示使用者就可以了。

　　

　　

　　

　
調試環境

　　一個強大的指令碼引擎，往往帶有調試器。雖然編譯器能夠預先排除一些錯誤，但是邏輯上的錯誤只有在運行時才能出現。

　　對於簡單的指令碼程式，這項功能似乎不那麼重要。畢竟在調試狀態下運行，效能會有所影響。

　　在C++指令碼裡，我們可以通過宏來擴充調試功能，決定是否輸出調試資訊。不過對於異常錯誤，處理就比較講究了。

　　由於我們最終啟動並執行是二進位dll模組，這和普通的指令碼有著天壤之別。dll模組是和宿主共用一個進程的，所以一旦當dll內異常觸發時，整個進程包括宿主一塊進入調試狀態了（系統裝有開發環境的話）。如果錯誤過於嚴重，會導致整個進程的崩潰。這是個非常值得注意的地方，也是C++作指令碼在許可權上的隱患。所以儘可能少用指標特性，使用更安全的代碼，讓代碼風險降到最少。

　　對於致命的錯誤，宿主記錄下dump檔案是非常重要的，方便調試。

　　

　　不過出於簡單，本例的宿主是用VB寫的，也就無法在調用前使用__try{}進行SEH捕捉。如果宿主也是C++實現的話，則儘可能捕捉dll內的異常。

 

開發環境

　　有別於指令碼語言，C++本身就是用於大型程式的開發，所以開發環境是非常完善的。

　　但作為一個指令碼，往往都是單個的文字檔，而不是一個項目組。任何版本的VC編輯單個cpp檔案，和編輯純文字檔案幾乎沒有區別。因此我們事先得建立一個模板項目，將需要編輯的cpp移到此項目內開發，這樣才會有下拉框智能提示等功能。

　　不過既然選擇它作為指令碼來使用，那就應該用來處理一些簡單的，經常變更的邏輯事務。對於複雜的指令碼程式，還不如直接寫在宿主裡面了。

　　

　　事實上，“程式”和“指令碼”之間從沒一條固定的界限。用純粹的程式也可以寫一個複雜的遊戲故事情節，用純粹的指令碼也可以開發一個大型項目。只不過太過死板，或太過靈活，都會增加額外的工作量。

 

總結

　　與其稱之為C++指令碼，倒不如說是外掛程式———可以根據需求，動態產生指令的外掛程式。

　　雖然可以玩轉出一些指令碼的特徵，然而C++終究是門嚴格的語言。相比指令碼的靈活性，C++固然更為嚴謹和死板。當然，憑藉強大的宏、模版、運算子多載，我們可以充分擴充，為指令碼提供豐富多樣的特徵和文法糖。

　　當然，它的優勢也是顯而易見的：效能超高，互動簡單。並且完全支援C++的特性。

　　

　　

　　事實上，不僅僅是C++，任何一門進階語言都可以當“指令碼”使用，只要調用它們的編譯器即可。如果喜歡C#，或者Java風格，只需稍作修改就可以。

 

　　為了簡單示範，本例使用ＶＢ寫了個簡單的宿主程式，包括基本的編譯，連結，載入，語法檢查功能。

　　宿主提供了一個叫“Print”的介面，可以輸出字串。要實現更多介面和擴充功能，修改cl檔案夾內的T.h即可。

　　

　　源碼可以在這裡下載：http://files.cnblogs.com/index-html/CppScript.rar

　　

　　其中有一個DLLTmpl的工程，沒有任何用處，僅僅為了產生一個.pch先行編譯標頭檔而已。如果想在指令碼裡使用更多的標頭檔，就得在StdAfx.h內添加。編譯之後的release/MyDll.pch複製到cl檔案夾，覆蓋原有的即可。