Teyru 语言参考
Teyru 0.2 的语法与语义:源文件与词法、类型、声明、原生 property、语句、泛型、lambda、异常与标准库。
本文档描述 Teyru 0.2 的语法与语义。文档以实现为准:这里写的每一项语言特性都在
tests/programs/ 有对应的测试,go test ./... 会逐项验证;标准库的 API 则只
覆盖一部分(例如 Map.putAll、String.getBytes 还没有测试用到),测试覆盖范围仍不完整。
- 1. 源文件与词法
- 2. 换行与语句终止
- 3. 类型
- 4. 声明
- 5. 原生 property
- 6. 语句
- 7. 表达式
- 8. 泛型
- 9. lambda 与方法引用
- 10. 异常
- 11. 标准库
- 12. 与 Java 的差异
- 13. 尚未实现
1. 源文件与词法
- 源文件是 UTF-8,扩展名
.teyru。开头的 BOM 会被忽略。 - 注释:
//行注释、/* ... */块注释(可跨行)。 - 标识符:以字母、
_、$或非 ASCII 字母开头,其后可接数字。 - 关键字与 Java 相同的一组(
class、interface、enum、record、new、switch…), 另有var与val(见 §3.4)。 - 字面量:整数(十进制、
0x、0b、0开头八进制、_分隔、L后缀)、 浮点(f/d后缀、指数)、char、String、文本块"""…"""、true/false/null。 - 转义序列:
\n \t \r \b \f \s \0-7 \uXXXX与\\ \' \";\<换行>续行在普通字符串 与文本块都适用。这份清单以外的转义序列是错误,会得到TY-SYN-0011(\q不是q)。
没有分号。 分号不是合法 token,会直接产生 TY-SYN-0001;
字符串、字符、注释与文本块内的分号是数据,不受影响。
2. 换行与语句终止
词法分析器不产生 NEWLINE token:每个 token 只记录“前面是否有换行”。 解析器在两个条件同时成立时把换行当作语句结束:
- 换行在此处有效:在小括号、中括号与参数列表内无效
(
f(a,\n b)合法);在块层级、类成员层级有效。 - 前缀已完整:下列情况即使有换行也不算结束——
- 表达式以运算符、逗号、
.、::、->、?、:结尾; - 下一行以
.或::开头(方法链); - 分隔符尚未关闭。
- 表达式以运算符、逗号、
实现上由 parser.continues() 决定;下一行以 + - ! ~ ( [ { @ < 开头时不延续,
避免“下一行是新语句”与“上一行还没写完”混淆。
特殊情况:
return后直接换行=无值返回;要返回值,表达式必须从同一行开始, 或用return (让它跨行。throw同理:表达式没接在同一行就是TY-SYN-0003。yield也拿不到下一行的值, 但它是被当成标识符,因此消息是cannot find symbol yield。++/--不跨行附着:后缀运算符必须与操作数同行。- 不能在行末用
;塞多个语句,请分行。 do { … } while (c)之后不加分号。
3. 类型
3.1 基本类型
boolean byte short char int long float double void,与 Java 相同的大小与范围。
3.2 引用类型
类、接口、enum、record、数组、类型变量。Object 是所有类的根,
null 可以赋值给任何引用类型。
3.3 数组
T[]、T[][]、new int[10]、new int[2][3](会创建内层数组)、
new String[]{"a","b"}、{1,2,3} 初始化列表。数组有 length 字段与
clone() 方法;元素访问会做边界检查(读取与写入都是,null 数组先抛
NullPointerException 再检查边界,顺序与 Java 相同)。
数组是协变的(Object[] o = new String[2] 合法),但创建时就记下元素类型,
所以通过更宽的视角写入不符合的值会抛 ArrayStoreException:
Object[] o = new String[2]
o[0] = "hello"
o[0] = Integer.valueOf(5) // ArrayStoreException3.4 var 与 val
var n = 10 // int,可重新赋值
val name = "ada" // String,不可重新赋值- 两者都只能用在局部变量(含增强
for的变量与 try-with-resources), 不可用于字段、参数或返回类型。 - 一定需要初始值;
null推断不出类型;lambda 需要目标类型。 val是“不可重新绑定”,不是深度不可变。- 字段与参数一律要写出类型。
4. 声明
4.1 类、接口、enum、record
class Base {
protected int value
public Base(int v) {
value = v
}
public int get() {
return value
}
}
class Derived extends Base implements Comparable<Derived> {
public Derived(int v) {
super(v)
}
@Override
public int compareTo(Derived o) {
return get() - o.get()
}
}
interface Greeter {
String greet(String who)
default String hello() {
return greet("world")
}
}
enum Color {
RED, GREEN, BLUE
}
enum Planet {
EARTH(1), MARS(2)
: // 常量区与成员区的分隔冒号
private final int rank
Planet(int rank) {
this.rank = rank
}
public int rank() {
return rank
}
}
record Point(int x, int y) {
}- 修饰符:
public protected private static final abstract native synchronized transient volatile strictfp sealed non-sealed default。 - 嵌套类、内部类(有外层实例)、局部类、匿名类都支持。
enum的常量区与成员区之间用一个冒号分隔;没有成员时省略冒号; 没有常量但有成员时以冒号开头。record自动生成私有 final 字段、accessor、toString、hashCode、equals与规范构造函数;也可以写紧凑构造函数(compact constructor)补充验证。- 注解类型(
@interface)可以声明并使用,也可以反射(见 §11);annotation不是关键字。
4.2 字段与方法
class Counter {
private int count // 一般 Java 字段
public static final int MAX = 100
public int step = 1 // 有初始值的字段
public void inc() {
count += step
}
public static Counter create() {
return new Counter()
}
public Counter() {
}
}- 静态与实例初始化块:
static { … }与{ … }。 - 构造函数可以重载;
this(...)/super(...)只能写在构造函数里,但不必是第一句——super()之前的语句会先执行(JEP 513,Java 25 的灵活构造函数体),实际输出与 javac 25 相同。 - 可变参数:
void log(String fmt, Object... args)。 - 抽象方法只能在抽象类或接口中;接口方法有 body 时必须是
default、static或private。
5. 原生 property
字段声明后面接 accessor 块就成为 property:
class Person {
public String name // 普通字段
private int age
public int years { // property
get {
return field // field = 底层存储
}
set {
field = value < 0 ? 0 : value
}
}
public String label { // 只有 getter 的计算 property
get {
return name + " (" + age + ")"
}
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name
this.age = age
}
}规则:
| 主题 | 行为 |
|---|---|
| 存储 | 有初始值、有默认 accessor、有 setter,或 accessor 内用到 field 时才需要存储;否则为计算 property,且不能用 final/volatile/transient。 |
field | 只在该 property 的 accessor 内代表底层存储;其他地方的 field 还是一般标识符。 |
| 可见性 | property 的修饰符是 accessor 的默认可见性;底层存储一律 private。 |
| 访问 | p.years 读取会调用 getter,p.years = v 调用 setter,p.years += 1 先 getter 再 setter。只有属性声明上的初始值直接写入存储;构造函数与初始化块里的赋值跟其他地方一样会调用 setter。 |
| 命名 | JavaBeans:getter getX(boolean 可用 isX),setter setX。也可以直接调用 p.getYears()。 |
| 继承 | accessor 参与覆写、可见性与泛型替换,与普通方法相同。 |
final | final property 不能有 setter。 |
| 静态 | static property 的 accessor 也是静态。 |
6. 语句
6.1 基本 for 使用冒号
for (int i = 0 : i < 10 : i++) {
System.out.println(i)
}
for ( : : ) { // 无限循环
break
}三段用两个顶层冒号分隔。括号、中括号、大括号内以及三元运算符的 :
不会被当成分隔符,所以 for (int i = a > b ? 0 : 1 : i < 3 : i++) 合法。
6.2 增强 for
for (String s : names) { … }
for (var s : names) { … }
for (int v : new int[]{1,2,3}) { … }支持数组与 Iterable。
6.3 try-with-resources
资源以换行分隔,不用分号:
try (
Reader r = open("a.txt")
Writer w = create("b.txt")
) {
copy(r, w)
}关闭顺序是声明顺序的逆序,与 Java 相同。
6.4 switch
支持语句与表达式、-> 与 : 两种形式、多标签、enum、字符串、
类型模式与 when 守卫:
switch (cmd) {
case "up", "north":
move(0, 1)
break
case "down":
move(0, -1)
break
default:
break
}
String label = switch (n) {
case 1, 2 -> "low"
case 3 -> "high"
default -> "none"
}
String kind = switch (obj) {
case String s -> "string:" + s.length()
case Integer i when i.intValue() > 10 -> "big"
case Integer i -> "small"
default -> "other"
}:形式保有 Java 的 fall-through;->形式不会。- 同一个 switch 不能混用两种形式。
- switch 表达式必须穷尽:没有
default又没有涵盖所有值时是TY-TYP-0096编译错误(int/String选择器一律要default;枚举选择器要列完每一个常量), 不会产生一个静默算出零值的结果。switch 语句没有这个要求。
6.5 其他
if/else、while、do…while(结尾不加分号)、return、break/continue
(可加标签)、throw、yield、assert、synchronized (lock) { … }、
标签语句。
7. 表达式
-
完整的运算符优先级与 Java 相同:
||&&|^&==!=< > <= >= instanceof<< >> >>>+ -* / %,一元、后缀、三元、赋值。 -
整数除法与取余数会检查除零(抛
ArithmeticException)。 -
==在引用类型上是引用相等,与 Java 相同;String的==也是引用相等, 要比较内容请用equals。 -
字符串拼接:
+的任一侧是String时就做拼接,其他操作数会自动转成字符串 (null变成"null")。 -
instanceof支持类型模式:if (o instanceof String s) { … },以及 record 解构 模式:if (o instanceof Point(int x, int y)) { … }。 -
基本类型模式(JEP 507):
if (o instanceof int i)、case byte b ->。 匹配条件是转换精确,规则与 Java 相同,分选择器的两种类型:- 选择器是引用类型时,只有它的包装类型刚好等于该基本类型才匹配:
Integer(42)匹配int,但不匹配long、double、byte。 - 选择器是基本数值时,值能精确转成该类型才匹配:
42匹配byte,16777217不匹配float(会失真),16777216则匹配。boolean只和Boolean匹配,null一律不匹配。 基本类型模式一定要有变量名。
String kind = switch (o) { case int i when i > 100 -> "large int" case int i -> "int " + i case double d -> "double " + d default -> "other" } - 选择器是引用类型时,只有它的包装类型刚好等于该基本类型才匹配:
-
Interface.super.method()会静态绑定到该接口的 default 实现:A.super.hello();接口必须是当前类的父接口。 -
cast:数值间做转换,引用类型间做运行时检查(失败抛
ClassCastException)。 -
boxing/unboxing 自动发生,
null拆箱会抛NullPointerException。 -
对象初始化列表:
new int[]{…}、int[] xs = {1,2,3}、嵌套{{1,2},{3}}。
8. 泛型
class Box<T> {
private T value
public Box(T v) {
value = v
}
public T get() {
return value
}
}
interface Mapper<A, B> {
B map(A a)
}
class Util {
static <T> T first(T[] xs) {
return xs[0]
}
}- 支持类型参数、上界(
<T extends Number>)、多重上界(&)、 通配符(?、? extends、? super)、泛型方法、diamondnew Box<>("x")。 - 泛型方法可以由实参推断类型参数(基本类型实参会自动 boxing),也可以显式指定:
Main.<String>identity("x")、box.<Integer>map(v -> v.length())。 - 泛型在编译期擦除:运行时只知道类,不会有
ClassCastException之外的 泛型检查;List<String>与List<Integer>在运行时是同一个类型。 - 基本类型不能当类型实参(
Box<int>不合法),请用包装类。
9. lambda 与方法引用
interface Fn<R> {
R apply(int v)
}
Fn<Integer> f = (v) -> v + 1
Fn<Integer> g = v -> v * 2 // 单一无类型参数可省略括号
Fn<Integer> h = (int v) -> {
return v - 1
}
Fn<Integer> m = Main::twice // 静态方法
Fn<String> c = String::valueOf // 重载以目标类型决定
interface Maker<T> {
T make()
}
Maker<Rect> s = Rect::new // 构造函数引用(目标接口需自行声明)- 目标类型必须是函数式接口(只有一个抽象方法的接口)。
- lambda 捕获外部局部变量时,会复制到合成类的字段;被捕获的变量可以 在 lambda 之后继续使用,但写入的变量不会回写(与 Java 相同, 区别是 Teyru 不要求变量是 effectively final 才能捕获)。
- 方法引用支持:
Type::staticMethod、obj::instanceMethod、Type::instanceMethod(未绑定形式,第一个参数当接收者)、Type::new。
10. 异常
try {
risky()
} catch (IllegalArgumentException | IllegalStateException e) {
recover()
} catch (Exception e) {
log(e.getMessage())
} finally {
cleanup()
}Throwable家族:Exception、RuntimeException、NullPointerException、ArithmeticException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ClassCastException、IllegalArgumentException、IllegalStateException、NoSuchElementException、NegativeArraySizeException、ArrayStoreException、AssertionError、UnsupportedOperationException。- 对
null读写字段、调用方法、读写数组元素(含取length)都会抛NullPointerException。 catch多类型用|;finally一定会执行(包括 catch 内再次抛出的情况)。- 没有 checked exception 检查:
throws会被解析但不强制。 - 未捕获的异常会打印消息并以状态 1 结束。
11. 标准库
标准库是用 Teyru 本身编写的(lib/*.teyru),每次编译都跟用户程序一起被
编译与检查——它没有什么特别的地位,lib/ 下面的文件就是用 Teyru 写的普通程序。
标准库是一个 Teyru 包:teyru。其中的类取 Java 的名字,所以 Teyru
代码用一行按需导入就能把它整个带进来:import teyru.*(只用到单个类时
import teyru.List 也一样)。Java 风格的 import java.util.* 与
import java.util.List 照样接受——那是“Java 源代码不改就能编译”的那条路,见下面的
“名称怎么找”。
java.lang(lib/01–lib/07)
Object、Class、String(format/join/valueOf/compareTo/
startsWith/replace/split/strip/repeat…)、StringBuilder 与
StringBuffer、Math(含 floorDiv/floorMod/round/三角函数)、
System(out/err/currentTimeMillis/nanoTime/arraycopy/getenv/
exit)、PrintStream、InputStream、IO(println/readln)、
Number 与八个包装类(Integer.parseInt、Long.toHexString、Character.isDigit
等完整静态 API)、Throwable 家族、Enum、Record、Comparable/Iterable/
Iterator/Cloneable/AutoCloseable、Logger。
java.util(lib/08、lib/14_*)
Collection、List/ArrayList/LinkedList、Set/HashSet/
LinkedHashSet/TreeSet、Map/HashMap/LinkedHashMap/TreeMap(红黑树)、
SortedSet/NavigableSet/SortedMap/NavigableMap、Queue/Deque/
ArrayDeque、Iterator/ListIterator、Arrays、Collections、Objects、
Optional、StringJoiner。
契约照 JDK:LinkedHashMap 是插入顺序、TreeMap 是键顺序、TreeSet 的
headSet/tailSet/subSet 是实时视图(在范围内 add 会写进原集合,
范围外是 IllegalArgumentException: key out of range;TreeMap.keySet() 的视图
则照 JDK 一样拒绝新增)、computeIfAbsent/merge/forEach 都在。
Stream.of(array) 会把数组展开成元素(与 javac 相同的重载:of(T...) 比 of(T)
更具体)。
java.lang.reflect(lib/26)提供 Class、Field、Method、Constructor、
Modifier、Array 与六个反射用异常;它们读的是编译器为每个类生成的静态表,
查一次数据是走一次数组,运行期不建表。成员表只在程序真的会用到反射时
才写进可执行文件(用到时整份都会带上:同一支 hello world 多一次 Class.forName 与
getDeclaredFields() 的调用,同一支在 -O2 下的可执行文件就从 54.6 KB 变成约 4.6 MB;没用到的程序一行都不带)。与 Java 的差异:类名是 Teyru 的
(String.class.getName() 是 teyru.String,forName 两种名字都收)、注解可以
反射,但元素是按名字读(ann.stringValue("value"),不是 Java 的
ann.value())、所有数组共用一个类(所以没有 getComponentType)、没有泛型类型参数的
反射、原生类型取值器只收完全相符的包装类型、不检查访问控制(只有 final 会拦)。
java.util.function(lib/09)提供 Function/BiFunction/Consumer/
Supplier/Predicate/Runnable/Comparator。
List<String> names = new ArrayList<String>()
names.add("ada")
for (String n : names) {
System.out.println(n)
}线程与同步(lib/35)
线程是真的操作系统线程:运行期在 internal/runtime/src/tyrt_thread.c 为每条线程
留一条注册记录,收集器在扫描 heap 之前会先停住每一条,再扫各自的栈。
有的东西是 Thread(Thread()、Thread(Runnable)、Thread(String)、
Thread(Runnable, String);start、run、join、isAlive、getId、getName、
setName,以及 Thread.sleep(long)、Thread.yield()、Thread.currentThread())与
Runnable 接口,还有真正的 synchronized(块与方法修饰符都有,方法整段持有监视器,
监视器可重入)与 Object.wait(long)/notify/notifyAll。id 在 Thread 对象
创建时给定、之后不变,main 线程是 1。
没有的东西(没有声明,写了就是找不到符号):interrupt、daemon 线程、线程
优先级、ThreadGroup、ThreadLocal、超时版的 join(long)、Thread.State,以及
未处理异常的 handler——运行期打印 Java 默认处理程序那一行,然后结束那条线程,进程继续。
GC 是合作式停止世界,这才是真正要知道的限制:安全点在每个循环回边(生成器会放)、
分配慢路径、等 heap 锁,以及每个会阻塞的调用。所以一条既不循环、不分配也不阻塞的
线程(例如卡在原生 read() 里)会让收集等它,直到它回来。单线程程序的分配速度不变
(每条线程有自己的分配区)。端到端测试是 tests/programs/t159_threads.teyru。
并发工具(lib/37、lib/38)
java.util.concurrent 的两块:执行器(Callable、Future、FutureTask、Executor、
ExecutorService、ThreadPool,以及 Executors 的 newFixedThreadPool/
newSingleThreadExecutor/newCachedThreadPool)与同步器(CountDownLatch、
AtomicInteger、AtomicLong、ConcurrentHashMap),再加上 ExecutionException、
CancellationException、RejectedExecutionException。任务在池里的一条线程上跑,
所以它的栈、分配与监视器都属于那条线程;submit 返回的 Future.get() 等它做完,
失败的任务以 ExecutionException 报告,cause 就是任务抛出的那个 throwable。
这些全部是监视器,不是 lock-free。 运行期没有硬件原子操作,所以池的工作队列是
池监视器下的一个 ArrayDeque、AtomicInteger 是对象的监视器(不是 CAS)、
ConcurrentHashMap 是一张哈希表放在一个监视器后面(没有分槽、没有无锁读取路径)。
每一次调用都是原子的、多条线程一起用是安全的,但它不会像 java.util.concurrent
那样扩展:四条线程从同一个队列拿任务,就会在那一个监视器上竞争。等待本身是
Object.wait,不是轮询;监视器是每个对象一份,超时的等待走单调时钟,
notify/notifyAll 的通知不会丢(通知发生的当下已经在等的线程都会醒过来,
晚到的线程等的是下一次通知)。
shutdownNow 不是 Java 的那一个。 这门语言没有 interrupt,所以它不会——也不能
——打断正在跑的任务:它拒收新工作、把还没开始的任务交回来,已经进到 run() 的任务
跑完为止。没有任何方法接收 Java 的 mayInterruptIfRunning;一个默默不做事的名义旗标
比没有那个旗标更糟。
没有的东西(没有声明,写了就是找不到符号):TimeUnit(这里每个时长都是毫秒,
和 Thread.sleep 一样)、invokeAll/invokeAny、submit(Runnable)、调度执行器、
fork/join、CompletionService、ThreadFactory、CyclicBarrier/Semaphore/
Phaser/Exchanger、原子字段更新器,以及可中断的等待(没有
InterruptedException)。ConcurrentHashMap 不是 Map:没有 clear/putAll/
keySet/values/entrySet,keys() 返回的是一份快照 Enumeration。
时区(lib/46)
java.time.zone 的那一半,读主机自己的 IANA 数据库(TZif 格式):纯 Teyru,在
byte[] 上操作,没有 native、没有新的 C,只用到既有的文件、环境与字符串辅助函数。
ZoneId、ZoneOffset、ZoneRules、ZoneOffsetTransition、ZonedDateTime,以及
ZoneRulesException(DateTimeException 的子类);ZoneId.getAvailableZoneIds() 与
getAvailableIDs()(后者是排序过的 String[],java.util.TimeZone 的形状)、
systemDefault()、ZoneRules.getOffset(instant)、ZonedDateTime 的算术(跨 DST 边界的
plusDays 是重点)与 withZoneSameInstant/withZoneSameLocal,还有重叠与缺口那两组
(withEarlierOffsetAtOverlap/withLaterOffsetAtOverlap)——少了它们,程序最常弄错的
就是这种日期。
格式的决定,每一条都是「对」与「差不多对」的差别:版本字节决定读哪一段,版本 2
以上用头算出第一段的长度并跳过它(不是把同样的转换时刻用 32 位再读一次);
查表是对转换时刻做二分查找;第一个转换之前用第一个非 DST 的类型(RFC 8536 说类型 0、
tzfile(5) 说第一个非 DST 类型——这台主机上的文件两者一致,代码写明跟的是后者,因为
那是 C 函数库的读法);最后一个转换之后由 footer 的 POSIX 规则字符串决定——这一段才是
「现在」对的原因,因为多数时区的最后一次转换都在过去(Asia/Taipei 是 1979、
Europe/Moscow 是 2014、New York 是 2037),停在表格上的读者会永远回答该时区最后一次
改规则之前的规则。footer 那个 POSIX TZ 字符串自己是一个小语法:Jn/n/Mm.w.d 三种
规则、/time 是转换前那个偏移下的墙上时间、offset 是 POSIX 的反向(CST-8 是
+08:00 以东);读不下去的会抛 ZoneRulesException,消息指名来源(文件路径或 TZ=...)
与读不下去的地方。
刻意没有的东西:java.util.TimeZone 是决定不做——这个标准库的日期时间层
整套是 java.time 的,没有 Date/Calendar 给它服务,而它会被要的三件事
getAvailableZoneIds/systemDefault/getOffset 都在;规则的对象那一面
(ZoneOffsetTransitionRule 与 ZoneRules.getTransitionRules)不需要,因为解析下来的
POSIX 字符串回答同样的问题;getDisplayName 需要这个标准库没有的 CLDR 地区数据;
闰秒是拒绝而不是近似(right/ 那类文件的转换时刻是闰秒,忽略校正会在 1972 之后差
27 秒,一个差 27 秒的答案比没有答案糟);而且没有内置数据库,所以没有 tzdata 的主机
(Windows,或没装的容器)拿到的是具名拒绝——ZoneRulesException,消息说哪个目录不在、
要装 tzdata 或设 TZDIR——而不是一个偏移。只有 UTC/GMT/UT 与 +08:00 这类数值 id 是
内置的,因为只需要 UTC 的程序不该需要 tzdata。
与 Java 不同的地方:ZoneId 实现 Comparable(Java 的没有,所以在那一边排时区要自己
给 Comparator);setSystemDefault/setZoneInfoDir/getZoneInfoDir/
getAbbreviation 是这个标准库自己的 additions(getAbbreviation 回答文件里的
designation,JVM 是通过 formatter 给 CLDR 的名字);规则按 id 缓存而不是共用,所以
Europe/Kiev 与 Europe/Kyiv 会读两次文件、持有两个相等的对象,而 JVM 的 provider 会
共用一个;id 也照调用者写的原样保留,不做 canonicalize。
tests/programs/t188_timezone.teyru 与 javac 21 的输出逐字节相同,
t189_timezone_lookup.teyru 是政策那一面(id 清单、各种拒绝、TZDIR/TZ、默认时区),
t190_timezone_tzif.teyru 用自己写的合成文件把「读哪一段」证明出来,而不是宣称。
其他包
| 包 | 文件 | 内容 |
|---|---|---|
java.time | lib/20 | LocalDate/LocalTime/LocalDateTime/Instant/Duration/Period/DayOfWeek/Month;历法算在 epoch day 上;时区在 lib/46(见上面〈时区〉),而 LocalDate.now()/LocalTime.now()/LocalDateTime.now() 仍然把系统时钟读成 UTC——那是这个文件剩下的一处偏差,分区的「现在」是 ZonedDateTime.now()。LocalDate、Instant、Duration、DayOfWeek/Month 的输出与 JDK 逐字节相同;四处不同:年份不补零也不加正号(1-01-01、10000-01-01,JDK 是 0001-01-01、+10000-01-01)、LocalTime 的 plus*/minus* 清掉纳秒(00:00:00.000000001 加一小时是 01:00)、LocalDateTime 的 plusHours/plusMinutes/plusSeconds 不跨日(1899-01-01T23:00 加 25 小时是 1899-01-01T00:00)、Period.between 与 addTo/subtractFrom 的算法与 JDK 不同(2000-03-31 到 2000-04-30 是 P1M,JDK 是 P30D) |
java.io | lib/16 | File(listFiles)、Path/Paths、Files(readString/writeString/readAllLines/exists/createDirectories) |
java.util.regex | lib/21 | Pattern/Matcher:回溯式匹配,支持字面量、.、*/+/?/{n,m} 及其惰性形式、字符类、\d/\w/\s、^/$、` |
java.net | lib/15 | ServerSocket、Socket、SocketInputStream/SocketOutputStream;同步阻塞的 POSIX socket,超时通过 SocketTimeoutException 报告 |
java.util.Base64 | lib/25 | 编码(encodeToString);没有解码 |
java.util.stream | lib/22 | Stream/IntStream/LongStream/DoubleStream、Collectors(26 个工厂)、Collector、Spliterator/Spliterators、StreamSupport、统计与 OptionalInt 家族;中间操作构建流水线、终端操作才拉取,Collection.stream() 是入口 |
java.math | lib/23 | BigInteger(base-2^30 limb、符号与大小)、BigDecimal(unscaled value 与 scale)、MathContext、RoundingMode;算法照 JDK 翻译,因为小数位数、除法留下的 scale、舍入方式都是可观察的 |
java.text | lib/24 | NumberFormat/DecimalFormat/DecimalFormatSymbols(完整的 pattern 语言)、DateFormat/SimpleDateFormat(四种 style 与 parse)、DateTimeFormatter、MessageFormat、ChoiceFormat、ParseException/ParsePosition。没有 Locale(只做 ROOT/en-US),没有 java.util.Date(format/parse 经由 Instant),format 没有 FieldPosition 重载 |
java.util 其余 | lib/25 | Properties、Random(逐字节照 java.util.Random)、UUID、BitSet、StringTokenizer、Enumeration、ArrayOps(数组的范围形式) |
java.security/java.util.zip | lib/40 | MessageDigest(getInstance、update、digest、reset、getAlgorithm、getDigestLength、isEqual)、Checksum 接口与 CRC32(Java 把它们放在 java.util.zip),以及 GeneralSecurityException/NoSuchAlgorithmException/DigestException。MD5、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512 都在 Teyru 里实现(tests/programs/t170_digest.teyru、t171_crc32.teyru);getInstance 的名字比较不分大小写,getAlgorithm 回报调用者写的那个拼法(JDK 也是如此)。JDK 21 还回应 SHA3-256 那一家族与 SHA-512/256、SHA-512/224,这里的 getInstance 对它们抛 NoSuchAlgorithmException,而不是安静地给出另一种哈希。update 收的是 byte(java.security.MessageDigest 没有 update(int),那是 Checksum 的,CRC32 有);没有 Provider、没有 getInstance(String, String)、没有 clone()、没有 update(ByteBuffer)、没有 toString() 覆写 |
java.util.HexFormat | lib/41 | of/ofDelimiter、withDelimiter/withPrefix/withSuffix/withUpperCase/withLowerCase(每个都返回新的实例,原对象不变)、isUpperCase/delimiter/prefix/suffix、formatHex、parseHex、isHexDigit/fromHexDigit 与两个取位方法,以及六个 toHexDigits。没有 ByteBuffer/Appendable 的重载(这个标准库没有那两个类型),也没有覆写 toString/equals/hashCode(tests/programs/t175_hexformat.teyru) |
java.io 数据流 | lib/42 | OutputStream/Reader/Writer 接口、ByteArrayInputStream/ByteArrayOutputStream、DataInputStream/DataOutputStream、BufferedReader、PrintWriter、UTFDataFormatException。writeUTF/readUTF 用 Java 的 modified UTF-8(NUL 是 C0 80,BMP 之外的字是代理对的六个字节),长度字段放不下时(65536 字节以上)以 JDK 的消息抛 UTFDataFormatException,而且是在写出任何字节之前检查,所以失败的调用不会留下半个 frame。BufferedReader 的行语法是 Java 的(LF、CRLF、单独的 CR),但它没有自己的缓冲区——它包装的来源本来就整块读。没有序列化、没有文件流(磁盘归 lib/16)、没有 char[] 的 Writer 方法、DataInputStream 没有 read(byte[], int, int)(阻塞读满是 readFully 的契约,不是 Java 那个允许短读的契约)、SocketOutputStream 不是 OutputStream |
java.util.Scanner | lib/43 | 只从一个 String 读:hasNext/next、hasNextInt/hasNextLong/hasNextDouble 与对应的 next*、hasNextLine/nextLine,以及 InputMismatchException。分隔符是 Java 的 \p{javaWhitespace}+,所以 nextInt() 之后的 nextLine() 拿到的是那一行剩下的部分;数值测试就是解析本身,不是正则表达式。没有 useDelimiter、没有基数重载、没有 nextShort/nextFloat、没有 hasNext(Pattern)/findInLine 那一家族、没有本地化数字格式,也没有从数据流构造的构造函数 |
java.util.zip | lib/44 | Deflater/Inflater(level 0–9,-1 是 6;nowrap 选 raw deflate 或 zlib 包装;deflate(..., flush) 收 NO_FLUSH/SYNC_FLUSH/FULL_FLUSH)、Adler32、GZIPOutputStream/GZIPInputStream、ZipException/DataFormatException;RFC 1951 与 RFC 1952 都以 Teyru 编写,stored、固定 Huffman 与动态 Huffman 三种 block 都有。level 0 的输出与 zlib 逐字节相同(在输出数组放得下一整个 block 的调用方式下);level 0 以上刻意不同,比对器是自己的。解码端认得 JDK/zlib 在 level 0、1、6、9 的输出,raw 与包装都认、大小从 0 到 65536(tests/programs/t177_deflate.teyru),也认 JDK 的 gzip 输出含两个成员串接(t178_gzip.teyru);Adler-32 对不上抛 DataFormatException("incorrect data check"),gzip trailer 对不上抛 ZipException("Corrupt GZIP trailer")。level 4/5 的链长与 zlib 不同,是量出来的选择:zlib 的 level 4 在本项目自己的源码上比它的 level 3 更差(337,376 对 328,737 字节),所以 level 4 用跟 level 3 一样长的链再加上第二次搜索(322,147),level 5 的链拉到 64 以维持在上(311,012)。内存约 600 KiB,比 zlib 默认的 256 KiB 多。它比 zlib 大也比 zlib 慢:在本项目自己的 lib/*.teyru(1,296,178 字节)上跑 level 6,输出比 JDK 的 Deflater 大 1.45%(307,048 对 302,659 字节),慢 2.83 倍(92.9 ms 对 32.81 ms;同一台机器、暖机后取 5 次最佳、只计 deflate 本身、两边都把 Deflater 构造算在内)。没有的:DeflaterOutputStream/InflaterInputStream/CheckedOutputStream/CheckedInputStream、getLevel/getBytesRead/getBytesWritten;setStrategy 只认 DEFAULT_STRATEGY/FILTERED/HUFFMAN_ONLY,Z_FIXED 在拒绝之列;来源不是 ByteArrayInputStream 时 GZIPInputStream 一个字节一个字节读(这个标准库的 InputStream 只有 read()),socket 因此一次调用换一个字节 |
java.util.zip 归档 | lib/45 | ZipEntry、ZipOutputStream(STORED 与 DEFLATED、putNextEntry/write/closeEntry/finish、central directory 与 end record)、ZipInputStream(getNextEntry/read)、ZipFile(路径、File 或字节数组;entries()/getEntry/getInputStream/size())。格式决定照 JDK:调用者给了大小与 CRC-32(DEFLATED 还要自己设过压缩后大小,那是 JDK 的 csizeSet 规则)就写进 local header,否则设 general purpose bit 3、数据后面接 16 字节的 data descriptor;STORED 没有这个选项——读者得先知道数据在哪里结束——所以大小是必填,缺了以 JDK 的消息拒绝,加密则两个读取端都以 JDK 的消息拒绝。名字一律是 UTF-8 并设 bit 11,没设也照 UTF-8 读,而且没有 Charset 参数:Teyru 字符串本身就是它的 UTF-8 字节。ZIP64 是拒绝而不是写一半:装不进 32 位字段的值抛 ZipException 指名那个字段,读到 0xFFFFFFFF/0xFFFF 这些魔术值就说这里没有 ZIP64;extra field 原样带过不解释,所以不合成 extended timestamp,getTime() 一律回答 MS-DOS 字段。两个读取端都会在数据读完时检查 CRC-32、大小与压缩后大小——JDK 的 ZipFile 不会,这是本文件刻意与 JDK 不同的唯一一处,方向是宁可抛异常。getInputStream 返回具体的 ZipEntryStream 而不是 InputStream,因为这个标准库的 InputStream 只有 read()/readln(),没有 read(byte[], int, int) 可以覆写。时间是格式仅有的 MS-DOS 日期时间,getTime()/setTime() 走 epoch 毫秒并在 UTC 转换(JDK 用 JVM 的默认时区,所以非 UTC 时差一个偏移)。验证是三方对照:tests/programs/t185_zip_archive.teyru 与 t186_zip_file.teyru 和 JDK 双向往返,另外 Teyru 写出来的归档用 Info-ZIP 的 unzip 读过(两个项目列出、内容逐字节抽出、unzip -t 无误) |
java.util.concurrent | lib/37、lib/38 | 执行器与同步器两块——见上面〈并发工具〉 |
com.google.gson | lib/10、lib/19 | Gson 的树形 API,以及运行期读取类字段的对象绑定(见 docs/json.md) |
| 框架 | lib/17、lib/18、lib/30、lib/33、lib/34、lib/36 | Spring 形状的容器与 web 层:SpringApplication.run、application.properties 与 @ConfigurationProperties/@Profile、@ControllerAdvice/@ExceptionHandler、HandlerInterceptor、静态文件、CORS、ResponseEntity、MockServer,HTTP/1.1 的 keep-alive、chunked、Cookie、HEAD/OPTIONS,WebSocket(WebSocketHandler/WebSocketSession + server.addWebSocket),会话(HttpSession/Sessions,含超时),上传(MultipartFile),响应压缩(HttpResponse.gzipBody,用 lib/44 的 gzip),验证(Validation/ValidationException),以及可以放到线程上的接收循环(ServerTask)——见 docs/framework.md |
名称怎么找
简单名称照 JLS 6.5.5:先看单类型导入(它覆盖同名的包成员),再看文件自己的
包,再看按需导入,最后才看程序整体的名字(默认包与前缀)。两个
import p.* 都提供同一个名字时是 TY-TYP-0099,不会照声明顺序挑一个。
导入本身会被检查(TY-TYP-0115):一条 import 必须指向标准库回应的包
(teyru,以及兼容用的 java.util、com.google.gson、lombok…,见上一节的
包表)、本次构建中某个文件声明的包,或者全限定名就是该路径的类型。名字在
Teyru 是按简单名称找的,前面写什么包都一样,所以 import java.utli.List
曾经是静默忽略、然后照样拿到 List;现在它是错误。模块导入
(example.com/dep/pkg)由构建系统解析,不在本检查范围内。
单类型导入与按需导入(import p.*)都可以。 导入写的是包声明的
名字:在模块构建里,一个包的 identity 是它目录的 import path
(package todo 在 example.com/app 里是 example.com/app/todo),而 import 写的
是 todo——两种写法都查得到。import p.* 提供该包的所有公开名称,标准库回应的
那些包名(java.util.*、com.google.gson.*、lombok.*…)也和单类型导入一样
指向标准库本身;两个按需导入都提供同一个名字时是 TY-TYP-0099。文件
自己声明的类型优先于按需导入(JLS 6.5.5.1),所以 import teyru.* 旁边
写一个 class Node 不会被标准库的 Node 覆盖。
本项目自己的 Teyru 代码一律用按需形式:一个包一行。静态导入同理,
import static java.lang.Math.max 写成 import static java.lang.Math.*。
前缀的名字是全局的——这正是 List、String 不加 import 就能用的原因——但
具名包看不到默认包(JLS 7.4.2)。所以用户在默认包声明 class Node
不会破坏标准库自己声明的 Node;反过来,在 package teyru 里声明一个前缀已经
有的名字是 TY-TYP-0001 重复声明,因为两者的全限定名相同。
没有的东西
这份清单现在是空的。 标准库的缺口都写在它们所属的地方——上面每个包那一行或
那一节自己写出它少了什么——而且每个「没有」都是决定,不是还没做:MessageDigest 没有
SHA-3 是因为 getInstance 宁可抛 NoSuchAlgorithmException,也不要给出一个不是调用者
指名的那种哈希;shutdownNow 不能打断任务是因为这门语言没有 interrupt;闰秒被拒绝
是因为差 27 秒的答案比没有答案糟;java.util.TimeZone 没做是因为这个标准库没有
Date 与 Calendar 给它服务。
需要自己的原生库时,native 方法可以用 C 实现,见
docs/native.md。
12. 与 Java 的差异
- 没有分号(
TY-SYN-0001)。 for头部用冒号:for (init : condition : update)。- try-with-resources 以换行分隔资源。
- enum 常量区与成员区用一个冒号分隔。
- 原生 property:字段加 accessor 块;
field代表底层存储。 val:推断类型的不可重新绑定局部变量。- 捕获的局部变量不要求 effectively final。
- 没有 annotation processor、没有 JNI。注解可以反射,但有一个差别:元素是
按名字读(
ann.stringValue("value")),不是 Java 的ann.value();值为 数组的元素不携带。 - 泛型与 checked exception 的规则同 Java,但没有 checked 检查。
- 类型实参推断比 javac 弱一层,靠目标类型而不是完整的约束求解(没有 JLS 18):
- lambda 的类型实参会从主体反推:目标是
Fn<String, ? extends R>而主体是s -> s.length()时R定为Integer。反过来不行——主体本身是一个需要目标 类型的泛型调用时,两边互相依赖,单向代入停在那里:words.stream().flatMap(w -> Stream.of(w.split(" ")))单独写得出来,接上.collect(...)之后collect就拿不到元素类型,要先把Function<String, Stream<String>>写出来。 - 实参如果只有唯一一个候选方法,会拿该参数的类型当目标——所以嵌套的泛型调用 可以推断出来。
- 带自由类型变量的泛型调用,当它是链式调用的接收者时,拿不到目标类型:
xs.sort(naturalOrder())要写出类型见证(Comparator.<String>naturalOrder());comparing(...).thenComparing(...)同样拿不到目标类型,见证要把该调用的类型变量 写齐才生效(Comparator.<String,Integer>comparing(...)),否则只能先放进一个有 声明类型的变量(Comparator<String> c = comparing(...)之后c.thenComparing(...))。 javac 对这两种写法都可以。 - 显式见证属于它自己的调用:
pair(f, Builder.<Integer>make())的外层见证不会被 内层覆盖。
- lambda 的类型实参会从主体反推:目标是
- 没有捕获转换:
List<? extends Number>在这里就是List<Number>。Java 靠捕获 挡下的写入(对? extends的容器add)这里挡不住;读取则没有差别 (list.get(0).doubleValue()javac 也收,不是捕获转换挡的)。
13. 尚未实现
- checked exception 的编译期检查(
throws只被解析) sealed的permits子句没有被验证:没有permits的 sealed 类型在 switch 穷尽性上被视为不可判定而要求default;switch 语句的穷尽性 仍从宽- 线程只有一部分(
Thread、Runnable、synchronized与wait/notify已有, 见 §11 的〈线程与同步〉):interrupt、daemon、优先级、ThreadGroup、ThreadLocal、join(long)、Thread.State没有;GC 是合作式停止世界,一条既不 循环、不分配也不阻塞的线程会让收集等它 - 反射缺的部分:泛型类型参数的反射、每个元素类型的数组类
(所有数组共用一个类)、原生类型取值器的 Java 拓宽(对
byte字段调用getInt在 Java 会过,这里是IllegalArgumentException) - 与 Java 生态互通(JAR、JDK 类库、JNI)
- 标识符中的 Unicode 转义(
\u0041不能拼出标识符) - 泛型构造函数的显式类型实参
new <T>Foo(...) - 文本块的缩进细则(目前实现最小缩进去除)
java.lang.annotation包(注解反射本身有,见 §11):@Retention收得下但没有 作用;Lombok 的@onX只把注解复制到生成的成员上,不会有任何运行时效果- 模块系统的语义(
import module X会被解析后忽略,运行时没有模块系统;module-info不支持) - 数组的运行时元素类型一律是
teyru.Array,所以String[].class与int[].class是同一个对象(Java 是两个) - 标准库缺失:
String.format的%t/%T(日期时间转换)未实现,遇到会以ty_unimplemented停止而不是打印出看起来合理的东西;其余缺口写在 §11 的包表与 〈并发工具〉(Scanner只读一个String、MessageDigest没有 SHA-3 与 SHA-512/256、java.util.concurrent只有执行器与四个同步器、闰秒没有、没有 tzdata 的主机上时区是具名拒绝) - 无法解析的全限定名(例如
com.example.Baz.qux(x))会报告cannot find symbol com——消息指向链的第一段而不是整条路径