Интерпретатор

Вельмаскин Н.А. (с)2013

или думаем над скриптовым движком для Вашей игры

1

Вельмаскин Никита – Indie разработчик. В gamedev’е с 1992 года. Самая первая игра «Шахматы» для ZX Spectrum.

Самый знаменитый стартап: Pocket F.A.L.L.O.U.T. – порт игры Fallout2 на мобильные платформу WinMobile/PocketPC.

О докладчике

www.pf-pda.net

PocketGame – это «движок» со всем необходимым инструментарием для быстрой разработки кроссплатформенных 2D-игр.

Инженерные решения PocketGame:•Кроссплатформенность•Масштабируемость•Оптимизация под слабые устройства•Собственный язык программирования•Быстрая локализация

Что же такое «Интерпретатор»

?

3

Из Википедии:Это приложение или аппаратное средство, выполняющее покомандный или построчный анализ, обработку и мгновенное выполнение команды исходной программы или запроса.

Интерпретатор

4

Простой интерпретатор - анализирует и тут же выполняет программу покомандно (или построчно), по мере поступления её исходного кода на вход интерпретатора.

Достоинства: •Мгновенная реакция на поступившую команду

Недостатки: •Такой тип интерпретатора обнаруживает ошибки в тексте программы только при попытке выполнения команды (или строки) с ошибкой.

Разновидности

Такой интерпретатор хорош для мобильных платформ, на стороне клиента

5

Интерпретатор компилирующего типа — это система, состоящая из компилятора, переводящего исходный код программы в промежуточное представление (в байт-код), и собственно интерпретатора, который выполняет полученный промежуточный код (так называемая виртуальная машина).

Достоинства: •большее быстродействие выполнения программ •гибкость в разработке задач.

Недостатки: •большее требование к ресурсам и требование на корректность исходного кода.

Такой интерпретатор хорош для использования на сервере

6

Разновидности

Где можно успешно

использовать интерпретатор?

7

Везде, где только можно и где нельзя – ограничивается только Вашей фантазией.

Игры• RPG/MMORPG• RTS / Turn-Based Strategy, TBS• Аркады со множеством объектов, взаимодействующих

с игроком• Шутеры (интеллект ботов)

СУБД (исполнение запросов, выполнение процедур и функций на сервере БД)

Бизнес-приложения (расчет рисков, бухгалтерия)

8

Достоинства и недостатки

1. Кроссплатформенность — программа будет работать на любой платформе, на которой есть соответствующий интерпретатор.

2. Ускоренный процесс исправления ошибок и обновления логики всего приложения

3. Гибкость - можно распоряжаться возможностями языка программирования и самой платформы интерпретатора

4. Коммерческая составляющая – можно заработать денег, при наличии хороших бизнес-идей использования платформы и интерпретируемого языка

Достоинства

10

Недостатки1. Интерпретируемая программа не может выполняться

отдельно без программы-интерпретатора. Сам интерпретатор при этом может быть очень «тяжелым».

2. Интерпретируемая программа выполняется медленнее (в 5-10 раз по сравнению с обычным приложением)

3. Практически отсутствует оптимизация кода, что приводит к дополнительным потерям в скорости работы

4. При неумелой организации структуры файлов игры, появляется «бэкдор» для нечестных игроков (читерство)

11

Популярные платформыи языки

12

LUALua (порт. «луна») — интерпретируемый язык программирования, разработанный подразделением Tecgraf Католического университета Рио-де-Жанейро. Разработанный интерпретатор является свободно распространяемым, с открытыми исходными текстами на языке Си.

www.lua.org

Хорош для мобильных платформ, ввиду своей интеграции с C/C++, легкости, скорости и гибкости движка

Пример кода:

13

Интерактивчик

Где есть LUAwww.lua.org

15

Phyton www.python.org

Python (англ. python — питон) — высокоуровневый язык программирования общего назначения с открытым кодом C++. Лицензия бесплатная.

Пример кода:

Хорош для серверных платформ, из-за «прожорливости» и размера интерпретатора

16

Где есть Phyton www.python.org

Интерактивчика не будет ;)

UnrealScriptUnrealScript – кроссплатформенный, высокоуровневый,

объектно-ориентированный язык программирования, часть движка Unreal Engine. Права на использование принадлежат Epic Games. Лицензия бесплатная и коммерческая.

www.unrealengine.com

Документация на русском:http://www.gamedev.ru/community/udk/articles/UnrealScriptReference

Пример кода:

Графика у движка Unreal просто потрясающая, даже на мобильных устройствах!

17

Интерактивчик

UnrealScript

www.unrealengine.com

18

JavaScriptВстроен уже в любое современное устройство, где есть интернет-браузер. А в сочетании с HTML5 – неограниченные возможности для создания игр и приложений.

Пример кода:

19

Брать чужой или делать

свой ?

…To be, or not to be: that is the question…

20

Чужой: плюсы1. Уже все готово и отлажено. Количество «багов» сведено к

минимуму

2. Есть готовая документация

3. Есть готовые инструменты работы (IDE, отладчики, профилировщики)

4. В большинстве случаев можно найти уже готового спеца по языку программирования

5. А если уж очень-очень постараться, то можно найти спеца и по ядру интерпретатора

21

Чужой: минусы1. Сложность интеграции с уже готовым проектом.

Решение об использовании того или иного интерпретатора необходимо принять еще ДО начала разработки.

2. Если исходные языки программирования у проекта и интерпретатора различны, то необходимо разрабатывать «мост» между двумя системами (Java -> C++)

3. Необходимо вникать в особенности «движка» для его расширения/плотной интеграции с приложением.

4. Могут возникнуть проблемы с правообладателем. Неприемлемо для стартапов.

22

Свой: плюсы1. Очень плотная интеграция интерпретатора с ядром

приложения => большая скорость работы

2. Безграничные возможности для оптимизации и расширения скриптового движка

3. Очень интересен сам процесс создания.

4. Нет нарушения авторских прав и, следовательно, не надо никому платить за лицензию

23

Свой: минусы1. Необходимо затратить уйму времени, денег и сил

на разработку и отладку самого скриптового движка, синтаксиса языка программирования, документации к нему.

2. Специалистов по движку и языку программирования необходимо взращивать внутри коллектива. Снаружи – их нет

24

Как работает интерпретатор

….О сколько нам открытий чудныхГотовят просвещенья духИ опыт, сын ошибок трудных,И гений, парадоксов друг,И случай, бог изобретатель…

25

Компоненты

• Таблица идентификаторов содержит список всех названий переменных, используемых в программе.

• Лексический анализатор (Lexer). Преобразует последовательность символов (из файла-источника) в последовательность лексем

• Синтаксический анализатор (Parser). Берет последовательность лексем и строит по ним синтаксическое дерево. 26

Синтаксическое дерево

27

Это древовидная структура представления программы. Именно это дерево и «исполняется» при запуске интерпретируемого кода.

• Блок семантического контроля (Semantic Checker). Не обязателен. Проверяет синтаксическое дерево на наличие ошибок.

• Генератор промежуточного кода (Intermediate Code Generator). Преобразует синтаксическое дерево в промежуточный код.

• Оптимизатор (Optimizer). Не обязателен. Оптимизирует промежуточный код.

28

• Генератор байт-кода (Bytecode Generator). Не обязателен. Создает байт-код по промежуточному коду.

• Виртуальная машина, выполняющая этот байт-код.

• Стек вызовов – хранит ссылки на текущие запущенные блоки кода (процедуры/функции), а так же точки возврата.

29

А если почитать?

http://www.gamedev.ru/articles/?id=70104

Хорошая статья:

Компиляторы: принципы, технологии и инструменты Ахо А.В., Сети Р., Ульман Д.Д.

30

Свой интерпретатор

31

Совет из опыта

За основу лучше взять уже готовый интерпретатор языка Basic, где уже есть линейные ветвления и циклы с условием.

32

И вокруг него собрать свое синтаксическое ядро языка и механизмы интерпретатора.

Прежде чем резать…1. Наилучший язык разработки – C/С++

2. Надо хорошо изучить среду, где будет исполняться интерпретируемый код. Узнать все сильные и слабые стороны платформы и ОС

1. Разработать синтаксис языка и его конструкции, которые удовлетворяли бы требованиям решаемых задач и был понятен человеку при чтении кода

2. Максимально интегрировать ядро интерпретатора в ядро приложения

3. И только после этого разработать анализатор лексем и парсер

33

Lexer и ParserДля C/С++ есть замечательный OpenSource инструмент - Bison.

Для других языков программирования см. статью: http://ru.wikipedia.org/wiki/Синтаксический_анализ

34

Конструкции будущего языка описываются самим разработчиком в специальном формате bison.

www.gnu.org/s/bison

Ясность синтаксиса

35

Оптимизация

36

Что бы зря не оптимизировать

• Знайте архитектурные особенности работы интерпретатора

• Определитесь с платформой, где будет исполняться интерпретируемый код и знайте ее особенности

• Делайте код программы проще

37

Интерактивчик

Почему это неоптимизированны

й код?

40

«Враги интерпретатора»1. Циклы (особенно вложенные)

2. Массивы (особенно многомерные)

3. Глобальные переменные

4. Рекурсия

5. Огромные файлы исходного кода

41

Борьба с «врагами интерпретаторов»1. НЕ объявляйте переменные в теле цикла, это

существенно замедляет его

2. Обход двумерного массива – сначала у, потом x

3. Большие файлы, по возможности, дробите на мелкие и подгружайте в память по мере надобности

4. Используйте системные коллекции (на стороне ядра приложения) для хранения и поиска данных, а не массивы интерпретатора

5. Знайте особенности работы интерпретатора

42

И на посошок!1. Время от времени переносите уже

«устаканившейся» интерпретируемый код в ядро приложения

2. Для анализа быстродействия используйте профилировщики

3. Не забывайте об утечках памяти – проверяйте инструментами анализа утечек каждый модуль

43

А если почитать?

Совершенный код. Второе издание

Автор: С.Макконнелл

44

+375 29 628 81 83 Никита

URL demo-версии движка PocketGame:

http://maskin-soft.ru/pocketgame

Вах, какой доклад!

https://facebook.com/velmaskin