你要做的事情有三步：
- 语义设计
- 语法设计
- 实现一个编译器
实际上，最难的往往是第一步，也就是语义设计，因为它决定了你的语言的最终形态。「语义」的内容会很宽泛，下面这些都是语义的范畴：
- 类型系统：是强类型还是弱类型？静态类型还是动态类型？是否有类型推导？如果有，基于哪种形式系统？是否允许子类型？是否允许递归类型？类型转换的机制如何？等等。
- 编程范式：你的语言是过程式（Imperative）还是声明式（Declarative）还是两者结合？对于「声明式」，是函数式（Functional）还是逻辑式（Logical）？是否允许元编程？等等。
- 存储：你的语言是否允许用户干预存储细节？是否允许指针算数？是否允许手动内存管理？变量（符号）的作用域规则如何？是词法作用域（Lexical Scoping）还是动态作用域（Dynamic Scoping）还是两者结合？
- 子程序：你的语言是否有子程序？如果有，他们是否是第一态（First Class）的？参数传递是按值传递还是按名传递？是否允许按引用传递？求值策略是急迫求值还是懒惰求值？参数之间的求值顺序是怎样？
- 流程控制：你的语言是否允许非结构跳转？是否有内建的异常处理机制？是否有连续体（Continuation）或协程（Coroutine）机制？
在语义设计完成之后就要设计与之对应的语法（Grammar）。几乎所有的编译原理教程都是从语法开始，这在实现编译器的时候是这样，然而设计语言时，语义是比语法先完成的。一套核心语义可以有多种语法与之对应，当然这些语法里肯定有最合适的。像 Lisp 里无比强大的宏就更喜欢简单的语法。（等等……Lisp 这货有语法？）
在语法设计完成之后，你就可以着手实现编译器/解释器了。现在成熟的后端非常多，即使你想直接编译成 x86 机器代码，使用现有库的话也没有很高的难度。不过对于初学者，把编译器的目标平台定到一些虚拟机——如 JVM 或者 CLI 上会容易的多。在实现编译器的时候你要做的事情包括：
- 语法分析。这一块库相当丰富（毕竟还有一堆程序要读文本文件），从老牌的 yacc 到现在流行的 Parser Combinator 随你挑。这一步完成时你会得到一个语法树（Parse Tree）。
- 类型检查与类型推导。对于那些静态类型的语言，你要在这一步完成类型检查/类型推导。这一块没有通用的库，你得自己查阅相关算法（比如 Hindley-Milner 推导算法）。
- 语言相关优化。这一步是针对语言的优化。尤其是对那些使用大量函数式特性的语言，这一步尤其重要。优化的好，编译出的程序性能可提升数倍。当然，传统的平台无关优化，如子表达式消除、复制传播等也不能忽略。
- 中间代码生成。绝大多数后端都是线性的简单指令，此时你就要想办法把树状的语法树变成线性的指令列表。你可以用三地址（3-address）或者静态单赋值形式（SSA）。如果你使用 LLVM、JVM 这类的后端，你的编译器在这里就可以宣告完工了。
- 代码生成。如果你想编译成机器代码而不想用现成后端的话，这是最后一步。在这一步里你还要进行平台相关优化，把你的程序调教成最适合目标平台的形式。
- 标准库的编写。这个严格意义上不算编译器的内容，但是谁的语言是裸语言呢？编写一套好的标准库比你想象的困难，看看 nodejs 所用 libuv 的规模就知道了。
编译器的调试和测试是非常困难的：一方面它不允许任何错误，另一方面编译器的测试用例也非常难写。所以在优化这一步上，宁可保守一些也不要引入错误。同时在编程时，请写「明显正确」的程序：结构清楚，一看便明的程序。
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补充：
- 有人提及 OOP。喂，OOP 不就是结构类型 + 子类型披了层皮吗？
- 「语法设计」我提得少，因为它相比语义设计和编译器作成来看，重要性最低。但是它的工作十分琐碎，而且对于语言用家的最终体验也有巨大影响，所以还是认真点好。真的不想设计语法，就 lisp 好了……
— 完 —
本文作者：Belleve
【知乎日报】
你都看到这啦，快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
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