S#語言演變到如今，其實已經形成比較強的個性了，也有很多利弊。語言的個性是由其語法確定的，S#的基因就是公式系統，其設計、表達和核心庫在各種語言比較中絕對算的上是一流的，已支持近3800個函數或屬性或方法調用。 ...

ShoneSharp語言(S#)的設計和使用介紹

系列（4）— 入門概述

作者：Shone

聲明：原創文章歡迎轉載，但請註明出處，https://www.cnblogs.com/ShoneSharp。

摘要: S#語言演變到如今，其實已經形成比較強的個性了，也有很多利弊。語言的個性是由其語法確定的，S#的基因就是公式系統，其設計、表達和核心庫在各種語言比較中絕對算的上是一流的，已支持近3800個函數或屬性或方法調用。

軟體： S#語言編輯解析運行器，運行環境.NET 4.0，綠色軟體，單個EXE直接運行，無副作用。網盤下載鏈接為https://pan.baidu.com/s/1dF4e08p

前面幾篇博文發佈後我發現各種搜索引擎很難索引到S#，應該是把#看成了特殊符號，因此我把標題改成“ShoneSharp語言(S#)的設計和使用介紹系列”，同時也突出了本系列還將介紹S#的語言設計過程與相關考量，可供語言設計愛好者參考。

今天開始就進入正題，對S#語言本身進行抽絲剝繭，詳細介紹。

一、S#語言觀

編程語言是人設計和使用的，因此不可避免也反應了人性，肯定會帶有某些主觀偏好和執念。有人的地方就有江湖，不同民族也有不同方言，可見編程語言的多樣性也是必然。物以類聚，人以群分，持有類似編程語言觀點的人在一起交流也會比較融洽，不過也沒有必要黨同劃異、爭論不休。

個人認為沒有一種編程語言是完美的。每種語言都在走平衡木，在機器理性與人類感性世界里徘徊，在運行性能與開發效率中搖擺，在科學理論與工程現實夾縫中求生。

S#語言的開發不是為了替代誰誰，也不是為了顯擺和牛逼，他是Shone個人愛好和探索的產物，也是語言自身不斷進化的結果。S#語言演變到如今，其實已經形成比較強的個性了，要添加新的功能特性，很多情況下會產生排斥反應。

S#語言也有很多利弊。比如其特色是追求強大的表達能力，但是會犧牲一些運行性能；解析運行一體化很好，但是肯定不利於大規模程式的調試；萬物皆樹結構很酷，但是會多消耗一些記憶體。

S#語言不是大規模系統開發語言，但也是一種頗具特色的領域語言，因為他一開始就在內核層面支持二維三維的幾何類型，因此天生就適用於表達圖形，特別是參數化的矢量圖形。

總之天下語言千千萬，哪裡有需求，哪個語言更適用就用那個。比如編寫驅動程式肯定選C++/C/彙編，開發企業應用首選Java/.NET，Web應用就更多了。本人平時也還是使用C#做開發，定製圖形系統時專門使用S#，公開S#也是想看看是不是有可能更多類似領域的應用，比如Grassshop、Dynamo等等。JavaScript一開始也只是瀏覽器語言，現在不也通過Node擴展到了伺服器端了。

二、S#符號系統

編程語言其實就是個處理符號的系統，橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。

從不同角度和層次，S#語言都是進行了精心設計。

從機器角度看：S#處理的是數據，一切都是二進位符號，這是最原始的數據；
從用戶角度看：S#處理的是字元，一切都是位元組符號，開始有編碼含義；
從詞法層次看：S#處理的是單詞，一切都是詞法符號，開始有分詞含義；
從語法層次看：S#處理的是節點，一切都是語法符號，開始有組合含義；
從語義層次看：S#處理的是標記，一切都是語義符號，開始有上下文含義；
從運行層次看：S#處理的是求值，一切都是信息符號，最終獲得有意義的數據。

S#語言開始處理的是數據，最終獲得的也是數據，從而形成周而複始的閉環。而其中處理的過程，其實就是數據變成信息的過程，也就是從沒有意義的數據，變成有指定意義的數據（即信息）。

三、S#公式系統

語言的個性是由其語法確定的。S#從2007年開始開發，最初主要用於進行式解析，後面擴展支持了語句以及類，變成了全功能語言，但是在實現上其實公式系統和語句系統的表達能力是等價的，只是語法差異而已。

S#的基因就是公式系統。瞭解和學習S#，必然從基礎的公式系統入手。這裡自吹一句，S#公式系統的設計、表達和核心庫在各種語言比較中絕對算的上是一流的，已支持近3800個函數或屬性或方法調用，大家估算一下其開發工作量，可以用人年計算了。

S#公式由各種數據類型的常量、變數、運算符、函數、屬性、方法等組合而成，並可以解析並計算得到一個相應數據類型的結果值，從而建立起變數和對象之間的邏輯依賴關係，確保在變數發生變化時相應的對象可以保持聯動更新。

由於常量、運算符、函數、屬性、方法數量很多，每個符號解釋可以在編輯器軟體中查閱，本文主要概述其含義、用途和方法，方便大家入門。後續章節還會逐一詳解。

1）類型

類型用於對各種不同數據進行分類，是S#公式進行解析和計算的基本要素。

S#語言支持的基礎數據類型有如下幾大類。

數值（即C#的double）：用於表示整數或實數值，如10、25.32等。

字元串（即C#的string）：用於表示文本內容，如"S#公式是很有特色"等。

布爾值（即C#的bool）：用於表示是/否兩種狀態，如true、false等。

數組（即C#的類型化數組，如double[], string[], bool[]等）：由相同類型的數據元素組成的一個數據序列，每種數據類型都可以有相應類型的數組。最常用的數組是數值數組如[10,20]，還可以有其他的字元串數組如["紅色","黃色","藍色"]等。

列表（即C#的object[]的包裝類）：由相同或不同類型的數據元素組成的一個數據集合，集合中既可以包含基本數據、也可以包含數組、還可以包含其他列表，從而形成更加複雜的層級式數據結構，如{10,25.32,true,false,[10,20],["紅色","黃色", "藍色"],{1,2,{3,4}}}。

數據表（即C#的Dictionary<string,string>的包裝類）：其他語言也叫字典、或哈希表、或鍵值表，也是一種列表，只不過其中數據可以通過字元串直接索引。例如{A=5, B=[1,2], C={10,20,30}}。

二維幾何：常用的有二維點如(10,10)、二維向量如<10,5>、二維線形如path(0,0,0,50,0,100,30)等。

三維幾何：常用的有三維點如(10,10,5)、三維向量如<10,5,5>、三維面如plane3d((0,0,0),<1,1,1>)、道路中心線如roadway({[0,0,0,0,210], [195.535,141.294,124.927,210,0]},{[0,0,0],[195.535,30,0]},true,10,0,0,0)等。

2）常量

常量是系統預先定義的一些數值，如PI對應數值是3.1415926535897931。

大部分常量的表達和含義與C#相同，這是S#語言的偏好。

常量可以在編輯器中手工直接輸入，也可以通過Ctrl+J組合鍵下拉選擇框輸入。

另外“常量”主菜單中還提供了常用π , ε , ｅ , ∞ , true , false等符號的快捷輸入。

3）變數

變數命名規則與各種程式語言類似，也是由字母、數字或_組合而成首字非數字的字元序列，如h1，width等。建議首字母採用小寫，名稱儘量精簡而有含義，便於在建模過程中記憶和使用。變數有其相應的作用範圍，即不同層級的變數只能在相應層級的定義範圍內引用。

S#語言的預設定義範圍偏好是：上級定義的變數對象可以被後續所有子級的對象引用，而在有重名變數時子級就近優先。

變數可以在編輯器中手工直接輸入，也可以通過Ctrl+J組合鍵下拉選擇框輸入。

4）運算符

運算符是公式的基本表達方式，通過運算符可以對數值、常量、變數和子公式進行計算求值。常用的運算符有+-*/等，如(2*a+5*b)/c-10。

大部分運算符的表達和含義與C#相同，這是S#語言的偏好。

運算符通常由1～2個簡單符號組成，可以在編輯器中手工直接輸入。

S#支持在二位編輯頁面中把公式展開並轉換為可視化層次結構，從而讓對應的運算符含義和公式邏輯結構更加直觀，接近於科技論文中的數學公式表達方式。

5) 函數

函數調用是S#公式使用最為廣泛的表達方式，其基本格式是：函數名稱(參數,…)。其中每個參數又可以是一個子公式，從而可以形成更加複雜的公式嵌套結構。最常用的函數是數值函數，如sin(30)就是求正弦函數值。

大部分數值運算是通過小寫函數調用，這是S#語言的偏好。

函數調用可以在編輯器中手工直接輸入，也可以通過Ctrl+J組合鍵下拉選擇框輸入。註意在下拉選擇框中輸入字元時將自動高亮到最先匹配的條目，這時按下ESC鍵放棄，按下回車鍵則自動補全完整的函數名，而按下TAB鍵則自動補全完整的函數調用示例。如輸入log後按TAB鍵則自動補全為log(10,2)，然後再回過來修改參數，這對於有多個參數的函數可以減少記憶和輸入的工作量。