C#のExpressionTreeを使って作成したスクリプト言語の簡単な紹介

1. ゲーム組み込み用スクリ
プト言語を作ってみた
2013年6月1日

2. 目次
 目的
 言語仕様策定
 作る
 作った

3. 目的
 細かい調整するにはスクリプト言語がいい
 小規模なロジックをたくさん書くのに便利
 既存言語調べるのめんどくさい
 作るの楽しそう

4. 言語仕様策定

5. 基本事項
 言語の開発はC#で
 動作環境もC#で
 1フレームで数百回走らせられる速度
 コンパイル型にする

6. 方針
 単純な命令は書きやすく
 括弧なしでのメソッド呼び出し
 オーバーロードを簡単に
 名前付き引数的機能
 手続き型っぽく
 実装の簡単化
 1種類のオブジェクトにつき1本のスクリプト

7. 実際のスクリプト
実演

8. スクリプトでパーティクル制御

9. 作る

10. 処理の流れ
 ソースの文字列の読み込み
 プリプロセッサ
 文字列をトークン分割(スキャナ)
 トークン : スペースで区切られた単語や改行文字
 トークン列を構文に整理(パーサ)
 構文を実行可能形式に変換(プロセッサ)
 実行

11. ソースの読み込み
 普通のファイル読み込み
 暗号化して固めたデータからの読み込みも別
途サポートした

12. プリプロセッサ
 定数定義の#defineと単純な#includeをサポー
ト
 入力ソースを適当に置換して実装

13. スキャナ
 入力文字列をスペースでトークンに分割
 手抜き
 トークンを型付けする
 数値リテラルはfloat値に
 演算子やタブ、改行などは対応する列挙体に
 その他は文字列に
 トークンの配列を返す

14. パーサ
 コメント部分を除去
 トークン列を改行を目印に行に分割
 行にインデントの深さも与える
 行内のカッコを再帰的にまとめる
 カッコで括られた部分を一塊のオブジェクト
に

15. プロセッサ基本方針
 .NETのExpression Treeというライブラリを使
用
 式の木構造をオブジェクトで組んでコンパイ
ルすると、そのまま実行可能な無名関数を返
す!
 本体側のメソッド呼び出しにはリフレクショ
ンを活用

16. プロセッサ準備
 本体側のメソッドやプロパティを呼び出す準
備
 1つの型につき1つの「識別子-メソッド情報」
辞書
 全ての型で1つ、グローバル関数の辞書も用意

17. プロセッサ1
 トップレベルの文を1つずつパース
 トップレベルの文=必ず実行される文
 文がどの構文かをチェック
 最初の1、2単語を見て判断可能
 制御文、代入文、宣言文でなければメソッド呼び
出し
 実行中に使う数値型は基本的に全てfloat

18. 作った

19. 速度テスト
float i = 0;
float j = 0;
while (i < 1000){
j = 0;
while (j < 1000){
j++;
}
i++;
}
 というコードを最適化なしで実行
 C#ネイティブ: 10k ticks(2-3ms)
 スクリプト: 16k ticks(4ms)

20. 速度テスト2
 中身が空で1引数のC#側関数を40万回呼び出
し
 C#ネイティブ:12ms
 スクリプト:57ms
 動的な呼び出しなのでやや遅い