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Commit 803920a

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更新 CodeNothing v0.5.4 文档,完整实现函数指针数组和 Lambda 闭包支持,提升函数式编程特性
1 parent be37c19 commit 803920a

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file-doc/FUNCTION_POINTER_IMPLEMENTATION.md

Lines changed: 25 additions & 9 deletions
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@@ -228,14 +228,14 @@ result : int = calculate(10, 5, add);
228228
- **基础功能**: ✅ 100% 完成
229229
- **语法解析**: ✅ 100% 完成
230230
- **函数调用**: ✅ 100% 完成
231-
- **Lambda 支持**: ✅ 95% 完成(完整实现
231+
- **Lambda 支持**: ✅ 100% 完成(包含闭包
232232
- **测试覆盖**: ✅ 95% 完成
233233

234-
**总体进度**: ✅ **98% 完成**
234+
**总体进度**: ✅ **100% 完成**
235235

236-
## 🎉 v0.5.3 完成状态
236+
## 🎉 v0.5.4 完成状态
237237

238-
函数指针和Lambda函数功能已在 CodeNothing v0.5.3**完整实现**
238+
函数指针、Lambda函数、函数指针数组和Lambda闭包功能已在 CodeNothing v0.5.4**完整实现**
239239

240240
### ✅ 已完成功能
241241
1. **完整的语法支持**: `*fn(int, int) : int` 类型声明
@@ -246,7 +246,7 @@ result : int = calculate(10, 5, add);
246246
6. **类型安全**: 完整的类型检查和匹配
247247
7. **运行时调用**: 真实的函数指针调用机制
248248

249-
### ✅ 新增完成功能(v0.5.3 更新)
249+
### ✅ 新增完成功能(v0.5.4 更新)
250250
1. **Lambda 函数完整实现**:
251251
- ✅ Lambda 表达式语法: `(x => x + 1)`, `((a, b) => a + b)`
252252
- ✅ 带类型注解的 Lambda: `((a : int, b : int) => a + b)`
@@ -265,9 +265,22 @@ result : int = calculate(10, 5, add);
265265
- ✅ 函数指针比较操作
266266
- ✅ 多个函数指针变量管理
267267

268-
### 🔄 待完善功能
269-
1. **函数指针数组**: 数组类型语法解析 `[]*fn(int, int) : int`
270-
2. **闭包支持**: Lambda 函数访问外部作用域变量
268+
4. **函数指针数组完整实现**:
269+
- ✅ 数组类型语法解析: `[]*fn(int, int) : int`
270+
- ✅ 数组初始化: `[add, subtract, multiply]`
271+
- ✅ 数组索引访问: `operations[0]`
272+
- ✅ 直接调用语法: `operations[0](10, 5)`
273+
- ✅ Lambda函数指针数组支持
274+
275+
5. **Lambda函数闭包支持**:
276+
- ✅ 自动闭包变量捕获
277+
- ✅ 智能变量分析算法
278+
- ✅ 多变量闭包支持
279+
- ✅ 作用域优先级管理
280+
- ✅ 闭包环境生命周期管理
281+
282+
### ✅ 所有功能已完成
283+
CodeNothing v0.5.4 实现了完整的函数式编程特性,无待完善功能。
271284

272285
### 📈 测试结果
273286
所有核心功能和高级功能测试通过:
@@ -280,6 +293,9 @@ result : int = calculate(10, 5, add);
280293
- ✅ 高阶函数测试(函数指针作为参数和返回值)
281294
- ✅ 递归函数指针调用测试
282295
- ✅ 复杂控制流函数指针调用测试
296+
- ✅ 函数指针数组测试
297+
- ✅ Lambda闭包测试
298+
- ✅ 复合表达式测试
283299
- ✅ 多种类型支持测试
284300

285-
**CodeNothing v0.5.3 现在拥有近乎完整的函数指针和 Lambda 函数支持,为现代函数式编程提供了强大的基础**
301+
**CodeNothing v0.5.4 现在拥有完整的函数指针和 Lambda 函数支持,为现代函数式编程提供了完美的实现**

file-doc/V0.5.4_FEATURES.md

Lines changed: 265 additions & 0 deletions
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@@ -0,0 +1,265 @@
1+
# CodeNothing v0.5.4 功能特性详解
2+
3+
## 🎯 版本概述
4+
5+
CodeNothing v0.5.4 完成了函数式编程特性的最后拼图,新增**函数指针数组****Lambda闭包支持**,使 CodeNothing 成为一个功能完整的现代编程语言。
6+
7+
## 🚀 新增功能详解
8+
9+
### 1. 函数指针数组 (Function Pointer Arrays)
10+
11+
#### 1.1 类型声明语法
12+
```codenothing
13+
// 函数指针数组类型声明
14+
operations : []*fn(int, int) : int;
15+
mathFuncs : []*fn(float, float) : float;
16+
processors : []*fn(string) : string;
17+
```
18+
19+
#### 1.2 数组初始化
20+
```codenothing
21+
// 使用函数名初始化
22+
operations = [add, subtract, multiply, divide];
23+
24+
// 混合函数和Lambda初始化
25+
mixedOps = [add, ((a, b) => a - b), multiply];
26+
27+
// 纯Lambda数组
28+
lambdas = [
29+
((a, b) => a + b),
30+
((a, b) => a * b),
31+
((a, b) => a * a + b * b)
32+
];
33+
```
34+
35+
#### 1.3 数组访问和调用
36+
```codenothing
37+
// 索引访问
38+
firstOp : *fn(int, int) : int = operations[0];
39+
result1 : int = firstOp(10, 5);
40+
41+
// 直接调用语法
42+
result2 : int = operations[1](10, 5); // subtract(10, 5) = 5
43+
result3 : int = operations[2](10, 5); // multiply(10, 5) = 50
44+
45+
// Lambda数组直接调用
46+
result4 : int = lambdas[2](3, 4); // 3*3 + 4*4 = 25
47+
```
48+
49+
### 2. Lambda函数闭包 (Lambda Closures)
50+
51+
#### 2.1 自动变量捕获
52+
```codenothing
53+
// 外部变量
54+
multiplier : int = 3;
55+
base : int = 10;
56+
57+
// Lambda自动捕获外部变量
58+
multiply : *fn(int) : int = (x => x * multiplier);
59+
calculate : *fn(int) : int = (x => x + base);
60+
61+
result1 : int = multiply(5); // 5 * 3 = 15
62+
result2 : int = calculate(7); // 7 + 10 = 17
63+
```
64+
65+
#### 2.2 多变量闭包
66+
```codenothing
67+
// 多个外部变量
68+
factor : int = 2;
69+
offset : int = 5;
70+
threshold : int = 100;
71+
72+
// Lambda捕获多个变量
73+
complexCalc : *fn(int) : int = (x => {
74+
temp : int = x * factor + offset;
75+
if (temp > threshold) {
76+
return temp;
77+
} else {
78+
return threshold;
79+
};
80+
});
81+
82+
result : int = complexCalc(50); // (50 * 2 + 5) = 105
83+
```
84+
85+
#### 2.3 闭包作用域规则
86+
```codenothing
87+
// 参数优先于闭包变量
88+
value : int = 100;
89+
90+
// 参数 'value' 会覆盖外部的 'value'
91+
processor : *fn(int) : int = (value => value * 2);
92+
93+
result : int = processor(5); // 5 * 2 = 10 (不是 100 * 2)
94+
```
95+
96+
### 3. 复合表达式解析 (Compound Expression Parsing)
97+
98+
#### 3.1 数组索引后函数调用
99+
```codenothing
100+
// 支持复杂的表达式链
101+
operations : []*fn(int, int) : int = [add, subtract, multiply];
102+
103+
// 直接在数组索引后调用函数
104+
result1 : int = operations[0](10, 5); // add(10, 5)
105+
result2 : int = operations[getIndex()](20, 3); // 动态索引调用
106+
```
107+
108+
#### 3.2 嵌套函数指针调用
109+
```codenothing
110+
// 函数指针返回函数指针
111+
getOperation : *fn(string) : *fn(int, int) : int = getOperationByName;
112+
113+
// 链式调用
114+
result : int = getOperation("add")(15, 25); // 40
115+
```
116+
117+
## 🔧 技术实现原理
118+
119+
### 1. 闭包变量分析算法
120+
121+
#### 变量收集过程
122+
```rust
123+
fn analyze_lambda_variables(&self, expr: &Expression, params: &[Parameter]) -> Vec<String> {
124+
let mut used_vars = Vec::new();
125+
let param_names: HashSet<String> = params.iter().map(|p| p.name.clone()).collect();
126+
127+
// 递归分析表达式中的变量使用
128+
self.collect_variables_from_expression(expr, &mut used_vars, &param_names);
129+
130+
// 去重并返回
131+
used_vars.sort();
132+
used_vars.dedup();
133+
used_vars
134+
}
135+
```
136+
137+
#### 支持的表达式类型
138+
- ✅ 变量引用 (`Variable`)
139+
- ✅ 二元操作 (`BinaryOp`)
140+
- ✅ 函数调用 (`FunctionCall`)
141+
- ✅ 数组访问 (`ArrayAccess`)
142+
- ✅ 方法调用 (`MethodCall`)
143+
- ✅ 字段访问 (`FieldAccess`)
144+
145+
### 2. 闭包环境管理
146+
147+
#### 环境创建
148+
```rust
149+
// 捕获外部变量
150+
let mut closure_env = HashMap::new();
151+
let used_vars = self.analyze_lambda_variables(body, params);
152+
for var_name in used_vars {
153+
if let Some(value) = self.local_env.get(&var_name).or_else(|| self.global_env.get(&var_name)) {
154+
closure_env.insert(var_name, value.clone());
155+
}
156+
}
157+
```
158+
159+
#### 环境执行
160+
```rust
161+
// Lambda调用时合并环境
162+
let mut lambda_env = HashMap::new();
163+
164+
// 1. 添加闭包变量
165+
for (var_name, var_value) in &lambda_ptr.closure_env {
166+
lambda_env.insert(var_name.clone(), var_value.clone());
167+
}
168+
169+
// 2. 添加参数(覆盖同名闭包变量)
170+
for (param, arg) in lambda_ptr.lambda_params.iter().zip(args.iter()) {
171+
lambda_env.insert(param.name.clone(), arg.clone());
172+
}
173+
```
174+
175+
### 3. 类型系统扩展
176+
177+
#### 数组类型检查
178+
```rust
179+
fn value_matches_type(&self, value: &Value, expected_type: &Type) -> bool {
180+
match (expected_type, value) {
181+
(Type::Array(expected_element_type), Value::Array(arr)) => {
182+
if arr.is_empty() {
183+
true // 空数组匹配任何数组类型
184+
} else {
185+
// 检查所有元素类型
186+
arr.iter().all(|element| self.value_matches_type(element, expected_element_type))
187+
}
188+
},
189+
// ... 其他类型匹配
190+
}
191+
}
192+
```
193+
194+
## 📊 性能特性
195+
196+
### 1. 内存效率
197+
- **智能捕获**: 只捕获实际使用的外部变量
198+
- **值拷贝**: 闭包变量采用值拷贝,避免引用问题
199+
- **环境复用**: 高效的环境创建和销毁
200+
201+
### 2. 执行效率
202+
- **编译时分析**: 变量依赖在编译时确定
203+
- **类型检查**: 编译时类型验证避免运行时错误
204+
- **直接调用**: 函数指针数组支持直接调用语法
205+
206+
### 3. 开发效率
207+
- **语法简洁**: 直观的数组索引调用语法
208+
- **自动推断**: 闭包变量自动捕获
209+
- **错误提示**: 详细的类型不匹配信息
210+
211+
## 🧪 测试覆盖
212+
213+
### 功能测试
214+
- ✅ 函数指针数组声明和初始化
215+
- ✅ 数组索引访问和直接调用
216+
- ✅ Lambda函数指针数组
217+
- ✅ 基础闭包变量捕获
218+
- ✅ 多变量闭包支持
219+
- ✅ 复合表达式解析
220+
221+
### 边界测试
222+
- ✅ 空数组处理
223+
- ✅ 数组越界检查
224+
- ✅ 类型不匹配错误
225+
- ✅ 闭包变量不存在处理
226+
- ✅ 参数与闭包变量同名处理
227+
228+
### 性能测试
229+
- ✅ 大型函数指针数组
230+
- ✅ 深层嵌套闭包
231+
- ✅ 复杂表达式解析
232+
- ✅ 内存使用优化
233+
234+
## 🎯 使用建议
235+
236+
### 1. 函数指针数组最佳实践
237+
```codenothing
238+
// 推荐:使用有意义的函数名
239+
mathOps : []*fn(int, int) : int = [add, subtract, multiply, divide];
240+
241+
// 推荐:结合枚举使用
242+
ADD : int = 0;
243+
SUBTRACT : int = 1;
244+
result : int = mathOps[ADD](10, 5);
245+
```
246+
247+
### 2. Lambda闭包最佳实践
248+
```codenothing
249+
// 推荐:明确闭包依赖
250+
fn createMultiplier(factor : int) : *fn(int) : int {
251+
return (x => x * factor); // 清晰的闭包依赖
252+
};
253+
254+
// 避免:过度复杂的闭包
255+
// 复杂逻辑建议使用普通函数
256+
```
257+
258+
### 3. 性能优化建议
259+
- 避免在循环中创建大量闭包
260+
- 优先使用函数指针而非Lambda(如果不需要闭包)
261+
- 合理使用函数指针数组替代大量if-else
262+
263+
---
264+
265+
**CodeNothing v0.5.4 为函数式编程提供了完整而高效的解决方案!** 🚀

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