Qlang

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开发计划 ​

总体原则 ​

开发顺序必须围绕“尽早形成真实闭环”展开。对 Qlang 来说，闭环不是只有一个 parser 能跑，而是至少满足：

  1. 能写一个最小程序
  2. 能编译到原生可执行文件
  3. 能跑测试
  4. 能给出像样错误信息
  5. 能在编辑器里工作
  6. 能调用一个 C 函数

Phase 0: 预研冻结 ​

目标 ​

  • 固化语言定位
  • 固化仓库结构
  • 固化 P0/P1/P2 边界
  • 明确高风险技术假设

交付物 ​

  • 本文档站
  • 初版功能清单
  • 初版路线图
  • 初版架构图和 RFC 流程草案

出口标准 ​

  • 设计原则不再大幅摇摆
  • 后续能按 RFC 继续演进

Phase 1: 编译器前端最小闭环 ​

目标 ​

  • 建立 Rust workspace
  • 实现 lexer、parser、AST
  • 支持基础语法和模块系统
  • 冻结 P0 语法基线，包括类型实例化、值实例化、解构绑定、可调用类型与元组返回
  • 跑通 parser 回归测试

交付物 ​

  • ql check 能解析项目
  • 语法错误有稳定 span
  • qfmt 能对最小语法集工作

出口标准 ​

  • hello world 级程序可被解析和格式化
  • parser / formatter 回归测试体系建立

当前切片拆分 ​

为了避免 Phase 1 被做成一个“不断往 parser 里堆规则”的大泥球，前端开发要拆成更小的可验证切片：

  1. workspace 与基础前端骨架
  2. 基础声明、类型与表达式
  3. 控制流、模式匹配与 formatter 稳定化
  4. 顶层声明补全与错误恢复增强
  5. 为 HIR lowering 预留更清晰的前端边界

当前状态（2026-03-25） ​

已完成：

  • Rust workspace 与基础 crate 拆分
  • ql-span / ql-ast / ql-lexer / ql-parser / ql-fmt / ql-cli
  • package / use / const / static / type / opaque type / fn / trait / impl / extend / extern
  • struct / data struct / enum
  • 泛型参数、where、泛型类型应用、可调用类型
  • 闭包、结构体字面量、基础运算表达式
  • unsafe fn 和 unsafe { ... }
  • if / match 表达式
  • while / loop / for / for await
  • richer pattern 支持：路径模式、tuple-struct 模式、struct 模式、字面量模式
  • parser 从单文件拆分为 item / expr / pattern / stmt 模块
  • 函数签名模型已统一，可覆盖 free function、trait method、extern function
  • parser fixture 与 formatter 稳定性测试覆盖到控制流和 Phase 1 声明切片
  • Phase 1 评审缺口已补齐：*const 原始指针类型、转义标识符、下划线前缀绑定、pub extern block round-trip、非法数字后缀诊断
  • 前端基础抽象已加固：AST 节点级 span、控制流头部表达式歧义隔离、单元素 tuple 类型/表达式 round-trip、ql check 目录扫描过滤 fixture 与工具输出目录

当前验证集：

  • cargo fmt
  • cargo test
  • cargo run -p ql-cli -- check fixtures/parser/pass/basic.ql
  • cargo run -p ql-cli -- check fixtures/parser/pass/control_flow.ql
  • cargo run -p ql-cli -- check fixtures/parser/pass/phase1_declarations.ql
  • cargo run -p ql-cli -- check target/review/if_empty_block.ql
  • cargo run -p ql-cli -- check target/review/while_empty_block.ql
  • cargo run -p ql-cli -- check target/review/match_empty_arms.ql
  • cargo run -p ql-cli -- check target/review/one_tuple_type.ql
  • cargo run -p ql-cli -- fmt fixtures/parser/pass/phase1_declarations.ql
  • cargo run -p ql-cli -- fmt target/review/one_tuple_type.ql
  • npm run build in docs/

Phase 1 已完成，下一切片：

  • 建立 HIR 和名称解析
  • 强化 parser recovery 与 diagnostics，为 Phase 2 提供更稳的前端输入
  • 开始为类型检查和后续 LSP 共用语义数据库打底

Phase 2: 语义分析与类型检查 ​

目标 ​

  • 引入名称解析和 HIR
  • 支持基础类型、struct、enum、match
  • 支持 Result / Option
  • 支持一等函数、闭包、元组、多返回值与解构的第一版类型检查
  • 完成第一版类型检查

交付物 ​

  • ql check 能完成类型检查
  • UI diagnostics 测试框架可用
  • LSP 可提供 hover 和 diagnostics

出口标准 ​

  • 中小示例可获得可信的类型错误提示
  • HIR 作为语义单一事实源建立

Phase 3: 所有权与内存语义 ​

目标 ​

  • 建立 MIR
  • 实现移动检查和基础借用推断
  • 引入 drop 语义和 defer
  • 明确 unsafe 边界

交付物 ​

  • 值语义和移动规则可工作
  • 基础资源释放模型成立
  • 所有权相关 diagnostics 可解释

出口标准 ​

  • 常见资源管理场景可编译并运行
  • 无需显式生命周期即可覆盖大多数样例

Phase 4: LLVM 后端与原生产物 ​

目标 ​

  • 从 MIR lowering 到 LLVM IR
  • 生成对象文件、静态库、可执行文件
  • 打通链接驱动

交付物 ​

  • ql build
  • debug / release profile
  • 基础 codegen golden tests

出口标准 ​

  • hello world、简单容器、简单匹配逻辑可运行
  • Windows 和 Linux 至少打通一种 CI

Phase 5: C FFI 与运行时地基 ​

目标 ​

  • 支持 extern "c" 导入导出
  • 建立 FFI 安全包装模式
  • 标准库 core、alloc、io 打底

交付物 ​

  • 调用 libc 或自定义 C 库示例
  • tests/ffi 成体系
  • ql ffi 最小桥接能力

出口标准 ​

  • Qlang 可以作为真实本地库参与链接
  • FFI 边界报错可定位

Phase 6: LSP、格式化器与开发体验 ​

目标 ​

  • 基于统一语义数据库实现 qlsp
  • 补全、跳转、引用、rename、semantic tokens
  • qfmt 风格冻结

交付物 ​

  • VS Code 最小扩展
  • LSP 场景回归测试
  • code action 雏形

出口标准 ​

  • 用编辑器写 Qlang 不再“只能靠编译试错”

Phase 7: 并发、异步与 Rust 互操作 ​

目标 ​

  • 支持 async fn、await、spawn
  • 提供 executor 抽象
  • 通过 C ABI 打通 Rust 互操作工作流

交付物 ​

  • async 标准库雏形
  • examples/ffi-rust
  • 并发能力 trait 检查

出口标准 ​

  • 能写基本网络服务样例
  • Rust 混编路径清晰可复现

Phase 8: 文档、包管理与工作区增强 ​

目标 ​

  • ql doc
  • lockfile
  • feature flags
  • 模板项目生成

交付物 ​

  • API 文档生成站点
  • 多包 workspace 示例
  • 项目模板

出口标准 ​

  • 新用户能从脚手架到文档再到编译运行形成顺畅体验

Phase 9: 深水区能力 ​

目标 ​

  • 更完整效果系统
  • actor 标准库
  • 更深的 C++ 互操作
  • 增量编译和性能优化完善

交付物 ​

  • RFC 驱动的高级特性演进
  • 性能基线与回归体系
  • 更成熟的生态支撑

出口标准 ​

  • 项目进入“可持续迭代生态期”，而不是只靠主线作者硬推

每阶段都必须交付的横向事项 ​

  • 文档更新
  • RFC 或 ADR 沉淀
  • 回归测试补全
  • CI 更新
  • 示例代码补全

如果少了这些横向事项，项目会形成“代码前进，工程后退”的假繁荣。

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