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THZ-JS2CPP

THZ-JS2CPP é um transpilador AOT (Ahead-Of-Time) de JavaScript para C++20. Ele lê arquivos de código fonte .js, executa análise léxica (lexing), sintática (parsing), gera uma Representação Intermediária (IR) e emite código C++20 nativo de alta performance contendo um runtime dinâmico embarcado.

🚀 Visão Geral

O código C++ gerado embute um runtime dinâmico eficiente baseado no tipo thz::Value, capaz de manipular tipos primitivos e estruturas de dados dinâmicas do JavaScript sem a necessidade de um interpretador externo ou máquina virtual Node.js/V8.

  • Nativo e Autônomo: Gera um arquivo .cpp único e autossuficiente que pode ser compilado diretamente com g++ ou clang++.
  • Gerenciamento Automático de Memória: Runtime baseado em contagem de referências (std::shared_ptr) para objetos, arrays e funções.
  • Transpilação Estruturada: Processamento moderno via AST e Representação Intermediária em 3 endereços.

✨ Recursos e Sintaxes Suportadas

Categoria Recursos Suportados
Tipos Primitivos Number (double), String, Boolean, null, undefined
Coleções & Estruturas Arrays ([1, 2, 3]), Objetos ({ a: 1, b: 2 }), Chaves computadas ({[key]: val}), Spread operator (...)
Funções Declarações de função (function), Arrow functions (=>), Parâmetros padrão, Rest parameters (...args), Funções como valores de primeira classe
Orientação a Objetos (ES6+) Declaração de class, Herança com extends, constructor, super(), Métodos estáticos e de instância, Getters e Setters, Campos de classe
Controle de Fluxo if / else, while, do...while, for, for...in, for...of, switch / case / default, break, continue
Tratamento de Exceções try / catch / finally, throw
Operadores & Expressões Aritméticos, Relacionais, Lógicos (&&, `
I/O Embarcado console.log(...) com suporte a múltiplos argumentos

🛠️ Arquitetura do Pipeline

O pipeline de transpilação é composto por 5 etapas principais:

       Código Fonte (.js)
               │
               ▼
   ┌──────────────────────┐
   │      src/lexer.cpp   │  --> Stream de Tokens (include/thz/token.hpp)
   └───────────┬──────────┘
               ▼
   ┌──────────────────────┐
   │     src/parser.cpp   │  --> Árvore de Sintaxe Abstrata / AST (include/thz/ast.hpp)
   └───────────┬──────────┘
               ▼
   ┌──────────────────────┐
   │  src/irbuilder.cpp   │  --> Representação Intermediária em 3 Endereços / IR (include/thz/ir.hpp)
   └───────────┬──────────┘
               ▼
   ┌──────────────────────┐
   │    src/codegen.cpp   │  --> Código C++20 com Runtime Embarcado (include/thz/codegen.hpp)
   └───────────┬──────────┘
               ▼
        Arquivo (.cpp)
               │
               ▼  (g++ -std=c++20 -O2)
       Binário Executável

Módulos do Sistema

  1. Lexer (include/thz/lexer.hpp, src/lexer.cpp): Varre o código fonte em JavaScript e converte o texto em um fluxo de tokens reconhecidos pelo transpilador.
  2. Parser (include/thz/parser.hpp, src/parser.cpp): Processa os tokens e constrói a AST (Árvore de Sintaxe Abstrata) fortemente tipada.
  3. IRBuilder (include/thz/irbuilder.hpp, src/irbuilder.cpp): Converte a AST em instruções de Representação Intermediária (IR), simplificando estruturas complexas em instruções de 3 endereços.
  4. Codegen (include/thz/codegen.hpp, src/codegen.cpp): Emite o código C++20 final, incluindo as declarações do runtime thz::Value e a função main().

📋 Requisitos do Sistema

  • Compilador C++: Suporte a C++20 (testado com g++ 10+ e clang++ 11+).
  • Sistema de Build: make ou cmake (v3.16+).
  • Sistema Operacional: Linux / macOS / Windows (via MinGW ou WSL).

📦 Como Compilar o Transpilador

Opção 1: Via Makefile (Recomendado)

# Compila o binário do transpilador (gera ./thzc)
make

# Transpila, compila e executa todos os casos de teste
make test

# Limpa os objetos e o executável
make clean

Opção 2: Via CMake

# Configura o diretório de build
cmake -B build

# Compila o transpilador
cmake --build build

⚡ Guia de Uso

1. Transpilar arquivo JavaScript para C++

Após compilar o thzc, execute o transpilador passando o arquivo .js de entrada:

./thzc arquivo.js -o saida.cpp

Se o parâmetro -o for omitido, o padrão será out.cpp.

2. Compilar o C++ gerado

Utilize um compilador C++ com suporte a C++20:

g++ -std=c++20 -O2 -o meu_programa saida.cpp

3. Executar o binário nativo

./meu_programa

📝 Exemplo Prático (Quick Start)

Considere o arquivo exemplo.js:

function fatorial(n) {
    if (n <= 1) return 1;
    return n * fatorial(n - 1);
}

class Animal {
    constructor(nome) {
        this.nome = nome;
    }
    falar() {
        return "Sou o animal " + this.nome;
    }
}

class Cachorro extends Animal {
    falar() {
        return "Au au! Eu sou " + this.nome;
    }
}

let dog = new Cachorro("Rex");
console.log(dog.falar());
console.log("Fatorial de 5:", fatorial(5));

Transpilando e Executando:

./thzc exemplo.js -o exemplo.cpp
g++ -std=c++20 -O2 -o exemplo exemplo.cpp
./exemplo

Saída no Terminal:

Au au! Eu sou Rex
Fatorial de 5: 120

📂 Estrutura de Diretórios

THZ-JS2CPP/
├── include/
│   └── thz/
│       ├── ast.hpp         # Definições dos nós de AST (Expr, Stmt, ClassDef, etc.)
│       ├── codegen.hpp     # Interface do gerador de código C++
│       ├── ir.hpp          # Tipos e instruções da Representação Intermediária (IR)
│       ├── irbuilder.hpp   # Conversor de AST para IR
│       ├── lexer.hpp       # Interface do Analisador Léxico
│       ├── parser.hpp      # Interface do Analisador Sintático
│       └── token.hpp       # Tipos de Tokens e palavras-chave
├── src/
│   ├── codegen.cpp         # Gerador de código C++20 e runtime dinâmico thz::Value
│   ├── irbuilder.cpp       # Implementação do construtor de IR
│   ├── lexer.cpp           # Implementação do Lexer
│   └── parser.cpp          # Implementação do Parser
├── tests/
│   └── cases/
│       └── hello.js        # Casos de teste integrados em JavaScript
├── main.cpp                # Ponto de entrada do CLI (thzc)
├── CMakeLists.txt          # Configuração de build via CMake
├── Makefile                # Configuração de build via Make
└── README.md               # Documentação do projeto

🧪 Testes Automatizados

Os testes integrados ficam localizados em tests/cases/.

Para rodar a suíte completa de testes que transpila o JS, compila o C++ gerado e executa o binário verificando o comportamento final:

make test

⚠️ Limitações Conhecidas

  • Operador Deslocamento Sem Sinal (>>>): Atualmente é tratado equivalentemente ao deslocamento com sinal (>>).
  • Operador de Exponenciação (**): Ainda em fase de implementação na AST e IR.
  • Conversões Implícitas de Tipos: Operações bitwise e lógicas muito complexas envolvendo misturas heterogêneas no runtime thz::Value podem requerer ajustes explícitos de coerção de tipo.

📄 Licença e Convenções

  • Padrão de Código: C++20 (-std=c++20 -Wall -Wextra -O2).
  • Convenções: Namespaces thz::, headers #pragma once, camelCase para métodos/funções e snake_case_ para membros privados.