函数绘图语言解释器

—— 西安电子科技大学 · LLS

一个用仓颉语言（Cangjie）实现的领域专用语言（DSL）解释器，支持通过简洁脚本描述参数曲线并绘图。程序读取同目录下的 input.txt，解析执行后输出图形，生成output.bmp。

语法规则

• 坐标系设置：

  • origin is (x, y); // 设置逻辑原点在画布的位置（像素）
  • scale is (sx, sy); // 设置单位长度对应的像素缩放（负值可镜像）
  • rot is θ; // 设置旋转角度（弧度，逆时针为正）

• 颜色设置：

  • color is RED | GREEN | BLUE | YELLOW | BLACK | WHITE | LLS | 常数;
  • LLS 为作者自定义随机颜色

• 绘图命令：

  • for t from a to b step dt draw (expr_x, expr_y);
  • t 是唯一变量，仅在该语句内有效

• 表达式支持：

  • 常量：PI, E
  • 函数：sin, cos, tan, exp, log, sqrt, abs
  • 运算符：+, -, *, /, **
  • 注释：// 或 --
  • 字母大小写不敏感：FOR T FROM、color IS red;、PI/pi 均合法

• 字母大小写

示例 input.txt

-- 绘制单位圆
origin is (400, 300);
scale is (100, 100);
rot is 0; color is BLUE;
for t from 0 to 2*PI step 0.01 draw (cos(t), sin(t));

-- 绘制经典爱心曲线
origin is (400, 300);
scale is (15, 15);
rot is PI/12;
color is RED;
for t from 0 to 2*PI step 0.002 draw (16*(sin(t))**3, 13*cos(t) - 5*cos(2*t) - 2*cos(3*t) - cos(4*t));

运行方式

0. 环境准备
   确保已正确配置仓颉编译环境（详见官网），在MyLang目录下运行cjpm -v 查看是否配置成功：

   cjpm -v  

1. 使用 cjpm 构建运行
   在MyLang目录下运行cjpm run 即可读取同目录下的 input.txt，生成output.bmp ：

   cjpm run

设计实现简要说明

• 模块化 pipeline：词法 → 语法 → 语义 → 渲染四阶段解耦，支持增量扩展。
• 词法分析：手写直接扫描器，Token 含类型/词素/数值/函数指针；关键字与函数名查表映射；支持 // / -- 注释与大小写不敏感。
• 语法分析：递归下降解析器，三层优先级（Expr → Term → Factor）构建 AST；支持嵌套表达式与右结合幂运算 **。
• 语义执行：
  • 全局上下文维护 origin / scale / rot / color；
  • GetExprValue 递归求值，结合 match case 与 Option 安全访问子节点；
  • CalcCoord 按「缩放 → 旋转 → 平移」顺序变换坐标。
• 图形输出：
  • Image 类：Array<Byte> 存储 800×800 24-bit BGR 位图；
  • setpixel 边界检查 + drawpixel 绘 2×2 块抗锯齿；
  • savebmp 实现标准 BMP 编码（小端序、行4字节对齐、倒序存储），零外部依赖 纯仓颉原生库。