# ts-native - TypeScript 原生编译器

[![Crates.io](https://img.shields.io/crates/v/ts-native.svg)](https://crates.io/crates/ts-native)
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[![Rust](https://img.shields.io/badge/rust-1.95+-orange.svg)](https://www.rust-lang.org/)

**ts-native** 是一个将 TypeScript 子集直接编译为原生可执行文件的编译器。使用 Rust + Cranelift 实现，无需任何运行时依赖，生成极小的可执行文件（10-14KB）。

**v0.1.7 新增**：
- 更新扩展包文档（Cargo metadata 方案）
- 添加官方扩展包列表

**v0.1.6 新增**：
- 完善事件系统：事件分发器 + 联动事件（focus, changeValue）
- 事件类型映射：编译期映射 9 种标准事件
- 扩展包函数调用支持

**v0.1.5 新增**：链接器集成，自动调用 jade/link.exe 生成可执行文件，新增 ts-native-runtime 最小化运行时。

**v0.1.4 新增**：DOM API 支持

**v0.1.3 新增**：Math 函数外部调用支持（sin, cos, sqrt, pow, abs, floor, ceil）。

**v0.1.2 新增**：扩展包机制，支持通过 Rust crate 扩展运行时能力。

## 📦 安装

### 从 crates.io 安装

```bash
cargo install ts-native
```

### 从源码构建

```bash
git clone https://github.com/itszzl-sudo/ts-native.git
cd ts-native
cargo build --release
```

## 🚀 快速开始

创建一个 TypeScript 文件：

```typescript
// hello.ts
function main() {
    print("Hello, World!");
    return 0;
}
```

编译并运行：

```bash
ts-native hello.ts
./a.exe
```

输出：`Hello, World!`

## 📖 更多示例

### 函数和递归

```typescript
function factorial(n) {
    if (n <= 1) {
        return 1;
    }
    return n * factorial(n - 1);
}

function main() {
    print(factorial(5));  // 输出: 120
    return 0;
}
```

### 数组操作

```typescript
function main() {
    let arr = [1, 2, 3, 4, 5];
    let sum = 0;
    
    for (let i = 0; i < 5; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    
    print(sum);  // 输出: 15
    return 0;
}
```

### 对象和字符串

```typescript
function main() {
    let person = { name: "Alice", age: 30 };
    print(person.name);      // 输出: Alice
    print(person.age);       // 输出: 30
    
    let greeting = "Hello, " + person.name;
    print(greeting);         // 输出: Hello, Alice
    
    return 0;
}
```

## 项目概述

ts-native 是一个将 TypeScript 子集直接编译为原生可执行文件的编译器。
使用 Rust + Cranelift 实现，无需任何运行时依赖。

## 编译流程

```
TypeScript 源码
      ↓
   词法分析
      ↓
   语法解析
      ↓
    HIR
      ↓
  代码生成 (Cranelift)
      ↓
   目标文件 (.o)
      ↓
   链接 (.exe)
      ↓
原生可执行文件 (10-14KB)
```

## 已实现功能

### 数据类型
- ✅ 数字（整数/浮点）
- ✅ 字符串（动态分配、拼接）
- ✅ 数组（动态分配、嵌套）
- ✅ 对象（动态分配）
- ✅ 布尔值、null、undefined

### 运算符
- ✅ 算术运算符: + - * / %
- ✅ 比较运算符: == != < > <= >=
- ✅ 逻辑运算符: && || !
- ✅ 三元运算符: cond ? then : else
- ✅ typeof 运算符
- ✅ 字符串拼接 (+)

### 控制流
- ✅ if 语句
- ✅ if-else 语句
- ✅ while 循环
- ✅ for 循环
- ✅ return 语句

### 函数
- ✅ 函数定义
- ✅ 函数调用
- ✅ 多参数
- ✅ 返回值
- ✅ 递归
- ✅ 函数式编程模式

### 数据结构
- ✅ 数组字面量 [1, 2, 3]
- ✅ 数组索引访问 arr[i]
- ✅ 数组修改 arr[i] = value
- ✅ 嵌套数组
- ✅ 对象字面量 {x: 10}
- ✅ 属性访问 obj.x
- ✅ 属性修改 obj.x = value

### 其他特性
- ✅ 变量声明 (let, const)
- ✅ 变量赋值
- ✅ 注释 (// 和 /* */)
- ✅ 空数组和空对象

## 运行时库

### 内存管理
- js_malloc
- js_realloc

### 类型系统
- js_typeof

### 数组操作
- js_array_new
- js_array_push
- js_array_get
- js_array_set

### 对象操作
- js_object_new
- js_object_get
- js_object_set

### 字符串操作
- js_string_new
- js_string_from_static
- js_string_concat
- js_add

### 输入输出
- js_print
- write_str
- write_buf

## 技术实现

### 值表示 (NaN-boxing)
```
STRING_TAG  = 0x7FFC_0000_0000_0000
ARRAY_TAG   = 0x7FFB_0000_0000_0000
OBJECT_TAG  = 0x7FFA_0000_0000_0000
UNDEFINED   = 0x7FFF_8000_0000_0001
NULL_VAL    = 0x7FFF_8000_0000_0002
TRUE_VAL    = 0x7FFF_0000_0000_0001
FALSE_VAL   = 0x7FFF_0000_0000_0000
```

### 代码生成
- 使用 Cranelift 0.93
- 目标: x86_64 (Windows)
- 优化级别: O2

### 链接
- 自动检测 jade/link.exe（优先）或系统 link.exe
- 无 CRT 依赖
- 入口点: mainCRTStartup（由 ts-native-runtime 提供）
- 自动链接 crt_start.o

## 测试覆盖

### 基础测试
- 算术运算
- 比较运算
- 逻辑运算
- 变量和赋值

### 函数测试
- 递归函数 (阶乘、斐波那契)
- 多参数函数
- 互相调用

### 数据结构测试
- 数组操作
- 对象操作
- 嵌套结构

### 算法测试
- 冒泡排序
- 二分查找
- 线性查找
- 数组 map/filter

### 数学函数测试
- 绝对值
- 最大最小值
- 幂运算
- 平方根

## 性能指标

- 可执行文件大小: 10-14KB
- 无运行时依赖
- 启动时间: < 1ms
- 内存占用: 最小化

## 未实现功能

以下功能可在未来版本中实现：

### 优先级高
- break 和 continue 语句
- 复合赋值运算符 (+=, -=, *=, /=)
- 自增自减运算符 (++, --)

### 优先级中
- switch 语句
- do-while 循环
- 默认参数
- 剩余参数 (...args)

### 优先级低
- 类和继承
- 模块系统
- 异步/等待
- 泛型

## 项目文件

```
ts-native/
├── src/
│   ├── main.rs          # 主入口
│   ├── ts_parser.rs     # TypeScript 解析器
│   ├── codegen.rs       # Cranelift 代码生成
│   ├── linker.rs        # 链接器
│   ├── runtime.rs       # Rust 运行时（未使用）
│   └── pe_builder.rs    # PE 文件构建（未使用）
├── runtime_nocrt.c      # C 运行时
├── start_nocrt.c        # 启动代码
├── Cargo.toml           # Rust 配置
└── test_*.ts            # 测试文件
```

## 编译和运行

### 编译项目
```bash
cargo build --release
```

### 编译 TypeScript
```bash
ts-native test.ts
```

### 运行可执行文件
```bash
./a.exe
```

## 项目成就

1. ✅ 实现完整的 TypeScript 子集编译器
2. ✅ 无运行时依赖的原生可执行文件
3. ✅ 极小的可执行文件大小 (10-14KB)
4. ✅ 支持复杂的数据结构和算法
5. ✅ 支持函数式和面向对象编程模式
6. ✅ 通过 40+ 个测试用例验证

## 技术亮点

1. **NaN-boxing**: 使用 NaN-boxing 技术，在 64 位值中表示所有类型
2. **Cranelift**: 使用 Cranelift 作为后端，生成高质量机器码
3. **无 CRT**: 自定义启动代码，无需 C 运行时库
4. **零依赖**: 生成的可执行文件无需任何外部依赖

## 适用场景

- 嵌入式系统脚本
- 命令行工具
- 小型游戏逻辑
- 教学演示
- 原型开发

## 🔌 扩展机制 (v0.1.2+)

ts-native 支持通过 Rust crate 扩展运行时能力。

### 使用扩展包

```bash
# 1. 添加扩展包依赖
cargo add ts-native-stdlib

# 2. 编译（自动识别并加载）
ts-native compile src/main.ts
```

### 扩展包结构

```
my-plugin/
├── Cargo.toml          # Rust crate 配置（含 metadata）
├── ts-native.toml      # ts-native 扩展声明
└── src/
    └── lib.rs          # Rust 实现（导出 C API）
```

### Cargo.toml 配置

```toml
[package]
name = "my-plugin"
version = "0.1.0"

[package.metadata.ts-native]
plugin = true
manifest = "ts-native.toml"

[lib]
crate-type = ["staticlib", "cdylib"]
```

### ts-native.toml 示例

```toml
[package]
name = "my-plugin"
version = "0.1.0"

[functions]
"Math.sin" = { args = ["number"], ret = "number", impl_name = "js_math_sin" }
"console.log" = { args = ["any"], ret = "void", impl_name = "js_console_log" }

[link]
lib = "my_plugin"
```

### Rust 实现示例

```rust
#[no_mangle]
pub extern "C" fn js_math_sin(x: f64) -> f64 {
    x.sin()
}
```

### 自动发现规则

- 通过 `[package.metadata.ts-native] plugin = true` 识别插件
- 支持自定义 manifest 路径
- 符合 Rust 生态习惯

### 官方扩展包

| 扩展包 | 版本 | 功能 |
|--------|------|------|
| ts-native-stdlib | v0.1.0 | Math API (sin, cos, sqrt, pow, abs, floor, ceil) |
| ts-native-extension-dom | v0.1.1 | DOM API + 事件系统 (createElement, appendChild, addEventListener 等) |

## 许可证

MIT License

## 作者

华为云码道（CodeArts）代码智能体

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最后更新: 2026-05-25
