# 语言简介

mio 是一种编译型编程语言，是 mio 解释器的进化版。首个编译版本使用 C 语言实现，第二版使用 C++ 语言实现。编译器将 `.mio` 源文件翻译为 LLVM IR，再直接生成原生可执行文件。

## 设计目标

- **高性能**：基于 LLVM 后端，生成优化的原生机器码
- **C 语言亲和**：语法接近 C，易于 C/C++ 开发者上手
- **系统编程**：支持指针、内存管理、结构体、联合体等底层特性
- **面向对象**：支持类、继承、虚函数、运算符重载
- **泛型编程**：模板系统支持函数和类的泛型化
- **零运行时依赖**：不依赖虚拟机或运行时环境

## 编译器架构

mio 编译器采用经典的三段式架构：

```
源代码 (.mio) → Lexer → Parser → AST → CodeGen → 目标文件 (.o) → LLD 链接 → 可执行文件
```

### 核心模块

| 模块 | 文件 | 功能 |
|------|------|------|
| 词法单元 | `token.hpp` | 定义所有 Token 类型和关键字 |
| 词法分析器 | `lexer.hpp` | 将源代码转换为 Token 序列 |
| 类型系统 | `types.hpp` | Mio 语言的类型表示 |
| 抽象语法树 | `ast.hpp` | AST 节点定义和构造 |
| 语法分析器 | `parser.hpp` | 递归下降解析，生成 AST |
| 代码生成器 | `codegen.hpp` | LLVM IR 生成和链接 |
| 编译器入口 | `main.cpp` | 命令行解析和流程编排 |

## 类型系统

### 基本类型

| 类型 | 说明 | 位宽 |
|------|------|------|
| `i8` / `i16` / `i32` / `i64` / `i128` | 有符号整数 | 8/16/32/64/128 |
| `u8` / `u16` / `u32` / `u64` / `u128` | 无符号整数 | 8/16/32/64/128 |
| `isize` / `usize` | 指针宽度整数 | 32/64 位自适应 |
| `f32` / `f64` | 浮点数 | 32/64 |
| `bool` | 布尔值 | - |
| `char` | 字符 | 8 |
| `void` | 空类型 | - |

### 复合类型

| 类型 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| `T*` | 指针 | `i32*` |
| `T[N]` | 定长数组 | `i32[10]` |
| `struct` | 结构体 | 值语义 |
| `class` | 类 | 引用语义，支持继承 |
| `enum` | 枚举 | 底层 i32 |
| `union` | 联合体 | 共享内存 |

## 语法特点

### 控制流

条件语句和循环语句的关键字后必须跟**冒号**：

```mio
if: x > 0 {
    printf("positive\n");
} elif: x < 0 {
    printf("negative\n");
} else {
    printf("zero\n");
}

while: i < 10 {
    i = i + 1;
}

for: i = 0; i < 10; i = i + 1 {
    printf("%d\n", i);
}
```

### 函数

支持显式返回和隐式返回（最后一行不加分号）：

```mio
# 显式返回
i32 add(a: i32, b: i32) {
    return a + b;
}

# 隐式返回
i32 add(a: i32, b: i32) {
    a + b
}
```

### 模板

```mio
template<T:typename>
T max(a: T, b: T) {
    if: a > b {
        return a;
    }
    return b;
}

# 使用
var x = max(10, 20);           # 自动推导
var y = max<f64>(3.14, 2.71);  # 显式指定
```

## 标准库

| 模块 | 说明 |
|------|------|
| `stdio` | C 标准 I/O 函数 |
| `string` | 字符串和内存操作 |
| `stdlib` | 内存分配、进程控制 |
| `math` | 数学函数 |
| `std` | 综合标准库（算法、容器、工具）|

## 了解更多

- [使用文档](Usage) — 安装、编译、命令行选项
- [开发文档](Development) — 编译器内部实现、贡献指南