Cavvy 5.1.0 新特性详解

语言特性

1. Lambda 表达式与函数式接口

Cavvy 5.1.0 正式支持 Lambda 表达式，允许以简洁语法创建匿名函数实例。

语法示例:

// 无参数 Lambda
() -> { println("Hello"); }

// 单参数 Lambda（可省略括号）
x -> x * 2

// 多参数 Lambda
(int a, int b) -> a + b

// 函数式接口赋值
interface Comparator<T> {
    int compare(T a, T b);
}

Comparator<int> cmp = (a, b) -> a - b;

实现要点:

Lambda 表达式可自动适配到单方法接口（函数式接口）
支持闭包捕获外部变量
修复了类型打印需手动调用 String.valueOf 的问题，统一自动类型转换

2. 指针类型系统完整支持

5.1.0 实现了 Cavvy 对指针的完整支持，包括声明、运算和作为参数/返回值。

支持的语法:

// 指针类型声明
int* p;
int** pp;

// 取地址
int x = 10;
int* p = &x;

// 解引用
int y = *p;

// 通过指针赋值
*p = 20;

// 多级指针
int** pp = &p;
int z = **pp;

// 指针作为函数参数和返回值
int* allocInt() {
    // ...
}

技术实现:

修复语义分析器中 AddressOf 返回 Type::Pointer 而非 Type::Int64
修复语义分析器中 Deref 正确处理 Type::Pointer 类型
添加代码生成器对解引用赋值的支持 (generate_deref_assignment)
更新 EBNF 语法规范，添加 pointer_type 定义

测试覆盖:

test_pointer_basic.cay - 基础指针操作
test_pointer_user_example.cay - 用户示例代码
test_pointer_advanced.cay - 高级用法（函数参数、多级指针）

3. 泛型类型系统

修复并完善了泛型类型系统的多项核心问题，现在泛型类可以稳定用于生产代码。

修复的问题:

泛型类字段类型替换: 在 class_analysis.rs 中添加字段类型的泛型参数替换，将 T 替换为 GenericParam("T")
泛型方法参数/返回类型替换: 在 type_check.rs 中对方法参数和返回类型进行泛型参数替换
多类型参数解析: 在 expr_inference.rs 中修复类型参数解析逻辑，支持 Pair<K, V> 等多参数泛型类
泛型类方法查找: 在 types.rs 的 TypeRegistry::find_method 中支持泛型类名解析为基础类名
泛型类型匹配: 在 ClassInfo::types_match_exact 中支持泛型模板与实例化类型的匹配

语法示例:

class Pair<K, V> {
    K key;
    V value;

    Pair(K k, V v) {
        this.key = k;
        this.value = v;
    }
}

Pair<int, String> p = new Pair<int, String>(1, "hello");

测试覆盖:

test_generics_basic.cay - 基础泛型字段测试
test_generics_method_param.cay - 泛型方法参数测试

4. 接口方法运行时动态分发

重构 vtable 生成逻辑，支持全局分配接口方法槽位，实现接口类型调用的动态分派。

特性说明:

按运行时类型选择方法实现
支持多场景接口动态分发，覆盖参数、返回值场景
优化类型注册表，添加接口 vtable 槽位管理相关工具函数

5. 类型别名与函数指针

新增 alias 关键字支持类型别名定义，新增 fn 关键字用于声明函数指针类型。

语法示例:

// 类型别名
alias IntVector = Vector<int>;
alias StringMap = Map<String, int>;

// 函数指针类型
alias CompareFn = fn(int, int) -> int;

// 函数指针使用
CompareFn cmp = (a, b) -> a - b;

6. 访问控制（public / protected / private / static）

新增完整的访问控制支持，覆盖类成员的可访问性规则。

新增测试覆盖:

11 个访问控制相关示例文件
覆盖 public / protected / private / static / 构造函数等场景
新增方法名拼写建议功能，优化未找到方法的错误提示
重构静态方法调用解析逻辑，优先匹配当前类静态方法

7. 内联 IR（Inline IR）

支持在 Cavvy 代码中直接嵌入 LLVM IR，实现与底层的高效交互。

语法示例:

__ir {
    %result = add i32 %0, %1
    ret i32 %result
}

技术实现:

新增 InlineIrBridge 模块，实现 CodeGen 与 IR Builder 之间的安全协作
支持变量映射系统，支持参数索引（%0, %1）和变量名引用
参数使用原始 LLVM 名（class_name.param_name）而非 alloca 变量名

测试覆盖: 8 个完整测试用例，覆盖基础算术、浮点数、位运算、比较运算、数学函数、内存操作、类型转换、复杂表达式。

8. 复合赋值操作符

新增 +=, -=, *=, /=, %= 复合赋值操作的 IR 生成支持。

编译器与工具链

1. Cavly 包管理器

新增完整的 Cavly 包管理器模块，提供类似 Cargo 的项目管理体验。

支持的命令:

cavly init - 初始化新项目
cavly build - 构建项目
cavly run - 运行项目
cavly clean - 清理构建产物

特性:

配置解析（TOML 格式）
项目管理与依赖解析
FFI 支持和工作区依赖解析
支持 -I 参数传递额外包含路径

2. llc + lld 工具链支持

为 cayc 和 ir2exe 添加 --use-llc-lld 选项，允许在无 Clang 环境下使用 llc + lld 工具链编译。

平台适配:

MinGW: ld.lld (GNU 风格)
MSVC: lld-link (COFF 风格)
macOS: ld64.lld (Mach-O 风格)
Linux: ld.lld (ELF 风格)
WebAssembly: wasm-ld

3. 调试工具 cay-dt / cay-dp

新增两个调试工具，辅助编译器开发与问题诊断：

cay-dt (Token PreViewer): 可视化词法分析结果，支持彩色输出和 JSON 格式
cay-dp (Parse PreViewer): 可视化 AST 结构，支持紧凑模式和 JSON 输出

两个工具均支持 --no-color 选项，便于脚本集成。

4. 预处理器增强

新增预处理器指令: error, warning, pragma
修复 #define 行尾注释处理问题（支持 // 和 /* */ 风格注释）
修复符号链接下无法找到 caylibs 的问题（使用 canonicalize 解析符号链接）
cay-dt 和 cay-dp 默认启用预处理，支持 --no-preprocess 禁用

5. FFI 增强

新增 extern 函数别名支持（extern fn foo as bar）
新增 CString 类型支持
新增 c_int64_t 和 c_uint64_t FFI 类型
扩展 FFI 类型与语句支持
新增内联 IR、内存分配/释放语句

标准库扩展

1. File.cay 标准库

实现完整的文件操作标准库：

File 类: 打开、关闭、读写、定位等文件操作
FileMode 类: 类型安全的文件模式设置
SeekOrigin 枚举: 文件定位支持
FileInfo 类: stat-based 文件信息获取
LineIterator: 流式逐行读取
FileReader.lines(): 返回行迭代器

设计修复:

exists() 使用 access() 替代 fopen()，避免修改 atime
size() 使用 FileInfo.stat-based 方法，避免 TOCTOU 竞态条件
writeInterpolated 使用 StringBuilder 优化，复杂度从 O(n^2) 降至 O(n)
readAllLines 改为流式读取，内存使用从 O(file_size) 降至 O(max_line_length)

2. String 方法扩展

新增方法:

lastIndexOf
startsWith
endsWith

3. Math.cay 修复

修复多个数学函数的设计问题：

Math.abs(int): 处理 INT_MIN 溢出
Math.abs(long): 处理 LONG_MIN 溢出
Math.smoothStep: 添加 a==b 除零防护
Math.clamp: 自动交换 min/max 如果顺序错误
Math.gcd: 处理 INT_MIN 溢出问题
Math.frac: 使用 floor 确保返回 [0,1) 范围
Math.approxEqualRelative: 新增相对误差版本
Random.nextDouble: 使用正确 RAND_MAX (2147483647)
Random.nextBool: 使用位运算避免模运算偏差
Random.nextInt(min,max): 处理溢出情况
Random.nextGaussian: 防护 log(0)，缓存第二个值
Vector2/3.div/normalize: 除零返回 NaN 而非静默失败

4. Network.cay 修复

修复 socket 句柄类型不匹配问题
修复跨平台 socket 发送参数类型不兼容问题
修复 setsockopt 超时参数传递错误
修正 TcpSocket 构造函数访问修饰符
修复 HttpClient.send 的返回值判断逻辑
修复 EasyHTTP 中 char 隐式转 int 导致的符号问题

基础设施

1. 官方文档站

新增 mdBook 配置与主题样式
迁移所有文档到 docs/ 目录并重构结构
添加官方文档站构建脚本与自动化部署配置
新增文档页面: LSP 协议、字节码格式、快速开始等

2. 版本号与构建

为所有二进制工具添加带 git commit 的版本号
支持 dirty 状态检测
新增 .verinfo 各子工具版本配置

3. 源映射系统重构

重构 SourceLocation 结构体，新增文件路径字段
实现完整的 IR 源映射生成与解析功能
修复错误报告中的文件名显示问题（现在正确显示被包含文件路径）
修复错误报告中的行号映射问题（显示原始源文件行号而非预处理后行号）

Keyboard shortcuts

Cavvy Documentation