摘要：在看到 Adrian Siekierka 的《Reconstruction of ZZT》之後，我寫了一個程式，將他的 Turbo Pascal 程式碼轉換為 Go。本文將介紹我的 Pascal 轉 Go 轉換器，以及我那個（不算完全完整的）ZZT Go 移植版。

我不是什麼「玩家」，但青少年時期讓我樂在其中的遊戲之一，就是 Epic MegaGames 的 ZZT——一款 1991 年推出的老式文字模式 DOS 遊戲。即使以當時的標準來看，它的畫面也稱不上革新……但 ZZT 之所以大獲成功、至今仍擁有一群死忠粉絲，關鍵在於它的世界編輯器（即使是共享軟體版本也免費附贈）。

以下是原版共享軟體「Town of ZZT」標題畫面的樣子：

世界編輯器內建一種名為 ZZT-OOP 的腳本語言，其中的「O」指的就是 ZZT 的「物件（objects）」，也就是可程式化的遊戲角色或機器人。因此玩家們創造了數以千計的自製世界並互相分享——其中有數百個世界至今仍可在 Museum of ZZT 下載、甚至直接線上遊玩，那裡就像是 ZZT 世界的 archive.org。

ZZT 的重建

ZZT 的原始程式碼已在一場電腦當機中遺失，但多年來人們曾嘗試用其他語言重製這款遊戲，包括 C++ 版本、JavaScript 的部分實作，甚至還有以 Rust 精確重現的版本。而 Adrian Siekierka 則是 Zeta 的作者——一款專門用來執行 ZZT 的 DOS 模擬器。

2020 年 3 月，Adrian 發表了他的 Reconstruction of ZZT，這是一份透過逆向工程重建的 Pascal 原始碼，若使用當年 ZZT 所用的 Turbo Pascal 5.5 來編譯，會產生位元組完全相同的 .EXE 檔案。就我個人而言，這實在是一項驚人的成就！可以參考當時在 Hacker News 上的討論，以及 Adrian 後來撰寫的文章，了解他是如何做到的。

此後他更進一步，打造了 libzoo——一個可攜式的 C 語言 ZZT 遊戲引擎重製版，採用寬鬆授權，供其他 ZZT 移植專案使用。

Pascal 轉 Go 轉換器

一段時間前，我曾嘗試用 Go 寫一個 ZZT 版本，但在取得一點點進展後就放棄了——對一個 side project 來說，這似乎是太龐大的工作。不過，當 Pascal 重建版問世後，我又有了再試一次（ahem）go 的機會。

我 喜歡 擺弄 直譯器和編譯器，所以想試試看能否寫一個程式，將 Adrian 的 Pascal 重建版半自動地轉換成 Go。於是我寫了一個不算完整的 Turbo Pascal 解析器，以及一個轉換器，它會接收 Pascal 的語法樹，並嘗試用 Go 的型別與語法將其輸出。

Go 的結構與宣告語法其實和 Pascal 有不少相似之處，因此讓整個轉換器的架構變得相當直觀。舉例來說，看看 OOP.PAS 中的一個小 Pascal 函式：

function WorldGetFlagPosition(name: TString50): integer;
    var
        i: integer;
    begin
        WorldGetFlagPosition := -1;
        for i := 1 to 10 do begin
            if World.Info.Flags[i] = name then
                WorldGetFlagPosition := i;
        end;
    end;

以下是轉換後的 Go 程式碼：

func WorldGetFlagPosition(name string) (WorldGetFlagPosition int16) {
    var i int16
    WorldGetFlagPosition = -1
    for i = 1; i <= 10; i++ {
        if World.Info.Flags[i-1] == name {
            WorldGetFlagPosition = i
        }
    }
    return
}

幾乎一模一樣。為了讓轉換器保持簡單，我選擇對 Pascal 做比較直譯式的轉換，而不是試圖產生符合慣用寫法的 Go——我的想法是，要透過程式自動產生道地的 Go 實在太難，之後再慢慢整理就好。

請注意這裡使用了 Go 的具名回傳值，來對應 Pascal 中以函式名稱作為回傳值的做法。我如實轉換了整數的大小以避免錯誤，所以這裡回傳的是 int16 而非一般的 int。

Pascal 允許你宣告從任意索引（不只是 0）開始的陣列，實務上它們常常從 1 開始。因此 Pascal 版本中的 Flags[i]，在 Go 版本中就變成了 Flags[i-1]。

最困難的地方——也是我幾乎沒有自動化的部分——是 Turbo Pascal 的指標與字串和 Go 對應機制之間的差異。我讓轉換器將所有字串型別都轉成單純的 string，然後再手動修補出錯的地方。

Pascal 的 var 參數（也就是它實現「傳參考」的方式）在 Go 中會變成指標，但在 Go 裡賦值時當然需要明確地解參考。因此這個 Pascal 函式：

procedure ElementSpinningGunDraw(x, y: integer; var ch: byte);
    begin
        case CurrentTick mod 8 of
            0, 1: ch := 24;
            2, 3: ch := 26;
            4, 5: ch := 25;
        else ch := 27 end;
    end;

在 Go 中會變成這樣：

func ElementSpinningGunDraw(x, y int16, ch *byte) {
    switch CurrentTick % 8 {
    case 0, 1:
        *ch = 24
    case 2, 3:
        *ch = 26
    case 4, 5:
        *ch = 25
    default:
        *ch = 27
    }
}

我使用 go build -gcflags="-e" 來建置轉換後的 Go，以便印出所有錯誤而非僅僅前幾個，並將結果輸出到 errors.txt 檔案中。一開始這個檔案裡有超過 800 個錯誤。到了自動化轉換的尾聲，只剩下 33 個——接著我就手動將它們修掉了。

我的 Pascal 轉 Go 轉換器原始碼放在 github.com/benhoyt/pas2go。我先從建置 lexer 和 parser 開始，並將解析後的原始碼（orig 目錄）以排版美化過的 Pascal 形式輸出到 parsed 目錄。我透過比對這兩個目錄的差異，來判斷我的 Turbo Pascal 解析器是否正確。

完成解析器後，我接著處理 converter。這不是我寫過最優雅的程式碼；我只是想把事情做完。特別是，它把推斷型別和輸出 Go 原始碼的工作混在一起——如果是打造一個真正的轉譯器，我會將這兩者拆成兩個階段，先建立「型別」資料結構。

Pascal 對整數資料型別的處理方式和 Go 很不一樣。Go 非常嚴格，不會自動進行數值型別的強制轉換。我在網路上找不到關於 Turbo Pascal 實際上如何處理這類轉換的良好參考資料，但在參考 Free Pascal 文件並在 DOSBox 中實際試驗 Turbo Pascal 5.5 後，我想我已經大致搞懂了多數規則。

Pascal 在進行數學運算時似乎會提升為 integer（int16），而在賦值時則會視需要自動提升或截斷。因此在 Go 版本中有許多更明確的轉換，例如這段來自 ELEMENTS.PAS 的程式碼：

if Difference(Y, Board.Stats[0].Y) <= 2 then begin
    shot := BoardShoot(element, X, Y,
                       Signum(Board.Stats[0].X - X),
                       0, SHOT_SOURCE_ENEMY);
end;

在 Go 中最後變成了一堆 int16() 轉換：

if Difference(int16(stat.Y), int16(Board.Stats[0].Y)) <= 2 {
    shot = BoardShoot(element, int16(stat.X), int16(stat.Y),
                      Signum(int16(Board.Stats[0].X)-int16(stat.X)),
                      0, SHOT_SOURCE_ENEMY)
}

Go 移植版

半自動轉換完成後，仍有數十個 Go 編譯錯誤。第一步是讓它能無錯誤地編譯。我將 Go 程式碼搬到獨立的 github.com/benhoyt/zztgo 儲存庫，並系統性地處理 errors.txt 檔案中的問題，同時也移除了較不重要的原始碼（聲音相關函式）。

讓它能編譯之後，我還得加入影像功能。目前它是透過 tcell 使用終端機「圖形」。要讓它看起來像真正的 ZZT，你必須調整字型與終端機顏色來吻合舊的 DOS 配色。以下是 zztgo 版本的樣子（很接近吧！）：

我還得撰寫 ZZT 世界的 序列化常式——Turbo Pascal 版本只是直接將二進位結構載入記憶體（在當年就是預設為 little-endian 且結構是緊密排列的）。

在排除重大錯誤後，令人驚訝的是，有相當大一部分的遊戲玩法就直接能運作了。事情真的開始步上軌道。我特別記得兩個 commit：這個讓大部分遊戲玩法得以運作，以及這個讓遊戲內建的世界編輯器大致可用的提交。自動化程式碼轉換萬歲！

自行執行 zztgo

想自己執行看看：安裝 Go，複製 repo，輸入 go build，然後執行 ./zztgo。如果你想讓它看起來更原汁原味，應該安裝 IBM EGA 字型並將行距調整為零。在 macOS 上你可以使用這個 Terminal 設定檔。

接下來呢？

可惜的是，我已經沒有時間繼續投入這個專案了。大部分的遊戲玩法都已就位，玩起來也算相當順暢，但如果你想 fork 並進一步開發，儘管放手去做！就我所知，目前缺少或損壞的部分有：

• 計時程式碼還遠稱不上理想：目前只是固定呼叫 time.Sleep() 一段時間，而不是精準地等待到下一個 tick 時間。應該不難修正。
• 聲音完全無法運作。sounds.go 中所有有用的部分都被註解掉了。要修復這部分需要花不少功夫，還得引入聲音／遊戲函式庫。
• 說到遊戲函式庫，或許使用正規的圖形函式庫來做渲染會更好，這樣才能對輸出有更多掌控（而不是得安裝 DOS 字型、還要去調整終端機的行距）。
• 大多數 ZZT-OOP 物件似乎都能運作，但肯定還有一些錯誤，例如 Preposterous Machines 的標題畫面就顯示錯亂了。
• EditorTransferBoard 被註解掉了。
• 最後但同樣重要的是，它絕對不是道地的 Go！程式碼有種很強的「從 Pascal 自動轉換而來」的感覺（不知為何）。

不過我想還是就這樣釋出吧——請好好享受！實作 Pascal 轉 Go 轉換器並看著遊戲玩法活起來的過程，我確實玩得很開心。