开始使用 Parsec 进行解析
我不会为你写完整的东西,但我会让你从每一点开始。我们将经历的三个阶段是:
- 定义语法
- 制作抽象语法树。(这看起来像语法,所以很容易。)
- 编写解析器。(这也看起来像语法,所以很容易。)
我们可以在 2 和 3 之间建立一个单独的词法分析阶段,但是 Parsec 很乐意同时做这两个级别。Lexing 是您将输入拆分为标记的地方 - 有意义的输入位 - 相当于人类语言中的单词,也称为词位。跳过单独的词法分析阶段意味着我们需要更明确地了解空格等。
1. 语法
首先,您需要定义语法。最好用纸和铅笔完成,但我会让你开始:
program ::= line {[newline line]}
line ::= num dot whitespace statement
statement ::= declaration | write | ifstatement | goto | assignment | stop
declaration = "Int" whitespace varname equals int
varname = letter {[alphanum]}
-- more things here, including the more interesting ifstatement:
ifstatement = "if" whitespace expression whitespace equals expression whitespace statement
-- lower level stuff:
dot = "."
int = digit {[digit]}
digit = "0" | "1" | ... | "9"
whitespace = " " okspace | "\t" okspace
okspace = "" | whitespace
想一想它如何匹配您的示例程序,并考虑如何完成它:
1. Int n=5
2. write n
3. Int fac=1
4. if 0 n goto 8 -- unusual
5. fac := fac * n
6. n := n+1 -- complex
7. goto 4
8. write fac
9. stop
第 4 行中的 if 语句很不寻常,因为其中没有=
or ==
。也许这是为了简化语法,它只能接受单个变量或整数,之间有空格。也许这是一个错字,你的意思是有一个等号和任意表达式。找出哪个并重写ifstatement
语法的一部分。
第 6 行的赋值很复杂,因为在这里你必须解析任意算术表达式。据我记得有很多这样的例子,所以我现在很乐意跳过它。如果你被那一点卡住了,那就另当别论了,但希望你能先用剩下的部分建立你的解析技能。
2.抽象语法树(AST)
抽象语法树表示构成输入的标记的组合。在 Haskell 中,我们可以定义自己的内容以适应上下文,这将使生活变得更加简单
我实际上正在编译这个答案(一种检查拼写错误等的好方法),这就是为什么我需要在代码顶部进行一些声明:
module ParseLang where
import Text.Parsec hiding (Line)
import Text.Parsec.String
import Control.Applicative hiding ((<|>), many)
我们将只创建一个sProgram
列表Line
,但使用解析器强制要求至少有一个。
type Program = [Line]
对于 a Line
,它需要一个数字和一个语句,但点只是我们不需要存储的语法。我们可以将行号存储为Int
,因此尽管在类型声明中允许使用负数,但解析器再次不会接受负数。
data Line = Line {aNum::Int, aStatement :: Statement}
deriving Show
多个选项很容易定义:
data Statement = Declaration VarName Int
| Write VarName
| IfStatement Expression Expression Statement
| Goto LineNumber
| Assignment VarName Expression
| Stop
deriving Show
请注意所有语法 cruft/connectives/等号的缺失,只留下了变化的位。
我停在那里 - 你可以完成:
data Expression = Expression -- I've left this one for you
deriving Show
type VarName = String -- could use newtype for type safety for these to
type LineNumber = Int
较低级别的语法不需要在 AST 中表示,因为我们将使用字符串来表示它。
3. 解析器
这一点现在很好很容易。让我们从语法树的底部开始,然后逐步进行。
num :: Parser Int
num = read <$> many digit
我们使用了 ,这是我们通过导入获得<$>
的同义词。在这里,它使用左侧的纯函数更改解析器返回的值,在本例中为. 如果您不习惯,请查看此其他答案以进行介绍。fmap
Control.Applicative
read
fmap
让我们做一个解析器来解析字符串文字然后是一些空格:
whitespace = space >> spaces -- a space then optional spaces
lit :: String -> Parser String
lit xs = string xs <* whitespace
现在这<*
很有趣。它看起来像<*>
,它实际上结合了两个解析器,并与它一起使用<$>
,实际上将纯函数映射到结果上。*>
并<*
结合两个解析器,但忽略其中一个的输出,因此string "goto" <* whitespace
解析 a"goto"
和一些空格,但丢弃空格。
现在我们准备解析 goto 语句:
goto :: Parser Statement
goto = Goto <$> (lit "goto" *> num)
现在让我们来看看 varName
varName :: Parser VarName
varName = (:) <$> letter <*> many (alphaNum <|> oneOf "'_")
那里正在发生一些事情。
1. <|>
是另一种选择 - 一个或另一个,因此(alphaNum <|> oneOf "'_")
接受一个字母数字字符或一对无辜字符中的一个'
,_
您可能希望包含在变量名中。
2. f <$> parser1 <*> parser2
是一种非常好的组合解析器的方式。它运行 parser1,然后是 parser2,然后将函数映射f
到它们产生的结果 f 上。它适用于许多解析器:
--ifstatement = "if" whitespace expression whitespace equals whitespace expression whitespace statement
ifStatement :: Parser Statement
ifstatement = IfStatement
<$> (lit "if" >> expression)
<*> (lit "=" >> expression) -- I put = in, but see below
<*> (whitespace >> statement) -- I'd be happier with a then in here
如果您只允许 a VarName
orInt
而不是 general Expression
,那么您不需要等号。
下面是你如何把它放在一起:
statement :: Parser Statement
statement = goto
<|> stop
<|> declaration
<|> write
<|> ifStatement
<|> assignment
--program ::= line {[newline line]}
program :: Parser Program
program = many1 line
--line ::= num dot whitespace statement
line :: Parser Line
line = Line <$> (num <* char '.') <*> (statement <* char '\n')
但是,每次您尝试使用尚未完成的解析器时,我都会给您留下错误消息,因此整个事情将编译好并且您定义的位应该可以工作。
stop = error "You've not yet defined stop"
declaration = error "You've not yet defined declaration"
write = error "You've not yet defined write"
ifStatement = error "You've not yet defined ifStatement"
assignment = error "You've not yet defined assignment"
expression = error "You've not yet defined expression"