c++ - 使用 Boost.Spirit Qi 和 Lex 时的空格跳过

Question

让我们考虑以下代码：

#include <boost/spirit/include/lex_lexertl.hpp>
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

namespace lex = boost::spirit::lex;
namespace qi = boost::spirit::qi;

template<typename Lexer>
class expression_lexer
    : public lex::lexer<Lexer>
{
public:
    typedef lex::token_def<> operator_token_type;
    typedef lex::token_def<> value_token_type;
    typedef lex::token_def<> variable_token_type;
    typedef lex::token_def<lex::omit> parenthesis_token_type;
    typedef std::pair<parenthesis_token_type, parenthesis_token_type> parenthesis_token_pair_type;
    typedef lex::token_def<lex::omit> whitespace_token_type;

    expression_lexer()
        : operator_add('+'),
          operator_sub('-'),
          operator_mul("[x*]"),
          operator_div("[:/]"),
          value("\\d+(\\.\\d+)?"),
          variable("%(\\w+)"),
          parenthesis({
            std::make_pair(parenthesis_token_type('('), parenthesis_token_type(')')),
            std::make_pair(parenthesis_token_type('['), parenthesis_token_type(']'))
          }),
          whitespace("[ \\t]+")
    {
        this->self
            = operator_add
            | operator_sub
            | operator_mul
            | operator_div
            | value
            | variable
            ;

        std::for_each(parenthesis.cbegin(), parenthesis.cend(),
            [&](parenthesis_token_pair_type const& token_pair)
            {
                this->self += token_pair.first | token_pair.second;
            }
        );

        this->self("WS") = whitespace;
    }

    operator_token_type operator_add;
    operator_token_type operator_sub;
    operator_token_type operator_mul;
    operator_token_type operator_div;

    value_token_type value;
    variable_token_type variable;

    std::vector<parenthesis_token_pair_type> parenthesis;

    whitespace_token_type whitespace;
};

template<typename Iterator, typename Skipper>
class expression_grammar
    : public qi::grammar<Iterator, Skipper>
{
public:
    template<typename Tokens>
    explicit expression_grammar(Tokens const& tokens)
        : expression_grammar::base_type(start)
    {
        start                     %= expression >> qi::eoi;

        expression                %= sum_operand >> -(sum_operator >> expression);
        sum_operator              %= tokens.operator_add | tokens.operator_sub;
        sum_operand               %= fac_operand >> -(fac_operator >> sum_operand);
        fac_operator              %= tokens.operator_mul | tokens.operator_div;

        if(!tokens.parenthesis.empty())
            fac_operand           %= parenthesised | terminal;
        else
            fac_operand           %= terminal;

        terminal                  %= tokens.value | tokens.variable;

        if(!tokens.parenthesis.empty())
        {
            parenthesised         %= tokens.parenthesis.front().first >> expression >> tokens.parenthesis.front().second;
            std::for_each(tokens.parenthesis.cbegin() + 1, tokens.parenthesis.cend(),
                [&](typename Tokens::parenthesis_token_pair_type const& token_pair)
                {
                    parenthesised %= parenthesised.copy() | (token_pair.first >> expression >> token_pair.second);
                }
            );
        }
    }

private:
    qi::rule<Iterator, Skipper> start;
    qi::rule<Iterator, Skipper> expression;
    qi::rule<Iterator, Skipper> sum_operand;
    qi::rule<Iterator, Skipper> sum_operator;
    qi::rule<Iterator, Skipper> fac_operand;
    qi::rule<Iterator, Skipper> fac_operator;
    qi::rule<Iterator, Skipper> terminal;
    qi::rule<Iterator, Skipper> parenthesised;
};


int main()
{
    typedef lex::lexertl::token<std::string::const_iterator> token_type;
    typedef expression_lexer<lex::lexertl::lexer<token_type>> expression_lexer_type;
    typedef expression_lexer_type::iterator_type expression_lexer_iterator_type;
    typedef qi::in_state_skipper<expression_lexer_type::lexer_def> skipper_type;
    typedef expression_grammar<expression_lexer_iterator_type, skipper_type> expression_grammar_type;

    expression_lexer_type lexer;
    expression_grammar_type grammar(lexer);

    while(std::cin)
    {
        std::string line;
        std::getline(std::cin, line);

        std::string::const_iterator first = line.begin();
        std::string::const_iterator const last = line.end();

        bool const result = lex::tokenize_and_phrase_parse(first, last, lexer, grammar, qi::in_state("WS")[lexer.self]);
        if(!result)
            std::cout << "Parsing failed! Reminder: >" << std::string(first, last) << "<" << std::endl;
        else
        {
            if(first != last)
                std::cout << "Parsing succeeded! Reminder: >" << std::string(first, last) << "<" << std::endl;
            else
                std::cout << "Parsing succeeded!" << std::endl;
        }
    }
}

它是具有值和变量的算术表达式的简单解析器。它被构建expression_lexer用于提取令牌，然后expression_grammar用于解析令牌。

在这样一个小案例中使用词法分析器可能看起来有点过头了，可能就是这样。但这是简化示例的成本。另请注意，词法分析器的使用允许使用正则表达式轻松定义标记，同时允许通过外部代码（特别是用户提供的配置）轻松定义它们。使用提供的示例，从外部配置文件中读取令牌定义完全没有问题，例如允许用户将变量从更改%name为$name.

代码似乎运行良好（在 Visual Studio 2013 和 Boost 1.61 上进行了检查）。除了我注意到，如果我提供类似5++5它的字符串正确失败，但报告为提醒，5而不是+5这意味着违规+被“不可恢复”消耗。显然，生成但与语法不匹配的标记绝不会返回到原始输入。但这不是我要问的。只是我在检查代码时意识到的一个旁注。

现在的问题是空格跳过。我非常不喜欢它是如何完成的。虽然我这样做了，因为它似乎是许多示例提供的示例，包括 StackOverflow 上问题的答案。

最糟糕的事情似乎是（没有记录？）qi::in_state_skipper。此外，似乎我必须添加这样的whitespace令牌（带有名称），而不是像所有其他令牌一样使用lexer.whitespace而"WS"不是似乎不起作用。

最后不得不用Skipper参数“弄乱”语法似乎不太好。我不应该摆脱它吗？毕竟，我想基于标记而不是直接输入来制作语法，并且我希望将空格从标记流中排除——那里不再需要它了！

我还有哪些其他选项可以跳过空格？像现在这样做有什么好处？

score 4 · Accepted Answer

出于某种奇怪的原因，直到现在我才发现了一个不同的问题，Boost.Spirit SQL 语法/词法分析器故障，其中提供了一些其他的空格跳过解决方案。一个更好的！

所以下面是根据那里的建议修改的示例代码：

#include <boost/spirit/include/lex_lexertl.hpp>
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

namespace lex = boost::spirit::lex;
namespace qi = boost::spirit::qi;

template<typename Lexer>
class expression_lexer
    : public lex::lexer<Lexer>
{
public:
    typedef lex::token_def<> operator_token_type;
    typedef lex::token_def<> value_token_type;
    typedef lex::token_def<> variable_token_type;
    typedef lex::token_def<lex::omit> parenthesis_token_type;
    typedef std::pair<parenthesis_token_type, parenthesis_token_type> parenthesis_token_pair_type;
    typedef lex::token_def<lex::omit> whitespace_token_type;

    expression_lexer()
        : operator_add('+'),
          operator_sub('-'),
          operator_mul("[x*]"),
          operator_div("[:/]"),
          value("\\d+(\\.\\d+)?"),
          variable("%(\\w+)"),
          parenthesis({
            std::make_pair(parenthesis_token_type('('), parenthesis_token_type(')')),
            std::make_pair(parenthesis_token_type('['), parenthesis_token_type(']'))
          }),
          whitespace("[ \\t]+")
    {
        this->self
            += operator_add
            | operator_sub
            | operator_mul
            | operator_div
            | value
            | variable
            | whitespace [lex::_pass = lex::pass_flags::pass_ignore]
            ;

        std::for_each(parenthesis.cbegin(), parenthesis.cend(),
            [&](parenthesis_token_pair_type const& token_pair)
            {
                this->self += token_pair.first | token_pair.second;
            }
        );
    }

    operator_token_type operator_add;
    operator_token_type operator_sub;
    operator_token_type operator_mul;
    operator_token_type operator_div;

    value_token_type value;
    variable_token_type variable;

    std::vector<parenthesis_token_pair_type> parenthesis;

    whitespace_token_type whitespace;
};

template<typename Iterator>
class expression_grammar
    : public qi::grammar<Iterator>
{
public:
    template<typename Tokens>
    explicit expression_grammar(Tokens const& tokens)
        : expression_grammar::base_type(start)
    {
        start                     %= expression >> qi::eoi;

        expression                %= sum_operand >> -(sum_operator >> expression);
        sum_operator              %= tokens.operator_add | tokens.operator_sub;
        sum_operand               %= fac_operand >> -(fac_operator >> sum_operand);
        fac_operator              %= tokens.operator_mul | tokens.operator_div;

        if(!tokens.parenthesis.empty())
            fac_operand           %= parenthesised | terminal;
        else
            fac_operand           %= terminal;

        terminal                  %= tokens.value | tokens.variable;

        if(!tokens.parenthesis.empty())
        {
            parenthesised         %= tokens.parenthesis.front().first >> expression >> tokens.parenthesis.front().second;
            std::for_each(tokens.parenthesis.cbegin() + 1, tokens.parenthesis.cend(),
                [&](typename Tokens::parenthesis_token_pair_type const& token_pair)
                {
                    parenthesised %= parenthesised.copy() | (token_pair.first >> expression >> token_pair.second);
                }
            );
        }
    }

private:
    qi::rule<Iterator> start;
    qi::rule<Iterator> expression;
    qi::rule<Iterator> sum_operand;
    qi::rule<Iterator> sum_operator;
    qi::rule<Iterator> fac_operand;
    qi::rule<Iterator> fac_operator;
    qi::rule<Iterator> terminal;
    qi::rule<Iterator> parenthesised;
};


int main()
{
    typedef lex::lexertl::token<std::string::const_iterator> token_type;
    typedef expression_lexer<lex::lexertl::actor_lexer<token_type>> expression_lexer_type;
    typedef expression_lexer_type::iterator_type expression_lexer_iterator_type;
    typedef expression_grammar<expression_lexer_iterator_type> expression_grammar_type;

    expression_lexer_type lexer;
    expression_grammar_type grammar(lexer);

    while(std::cin)
    {
        std::string line;
        std::getline(std::cin, line);

        std::string::const_iterator first = line.begin();
        std::string::const_iterator const last = line.end();

        bool const result = lex::tokenize_and_parse(first, last, lexer, grammar);
        if(!result)
            std::cout << "Parsing failed! Reminder: >" << std::string(first, last) << "<" << std::endl;
        else
        {
            if(first != last)
                std::cout << "Parsing succeeded! Reminder: >" << std::string(first, last) << "<" << std::endl;
            else
                std::cout << "Parsing succeeded!" << std::endl;
        }
    }
}

区别如下：

whitespaceself令牌与所有其他令牌一样添加到词法分析器中。
然而，一个动作与之相关联。该操作使词法分析器忽略该标记。这正是我们想要的。
我expression_grammar不再接受Skipper模板参数。因此它也从规则中删除。
lex::lexertl::actor_lexer使用而不是lex::lexertl::lexer因为现在有一个与令牌关联的操作。
我打电话tokenize_and_parse而不是tokenize_and_phrase_parse因为我不再需要通过船长。
此外，我将第一个分配更改为this->selfin lexer 从=to+=因为它看起来更灵活（抵抗订单更改）。但这并不影响这里的解决方案。

我很擅长这个。它完全符合我的需求（或者更好地说是我的口味）。但是我想知道这种变化是否还有其他后果？在某些情况下是否首选任何方法？我不知道。

c++ - 使用 Boost.Spirit Qi 和 Lex 时的空格跳过

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