【问题标题】:What is the shortest way to write parser for my language?为我的语言编写解析器的最短方法是什么?
【发布时间】:2009-10-04 13:25:40
【问题描述】:

PS.在哪里阅读解析理论?

【问题讨论】:

    标签: parsing theory interpreter


    【解决方案1】:

    总结:最短的大概是Antlr。

    去龙书学习解析理论很诱人。但我不认为龙书和你对“理论”的含义有相同的想法。 Dragon Book 描述了如何构建手写解析器、解析器生成器等,但您几乎肯定希望使用解析器生成工具。

    一些人建议使用 Bison 和 Flex(或他们的旧版本 Yacc 和 Lex)。 这些都是老顽固,但它们不是非常有用的工具。 他们的文档本身并不差,只是它对处理使用它们的accidental complexity 没有太大帮助。 他们的内部数据没有很好地封装,很难用他们做任何高级的事情。例如,在phc 中,我们仍然没有正确的行号,因为这非常困难。当我们修改语法以包含 No-op 语句时,它们变得更好了,但这是一个令人难以置信的 hack,应该没有必要。

    表面上,Bison 和 Flex 一起工作,但界面很尴尬。更糟糕的是,每个版本都有很多版本,只能与另一个的一些特定版本很好地配合。而且,至少我上次检查了哪些版本的文档非常差。

    编写递归下降解析器很简单,但可能很乏味。 Antlr 可以为您做到这一点,它似乎是一个非常好的工具集,其好处是您在这个项目中学到的东西可以应用于许多其他语言和平台(Antlr 非常便携)。还有很多现有的语法可供学习。

    不清楚您正在使用哪种语言,但有些语言具有出色的解析框架。特别是Haskell Parsec Library 看起来非常优雅。如果您使用 C++,您可能会想使用Spirit。我发现它很容易上手,但很难——但仍然可能——用它来做一些高级的事情。这符合我对 C++ 的总体经验。我说我发现它很容易开始,但是我已经写了几个解析器,并在编译器类中研究了解析。

    长话短说:Antlr,除非你有充分的理由。

    【讨论】:

    • 我不同意你的看法。 Bison 和 Flex 有很好的文档。
    • @Kinopiko:很公平。我想这不是我的意思。希望现在更好/更公平。
    【解决方案2】:

    阅读Dragon Book 总是一个好主意。但请注意,如果您的语言不是微不足道的,那么就没有真正的“短”方法。

    【讨论】:

      【解决方案3】:

      这取决于您的语言。一些非常简单的语言只需要很少的解析,因此可以手动编码;其他语言使用 PEG 生成器,例如 Rats!(PEG 是解析器表达式语法,位于 Regex 和 LR 解析器之间)或传统的解析器生成器,例如 Antlr 和 Yacc。不太正式的语言需要概率技术,例如link grammars

      【讨论】:

        【解决方案4】:

        写一个Recursive Descent Parser。这有时比 YACC/BISON 更容易,而且通常更直观。

        【讨论】:

          【解决方案5】:

          Douglas Crockford 有一个平易近人的example of a parser written in JavaScript

          【讨论】:

            【解决方案6】:

            YACC,不同语言有多种实现方式。

            祝你语言顺利 ;-)

            【讨论】:

              【解决方案7】:

              我使用了GOLD Parsing System,因为对于像我这样的新手来说,它似乎比 ANTLR 更容易使用,同时仍然具有足够的功能来满足我的需求。该网站包括documentation(包括对Writing Grammars的说明,这是工作的一半)以及software

              【讨论】:

                【解决方案8】:

                尝试使用Bison 进行解析,使用Flex 进行词法分析

                您的语言的野牛定义采用context-free grammar 的形式。关于这个主题的维基百科文章非常好,可能是一个很好的起点。

                【讨论】:

                  【解决方案9】:

                  为您的宿主语言使用解析器生成器是最快的方法,结合 Dragon Book 或 {C,ML} 系列中的现代编译器构造等书籍的解析理论。

                  如果您使用 C,yacc 和 GNU 版本 bison 是标准生成器。 Antlr 广泛用于多种语言,据我所知支持 Java、C# 和 C++。几乎所有语言都有许多其他语言。

                  目前我个人最喜欢的是Menhir,一个优秀的OCaml解析器生成器。 ML 风格的语言(Ocaml、Standard ML 等)方言通常非常适合构建编译器和解释器。

                  【讨论】:

                    【解决方案10】:

                    ANTLR 对于没有编译器理论背景的人来说是最简单的,因为:

                    • ANTLRWORKS(可视化解析和 AST 调试)

                    • The ANTLR book(无需编译器理论背景)

                    • 词法分析器和解析器只有 1 种语法。

                    【讨论】:

                      【解决方案11】:

                      如果您对parsing expression grammars 感到满意,那么编写自己的解析器可能会非常短。这是一个简单的 Packrat 解析器,它采用合理的 PEG 子集:

                      import functools
                      
                      class peg_parse:
                          def __init__(self, grammar):
                              self.grammar = {k:[tuple(l) for l in rules] for k,rules in grammar.items()}
                      
                          @functools.lru_cache(maxsize=None)
                          def unify_key(self, key, text, at=0):
                              if key not in self.grammar:
                                  return (at + len(key), (key, [])) if text[at:].startswith(key) \
                                      else (at, None)
                              rules = self.grammar[key]
                              for rule in rules:
                                  l, res = self.unify_rule(rule, text, at)
                                  if res is not None: return l, (key, res)
                              return (0, None)
                      
                      
                          def unify_line(self, parts, text, tfrom):
                              results = []
                              for part in parts:
                                  tfrom, res = self.unify_key(part, text, tfrom)
                                  if res is None: return tfrom, None
                                  results.append(res)
                              return tfrom, results
                      

                      它接受 python 字典形式的语法,以非终结符作为键,替代作为数组的元素,每个替代都是一个表达式序列。下面是一个示例语法。

                      term_grammar = {
                          'expr': [
                              ['term', 'add_op', 'expr'],
                              ['term']],
                          'term': [
                              ['fact', 'mul_op', 'term'],
                              ['fact']],
                          'fact': [
                              ['digits'],
                              ['(','expr',')']],
                          'digits': [
                              ['digit','digits'],
                              ['digit']],
                          'digit': [[str(i)] for i in list(range(10))],
                          'add_op': [['+'], ['-']],
                          'mul_op': [['*'], ['/']]
                      }
                      

                      这是驱动程序:

                      import sys
                      def main(to_parse):
                          result = peg_parse(term_grammar).unify_key('expr', to_parse)
                          assert (len(to_parse) - result[0]) == 0
                          print(result[1])
                      
                      if __name__ == '__main__': main(sys.argv[1])
                      

                      可以这样调用:

                      python3 parser.py '1+2'
                      ('expr', 
                          [('term', 
                             [('fact', 
                                 [('digits', [('digit', [('1', [])])])])]), 
                           ('add_op', [('+', [])]), 
                           ('expr', 
                             [('term', [('fact', [('digits', [('digit', [('2', [])])])])])])])
                      

                      解析表达式语法需要注意编写:备选方案的顺序很重要(与上下文无关语法不同,备选方案是有序的选择,首先尝试第一个选择,只有在第一个没有尝试的情况下才尝试第二个选择匹配)。但是,它们可以表示所有已知的上下文无关语法。

                      另一方面,如果您决定使用上下文无关语法,Earley Parser 是最简单的语法之一。

                      【讨论】:

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