如何使用 boost::spirit 验证代数语句？

Question

我正在尝试扩展calculator example，以便解析器不会解析和评估代数表达式，而是确定代数语句是否为真。我的意思是像1 + 5 * 5 - 10 = 19 - 3（所需的解析器结果是true）和3 - 1 = 9（所需的解析器结果是false）这样的语句。

我不得不承认我是boost::spirit 的新手，目前这一切都让人不知所措。但是，我确实觉得我对计算器示例的理解足够好，至少可以取得一些进展。

使用提供的示例作为起点，语法如下所示：

calculator() : calculator::base_type(expression)
{
    using qi::uint_;
    using qi::_val;
    using qi::_1;

    expression =
        term                    [_val = _1]
            >> *( ('+' >> term  [_val = _val + _1])
                | ('-' >> term  [_val = _val - _1])
                );

        term =
            factor                [_val = _1]
            >> *( ('*' >> factor  [_val = _val * _1])
                | ('/' >> factor  [_val = _val / _1])
                );

        factor =
            uint_                 [_val = _1]
            |   '(' >> expression [_val = _1] >> ')'
            |   ('-' >> factor    [_val = -_1])
            |   ('+' >> factor    [_val = _1]);
}

为简洁起见，我在其中删除了调试宏。

为了限制问题的范围，我决定每个语句只允许一个等号。由于在一对闭合的括号内出现等号是没有意义的（至少在常规意义上），所以我决定也不允许使用括号。这通过允许删除可选的'(' >> expression [_val = _1] >> ')' 来简化factor-解析器。

在这一点上，我有点卡住了。首先，我需要解析器接受一个等号。其次，我需要语义操作来分别评估语句的左侧（LHS）和右侧（RHS），然后最终执行比较（或者这是我认为需要做的）。

我想知道最简单的方法是否是构建两个单独的解析器，一个 LHS 和一个 RHS，由匹配等号的第三个解析器分隔。两个解析器 LHS 和 RHS 应该是相同的，除了语义操作，显然需要将输入分成两个不同的类别以便最终进行比较。

在尝试编写两个独立的解析器 LHS 和 RHS 之前，我想了解如何修改原始解析器，以便将计算后的表达式存储在局部变量中。 （我什至不确定这是否是通往任何地方的可行路径，但这似乎是朝着正确方向迈出的一步。）

这是我尝试过的：

int result;

expression =
    term                            [result = _1]
    >> *(   ('+' >> term            [result = result + _1])
        |   ('-' >> term            [result = result - _1])
        );

但这让我的编译器（Apple LLVM 编译器 4.2、Xcode 4.6）发疯了，对我大喊大叫

从不兼容的类型'const _1_type'（又名'const 演员 >'）

事后看来，这当然是有道理的，因为 _val 首先从未绑定到 int（毕竟，解析器是 AFAIU 应该是通用的）。换句话说，我需要弄清楚如何定义用于临时存储评估的解析表达式的类型。

问题是：任何人都可以在正确的方向上轻推我吗？ LHS 和 RHS 的拆分似乎是可行的方法吗？

非常感谢任何建议！

Answer 1

如果你问我，最简单的方法是 http://liveworkspace.org/code/1fvc8x$0

equation = (expression >> "=" >> expression) [ _val = _1 == _2 ];

这将解析两个表达式，返回的属性是bool，表示两个表达式的计算结果是否相同。

演示程序

int main()
{
    doParse("1 + 2 * 3 = 7");
    doParse("1 + 2 * 3 = 8");
}

打印

parse success
result: true
parse success
result: false

示例程序

#include <boost/fusion/adapted.hpp>
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <boost/spirit/include/phoenix.hpp>

namespace qi    = boost::spirit::qi;
namespace phx   = boost::phoenix;

typedef unsigned attr_t;

template <typename It, typename Skipper = qi::space_type>
    struct calculator : qi::grammar<It, bool(), Skipper>
{
    calculator() : calculator::base_type(equation)
    {
        using qi::uint_;
        using qi::_val;
        using qi::_1;
        using qi::_2;

        equation = (expression >> "=" >> expression) [ _val = _1 == _2 ];

        expression =
            term                    [_val = _1]
                >> *( ('+' >> term  [_val = _val + _1])
                    | ('-' >> term  [_val = _val - _1])
                    );

            term =
                factor                [_val = _1]
                >> *( ('*' >> factor  [_val = _val * _1])
                    | ('/' >> factor  [_val = _val / _1])
                    );

            factor =
                uint_                 [_val = _1]
                |   '(' >> expression [_val = _1] >> ')'
                |   ('-' >> factor    [_val = -_1])
                |   ('+' >> factor    [_val = _1]);
    }

  private:
    qi::rule<It, unsigned(), Skipper> expression, term, factor;
    qi::rule<It, bool(), Skipper> equation;
};

bool doParse(const std::string& input)
{
    typedef std::string::const_iterator It;
    auto f(begin(input)), l(end(input));

    calculator<It, qi::space_type> p;
    bool result;

    try
    {
        bool ok = qi::phrase_parse(f,l,p,qi::space,result);
        if (ok)   
        {
            std::cout << "parse success\n";
            std::cout << "result: " << std::boolalpha << result << "\n";
        }
        else      std::cerr << "parse failed: '" << std::string(f,l) << "'\n";

        if (f!=l) std::cerr << "trailing unparsed: '" << std::string(f,l) << "'\n";
        return ok;
    } catch(const qi::expectation_failure<It>& e)
    {
        std::string frag(e.first, e.last);
        std::cerr << e.what() << "'" << frag << "'\n";
    }

    return false;
}

int main()
{
    doParse("1 + 2 * 3 = 7");
    doParse("1 + 2 * 3 = 8");
}