解析器的设计与实现:Parakeet解析器框架

在现代编程语言的开发过程中,解析器的设计和实现是一个关键环节。Parakeet解析器框架是一个尝试结合解析器生成工具和手工编写解析器优势的库。它特别为解析非平凡的编程语言而设计,支持错误恢复、标记化和解析树生成。本文将详细介绍Parakeet框架的核心概念和使用方法。

Parakeet框架概述

Parakeet框架的核心思想是使用运算符重载来简化语法的声明,使其以一种可读性强的格式呈现。通过这种方式,开发者可以更加直观地定义语法规则,同时享受到自动化工具带来的便利。

CSV文件解析示例

为了帮助开发者快速上手,Parakeet提供了一个解析CSV文件的语法示例。以下是一个使用C#语言编写的CSV语法解析器的示例代码: public class CsvGrammar : BaseCommonGrammar { public static readonly CsvGrammar Instance = new CsvGrammar(); public override Rule StartRule => File; public Rule StringChar => Named(AnyChar.Except("\n") | "\"\""); public Rule String => Node(DoubleQuotedString(StringChar)); public Rule Text => Node(AnyChar.Except(",\n\r\"").OneOrMore()); public Rule Field => Node(Text | String); public Rule Row => Node(Field.ZeroOrMore() + Optional("\r") + "\n"); public Rule File => Node(Row.ZeroOrMore()); }

解析规则

解析器由一组相互定义的解析规则组成。这些规则通过“组合子”组合在一起。在某些上下文中,单个规则也可能被称为“解析器”。规则是派生自Rule类的实例,它提供了一个成员函数: ParserState Match(ParserState state) 如果规则与输入在由ParserState表示的位置处匹配,则会返回一个新的ParserState实例;否则,函数返回null。

规则组合子

规则组合子是一个函数,它根据其他规则创建规则,类似于PEG语法的核心操作。例如,Choice、Sequence、ZeroOrMore、OneOrMore、NotAt等。在Parakeet中,有多种方式可以从其他规则创建规则:

  1. 创建组合子类的实例(即,使用new)
  2. 调用Rule上的扩展方法(例如,Optional()、NotAt()等)
  3. 使用运算符重载

ParserState - 规则匹配的输入和输出

ParserState是一个不可变的类,包含以下内容:

  • 指向输入的指针 - 一个字符串,结合查找表以快速确定索引的行和列
  • 从输入字符串开头的偏移量
  • 指向解析节点链表的指针
  • 指向错误链表的指针

定义语法

语法是一组解析规则的集合,它们共同描述了如何解析输入字符串。Parakeet语法是一个派生自Grammar类的类,它提供了一个覆盖定义的起始规则,以及一个可选的空白规则。 abstract Rule StartRule {get;} virtual Rule WS {get;} 大多数规则被定义为计算属性,但也可以是函数或字段。这取决于程序员。

节点规则

节点规则类似于NamedRule,它也有一个名称,但如果匹配成功,将返回一个至少有两个新ParserNode实例添加到节点链表的ParserState。 public class ParserNode { public readonly ParserRange Range; public readonly string Name; public readonly ParserNode Previous; ... } 可以使用ParseTreeNode ParserNode.ToParseTree()方法将ParserNode实例的链表转换为解析树。

生成解析错误

有几种方式可能导致解析规则无法成功匹配:

  1. 返回null - 这代表正常的匹配失败
  2. 未达到输入的末尾:ParserState.AtEnd == false
  3. 累积一个或多个ParserError实例
一个名为OnFail的特殊规则用于生成ParserError实例。OnFail规则预期作为SequenceRule的子规则出现。

沪ICP备2024098111号-1
上海秋旦网络科技中心:上海市奉贤区金大公路8218号1幢 联系电话:17898875485