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      如何手寫語(yǔ)法分析器 - λ-calculus in C++Blogs - C++博客

       Synix 2009-03-14
       

      如何手寫語(yǔ)法分析器

      陳梓瀚

      華南理工大學(xué)軟件05級(jí)本科

      vczh@163.com

      http://www./vczh/

       

      在寫可配置的語(yǔ)法分析器之前,我覺得還是先說(shuō)說(shuō)如何手寫語(yǔ)法分析器好。因?yàn)閷?duì)于大部分人來(lái)說(shuō),開發(fā)一個(gè)可配置的語(yǔ)法分析器并沒有什么作用,反而針對(duì)某種特定的語(yǔ)法開發(fā)特定的語(yǔ)法分析器是特別有必要的。典型的有表達(dá)式計(jì)算器、某種格式化的文件(HTML、XML等)或者是其他的復(fù)雜而且符合樹型結(jié)構(gòu)的字符串。根據(jù)目前論壇的反應(yīng)來(lái)看,有一些朋友們對(duì)如何開發(fā)一套自己的腳本引擎比較感興趣。等基礎(chǔ)的文章都寫完以后我會(huì)考慮撰寫一個(gè)系列的文章介紹如何開發(fā)自己的腳本引擎。

       

      這篇文章會(huì)附帶一些必要的代碼以便幫助讀者們理解。為了方便,代碼使用DevC++開發(fā)。

       

      一、定義語(yǔ)法

       

      在開發(fā)語(yǔ)法分析器之前,有必要講一下語(yǔ)法的定義。這篇文章給出的是一個(gè)比較機(jī)械化的方法,掌握了這個(gè)方法之后手寫語(yǔ)法分析器會(huì)變成一件沒什么挑戰(zhàn)性但是很麻煩的工作。因?yàn)樵O(shè)計(jì)起來(lái)太簡(jiǎn)單,但是代碼很多。有些人為了連麻煩的工作也不要會(huì)去開發(fā)可配置的語(yǔ)法分析器。不過(guò)這里先不管這么多,首先給出一個(gè)比較使用的語(yǔ)法。

       

      我們考慮一個(gè)經(jīng)常從書上或者經(jīng)常見到的例子:LISP語(yǔ)言。這門語(yǔ)言的表達(dá)式相當(dāng)奇怪,操作符基本上當(dāng)成函數(shù)處理,而且強(qiáng)迫用戶給出優(yōu)先級(jí)。因?yàn)?/span>LISP的操作符是沒有優(yōu)先級(jí)的。譬如(1+2)*(3+4)LISP會(huì)被寫成(* (+ 1 2) (+ 3 4) )。

       

      讓我們看一下這種語(yǔ)法的結(jié)構(gòu)。括號(hào)內(nèi)可以寫很多個(gè)值,第一個(gè)被約定為是函數(shù),之后的是參數(shù)。參數(shù)的個(gè)數(shù)是不確定的。一個(gè)函數(shù)調(diào)用的結(jié)果仍然是值,這就允許表達(dá)式進(jìn)行嵌套。一個(gè)復(fù)雜一點(diǎn)的例子:2sinxcosxLISP內(nèi)被寫成(* 2 (sin x) (cos x))。我們注意到最外層的乘法有3個(gè)參數(shù),因此代表連乘。其次,(1)1的結(jié)果是一樣的。

       

      于是我們?nèi)绾我?guī)定這種表達(dá)式的語(yǔ)法呢?我們可以給出若干條。為了方便我們?nèi)サ?/span>LISP語(yǔ)言允許的curry屬性,也就是說(shuō)(+ 1 2)等價(jià)于( ( (+) 1) 2)。

      1、  數(shù)字可以為值

      2、  一個(gè)值可以構(gòu)成參數(shù)列表,參數(shù)列表后緊接著一個(gè)值仍然是參數(shù)列表

      3、  表達(dá)式可以為值,或者是括號(hào)內(nèi)包含操作符或函數(shù)名外加可選的參數(shù)列表

       

      于是我們可以使用一種形式化的方法來(lái)寫出這個(gè)表達(dá)式。首先我們可以為表達(dá)式命名,譬如表達(dá)式我們使用expression或者exp等。其次name=rule代表復(fù)雜的rule將會(huì)使用一個(gè)名字name來(lái)代替。最后,a b代表a之后緊接著b。

       

      這樣的話,我們就可以使用一種比較簡(jiǎn)潔的方法來(lái)表示上面提到的簡(jiǎn)化后的LISP表達(dá)式語(yǔ)法:

      Operator=”+”

      Operator=”-“

      Operator=”*”

      Operator=”/”

      Expression=<數(shù)字>

      Expression= “(” Operator Expression Expression “)”

      Expression=“(”Expression “)”

       

      這樣寫的話覺得很煩,我們可以追加多兩種定義語(yǔ)法的語(yǔ)法:

      1A | B代表A或者B都可以,并且如果字符串被A匹配成功的話將不會(huì)考慮B

      2、[ A ]代表A是可以存在或者不存在的,但是盡量使其存在

       

      于是我們可以把上面的語(yǔ)法改寫成如下形式:

      1)       Operator=”+” | “-” | “*” | “/”

      2)       Expression=<數(shù)字> | “(“ Expression “)” | “(“ Operator Expression Expression “)”

       

      第一條語(yǔ)法規(guī)則說(shuō)的是Operator,也就是操作符,可以是加號(hào)、減號(hào)、乘號(hào)或者除號(hào)。第二條語(yǔ)法規(guī)則說(shuō)的是一條表達(dá)式可以只由數(shù)字構(gòu)成、一個(gè)加了括號(hào)的表達(dá)式或者一個(gè)加上了括號(hào)的操作符和兩個(gè)參數(shù)。

       

      二、根據(jù)語(yǔ)法寫代碼

       

      到了這里,我們可以考慮一下如何通過(guò)語(yǔ)法組織我們的代碼了。上面的語(yǔ)法并沒有包含如何去除空格的語(yǔ)法,這個(gè)事情語(yǔ)法表達(dá)只會(huì)徒增煩惱,因此我們自己解決可能會(huì)更好一點(diǎn)。在語(yǔ)法分析的時(shí)候,我們都是一點(diǎn)一點(diǎn)讀入字符串的,因此我們的函數(shù)的的形式大概如下:

      ·讀入字符串,返回結(jié)果或者錯(cuò)誤信息

      ·如果沒有錯(cuò)誤的話,則將字符指針偏移到尚未讀取的位置

      ·如果有錯(cuò)誤的話,保持字符指針不變

       

      好了,現(xiàn)在我們來(lái)看第一條語(yǔ)法。我們需要一個(gè)方法來(lái)檢查輸入是否由我們需要的字符串開頭,當(dāng)然這里仍然需要考慮空格的問(wèn)題。我們可以寫一個(gè)函數(shù),輸入字符指針和一個(gè)字符串。這個(gè)函數(shù)先過(guò)濾掉空格然后檢查剩下的地方是不是由指定的字符串開始的。正確的話返回true并將輸入的字符指針往后諾到尚未讀取的地方:

      /*

      檢查Stream的前綴是否Text

          是返回true并將Stream偏移strlen(Text)個(gè)字符

          否則返回false

      此函數(shù)會(huì)過(guò)濾Stream開頭的空格

      */

      bool Is(char*& Stream , const char* Text)

      {

          size_t len=strlen(Text);

          /*保存參數(shù)*/

          char* Read=Stream;

          /*過(guò)濾空格*/

          while(*Read==' ')Read++;

          if(strncmp(Read,Text,len)==0)

          {

              Stream=Read+len;

              return true;

          }

          else

          {

              return false;

          }          

      }

      代碼很短我就不解釋了。當(dāng)然,有了這個(gè)函數(shù)之后我們可以很輕松地寫出一個(gè)判斷字符串是否由操作符開頭的函數(shù):

      /*

      檢查Stream是否操作符

          是的話返回操作符的字符并將Stream偏移至操作符之后

          否則返回

      */

      char IsOperator(char*& Stream)

      {

          /*A||B操作符的特性是如果A==true則不對(duì)B求值

          所以表達(dá)式會(huì)在一個(gè)檢查成功后停下來(lái)

          */

          if(Is(Stream,"+") || Is(Stream,"-") || Is(Stream,"*") || Is(Stream,"/"))

          {

              /*此時(shí)操作符已經(jīng)被越過(guò),所以返回Read[-1]*/

              return Stream[-1];

          }

          else

          {

              return 0;

          }       

      }

      第一條語(yǔ)法到了這里就結(jié)束了。然后我們考慮第二條語(yǔ)法。這條語(yǔ)法判斷一個(gè)字符串是否表達(dá)式,首先判斷一個(gè)字符串是否數(shù)字,失敗的話再檢查是否由括號(hào)打頭。因此我們需要一個(gè)判斷字符串是否由數(shù)字開頭。這里我們先引進(jìn)一個(gè)struct

      /*表達(dá)式分析結(jié)果*/

      struct Expression

      {

          int Result;     /*表達(dá)式結(jié)果*/

          char* Error;    /*錯(cuò)誤信息,沒有錯(cuò)誤則為*/

          char* Start;    /*錯(cuò)誤的位置*/

      }; 

      這個(gè)Expression結(jié)構(gòu)用于表達(dá)字符串的分析結(jié)果。Result是表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果,Error如果非0則保存了錯(cuò)誤信息,此時(shí)Start保存了錯(cuò)誤信息在字符串的什么地方被引發(fā)。有了這個(gè)Expression之后我們就可以寫出如下判斷字符串是否由數(shù)字開頭的函數(shù)了。為了方便,這個(gè)函數(shù)只判斷非負(fù)整數(shù)。

      /*

      檢查Stream是否數(shù)字,是的話則將Stream偏移到數(shù)字之后

      */

      Expression GetNumber(char*& Stream)

      {

          /*初始化結(jié)果*/

          Expression Result;

          Result.Result=0;

          Result.Error=0;

          Result.Start=0;

          bool GotNumber=false;

          /*保存參數(shù)*/

          char* Read=Stream;

          /*過(guò)濾空格*/

          while(*Read==' ')Read++;

          while(true)

          {

              /*讀入一個(gè)字符并將Read偏移一個(gè)字符*/

              char c=*Read;

              /*檢查字符是否為數(shù)字*/

              if('0'<=c && c<='9')

              {

                  /*把結(jié)果添加進(jìn)Result,進(jìn)行進(jìn)位*/

                  Result.Result=Result.Result*10+(c-'0');

                  GotNumber=true;

                  Read++;

              }

              else

              {

                  break;

              }   

          }

          if(GotNumber)

          {

              Stream=Read;

          }

          else   

          {

              Result.Error="這里需要數(shù)字";

              Result.Start=Read;

          }   

          return Result;

      }

      這個(gè)函數(shù)仍然會(huì)過(guò)濾掉字符串開頭的空格。如果成功的話,也就是Result.Error==0的時(shí)候,參數(shù)Stream會(huì)被偏移到已經(jīng)分析的數(shù)字后面。

       

      讓我們看一看第二條語(yǔ)法接下來(lái)的部分:“(“ Expression “)” | “(“ Operator Expression Expression “)”。我們注意到,這兩個(gè)部分都是使用括號(hào)開始和結(jié)束的,因此在寫代碼的時(shí)候可以把它們寫在一起,只把中間的部分分開。這種方法在課本中通常被稱為合并前綴。于是我們可以寫一個(gè)GetExpression函數(shù)。這個(gè)函數(shù)首先判斷字符串是不是由數(shù)字開頭,否則的話看一看是否由括號(hào)開頭。如果是括號(hào)開頭的話,那么檢查接下來(lái)的是Operator還是一個(gè)Expression。如果是Expression則到此結(jié)束,如果是Operator的話還要再輸入兩個(gè)Expression。然后判斷一下是不是由右括號(hào)結(jié)束字符串:

      /*檢查Stream是否表達(dá)式,是的話則將Stream偏移至表達(dá)式之后*/

      Expression GetExpression(char*& Stream)

      {

          /*保存參數(shù)*/

          char* Read=Stream;

          /*檢查是否數(shù)字*/

          Expression Result=GetNumber(Read);

          if(Result.Error)

          {

              if(Is(Read,"("))

              {

                  /*不是數(shù)字而是左括號(hào),則將ResultError*/

                  Result.Error=0;

                  char Operator=0;

                  /*檢查是否操作符*/

                  if(Operator=IsOperator(Read))

                  {

                      /*獲得左參數(shù)。如果參數(shù)獲取失敗會(huì)直接返回*/

                      Expression Left=GetExpression(Read);

                      if(Left.Error) return Left;

                      /*保存當(dāng)前的Read變量,以便在右參數(shù)出錯(cuò)的情況下正確指出錯(cuò)誤的地點(diǎn)*/

                      char* RightRead=Read;

                      /*獲得右參數(shù)。如果參數(shù)獲取失敗會(huì)直接返回*/

                      Expression Right=GetExpression(Read);

                      if(Right.Error) return Right;

                      /*根據(jù)操作進(jìn)行計(jì)算*/

                      switch(Operator)

                      {

                          case '+':

                              Result.Result=Left.Result+Right.Result;

                              break;

                          case '-':

                              Result.Result=Left.Result-Right.Result;

                              break;

                          case '*':

                              Result.Result=Left.Result*Right.Result;

                              break;

                          case '/':

                              if(Right.Result==0)

                              {

                                  Result.Error="除錯(cuò)";

                                  Result.Start=RightRead;

                              }

                              else

                              {   

                                  Result.Result=Left.Result/Right.Result;

                              }   

                              break;

                          default:

                              Result.Error="未知操作符";/*不可能發(fā)生,執(zhí)行到這里則證明其他部分有bug*/

                              Result.Start=Read;

                              return Result;

                      }   

                  }

                  else

                  {

                      /*不是操作符則嘗試獲得表達(dá)式*/

                      Result=GetExpression(Read);

                      /*獲取失敗則直接返回*/

                      if(Result.Error) return Result;

                  }

                  /*檢查是否有配對(duì)的右括號(hào)*/

                  if(!Is(Read,")"))

                  {

                      Result.Error="此處缺少右括號(hào)";

                      Result.Start=Read;

                  }  

              }   

          }

          /*如果沒有出錯(cuò)則更新Stream的位置*/

          if(Result.Error==0)

          {

              Stream=Read;

          }   

          return Result;          

      }

      到了這里表達(dá)式的分析就完成了,我們得到了一個(gè)工具:GetExpression。我們可以將一個(gè)字符串輸入GetExpression,然后看看返回了什么。當(dāng)然,有可能返回計(jì)算結(jié)果,也有可能返回錯(cuò)誤信息以及錯(cuò)誤位置。為了解釋如何使用GetExpression,我也寫了一個(gè)main函數(shù):

      int main(int argc, char *argv[])

      {

          /*聲明一個(gè)長(zhǎng)度的字符串緩沖區(qū),可能有溢出的危險(xiǎn),此處不考慮*/

          char Buffer[1000];

          cout<<"輸入一個(gè)表達(dá)式:"<<ends;

          gets(Buffer);

          {

              char* Stream=Buffer;

              Expression Result=GetExpression(Stream);

              if(Result.Error)

              {

                  cout<<"發(fā)生錯(cuò)誤"<<endl;

                  cout<<"位置:"<<Result.Start<<endl;

                  cout<<"信息:"<<Result.Error<<endl;

              }

              else

              {

                  cout<<"結(jié)果:"<<Result.Result<<endl;

              }       

          }   

          system("PAUSE");  

          return 0;

      }

      這個(gè)函數(shù)輸入一個(gè)字符串,然后計(jì)算結(jié)果或者輸出錯(cuò)誤信息。當(dāng)然,錯(cuò)誤的檢查時(shí)不完全的,因?yàn)?/span>GetExpression只負(fù)責(zé)檢查前綴,至于剩下的部分是什么是不管的。因此實(shí)際上還要檢查一下剩下的字符是不是全都是空格,不是的話就要自己報(bào)錯(cuò)了。完整的代碼見附帶的文件夾Code_1_LISP。

       

      三、處理左遞歸

       

      上面的方法其實(shí)還是不完全的。我們有時(shí)候會(huì)遇到一些自己產(chǎn)生自己的語(yǔ)法。譬如我們?cè)诒磉_(dá)一個(gè)使用逗號(hào)隔開的數(shù)字列表的時(shí)候,有如下兩種寫法:

      1)  List=<數(shù)字> [“,” List]

      2)  List=[List “,”]<數(shù)字>

      這兩種寫法所產(chǎn)生的效果是一致的,但是我們?nèi)绻凑盏诙N方法直接寫出代碼的話就會(huì)陷入無(wú)限循環(huán)。這種自己導(dǎo)出自己的特征就叫做左遞歸了。像這種情況左遞歸還是能避免的,但并不是所有的最遞歸都能直接避免的。雖然不能避免,但是仍然有一個(gè)通用的辦法來(lái)解決,只不過(guò)或破壞一點(diǎn)點(diǎn)美感。

       

      分析了LISP的表達(dá)式之后,我們進(jìn)入下一個(gè)例子:分析四則運(yùn)算式子。我們的四則運(yùn)算式子由加減乘除、括號(hào)和數(shù)字構(gòu)成。為了方便不考慮正負(fù)。使用語(yǔ)法規(guī)則是可以表達(dá)出操作符的優(yōu)先級(jí)的。下面就讓我們來(lái)思考如何構(gòu)造四則運(yùn)算式子的語(yǔ)法。

       

      我們將一個(gè)表達(dá)式定義為Expression。首先,數(shù)字可以成為Expression,其次,加了括號(hào)的Expression仍然是Expression

      Expression=<數(shù)字> | “(“ Expression “)”

      但是這里有一個(gè)問(wèn)題,操作符號(hào)的優(yōu)先級(jí)并不能當(dāng)純通過(guò)寫Expression=Expression “+” Expression來(lái)完成。因此我們進(jìn)入進(jìn)一步的思考。

       

      我們考慮一下乘除先于加減背后的本質(zhì)是什么??匆幌乱粭l比較長(zhǎng)的表達(dá)式:

      1*2*3+4*5*6+7*8*9

      我們?cè)谟?jì)算的時(shí)候會(huì)把他們分成三個(gè)部分:1*2*3、4*5*67*8*9,分別計(jì)算出結(jié)果,然后相加。如果我們可以把僅僅由乘除組成的表達(dá)式的語(yǔ)法寫出來(lái),那么寫出四則運(yùn)算式子的語(yǔ)法也就有希望了。事實(shí)是可以的。于是我們要對(duì)之前的結(jié)果做一下調(diào)整。無(wú)論是數(shù)字或者是括號(hào)包含的表達(dá)式都不可能因?yàn)樵谂赃吿砑悠渌僮鞣鴮?duì)優(yōu)先級(jí)有所影響,因此我們抽象出一個(gè)類型叫Term

      Term=<數(shù)字> | “(“ Expr “)”

      然后我們就可以寫一條只用乘除構(gòu)成的表達(dá)式的語(yǔ)法了:

      Factor=Term | Factor “*” Term | Factor “/” Term

      最后,我們可以寫出一條只用加減和Factor構(gòu)成的表達(dá)式的語(yǔ)法:

      Exp=Factor | Exp “+” Factor | Exp “-“ Factor

      到了這里表達(dá)式的語(yǔ)法就大功告成了。上面的三條語(yǔ)法中的Exp就是四則運(yùn)算的語(yǔ)法了。

       

      我們注意到ExpFactor都是左遞歸的。在這里我介紹一種消除左遞歸的方法。我們考察一下語(yǔ)法Factor=Term | Factor “*” Term這一條。為了形象的表達(dá)出什么是Factor,我們反過(guò)來(lái)可以考察一下Factor究竟可以產(chǎn)生出什么樣的東西來(lái)。

       

      一個(gè)Factor可以產(chǎn)生出一個(gè)Term。然后,一個(gè)Factor可以變成Factor “*” Term。如果我們把Factor “*” Term中的Factor替換成已知的結(jié)果的話,那么我們可以得到一個(gè)結(jié)論:一個(gè)Factor可以產(chǎn)生出Term “*” Term。同理,我們又可以知道一個(gè)Factor可以產(chǎn)生出Term “*” Term “*” Term,為Factor可以產(chǎn)生出Term “*” Term。于是我們大概可以猜出解決左遞歸的方法:

       

      假設(shè)存在如下表達(dá)式:

      A=B1

      A=Bn

      A=A C1

      A=A Cn

      我們可以將這個(gè)語(yǔ)法修改為如下形式:

      A’=C1 | C2 | … | Cn [A’]

      A=(B1 | B2 | … | Bn) [A’]

      我們可以看到現(xiàn)在的A沒有發(fā)生變化,但是新的語(yǔ)法已經(jīng)不存在左遞歸了。我們?yōu)榱撕?jiǎn)化表達(dá),可以引進(jìn)一種新的語(yǔ)法:我們讓X*代表X、X、X等等只由A組成的字符串或者空字符串,那么上面這個(gè)語(yǔ)法就可以被修改成A=(B1 | B2 | … | Bn) (C1 | C2 | … | Cn)*了。

       

      于是,我們重新寫一下四則運(yùn)算式子的語(yǔ)法:

      1)       Term=<數(shù)字> | “(“ Exp “)”

      2)       Factor = Term ( ( “*” | “/” ) Term) *

      3)       Exp = Factor ( ( “+” | “-“ ) Factor) *

       

      我在這里仍然要寫出四則運(yùn)算分析的代碼。但是這一次我不求值了,這個(gè)新的程序?qū)阉膭t運(yùn)算式子轉(zhuǎn)換成等價(jià)的LISP表達(dá)式然后輸出。

       

      代碼的結(jié)構(gòu)是這樣的。首先,仍然會(huì)存在上文中的函數(shù)Is。其次,表達(dá)式Expression的結(jié)構(gòu)將被我替換成一個(gè)遞歸的二叉樹,異常信息使用C++的異常處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

       

      在這里貼出GetTermGetFactor的代碼,GetExpGetFactor結(jié)構(gòu)相似。

       

       

      Expression* GetTerm(char*& Stream);

      Expression* GetFactor(char*& Stream);

      Expression* GetExp(char*& Stream);

       

      /*

      檢查Stream是否一個(gè)Term

      */

      Expression* GetTerm(char*& Stream)

      {

          try

          {

              return GetNumber(Stream);

          }   

          catch(Exception& e)

          {

              char* Read=Stream;

              /*檢查左括號(hào)*/

              if(Is(Read,"("))

              {

                  /*檢查表達(dá)式*/

                  Expression* Result=GetExp(Read);

                  if(Is(Read,")"))

                  {

                      /*如果使用右括號(hào)結(jié)束則返回結(jié)果*/

                      Stream=Read;

                      return Result;

                  }

                  else

                  {

                      /*否則拋出異常*/

                      delete Result;

                      throw Exception(Stream,"此處需要右括號(hào)");

                  }       

              }   

              else

              {

                  throw e;

              }   

          }   

      }   

       

      /*

      檢查Stream是否一個(gè)Factor

      */

      Expression* GetFactor(char*& Stream)

      {

          /*獲得一個(gè)Term*/

          char* Read=Stream;

          Expression* Result=GetTerm(Read);

          while(true)

          {

              /*檢查接下來(lái)是否乘除號(hào)*/

              char Operator=0;

              if(Is(Read,"*"))

                  Operator='*';

              else if(Is(Read,"/"))

                  Operator='/';

              else

                  break;

              if(Operator)

              {

                  /*如果是乘除號(hào)則獲得下一個(gè)Term*/

                  try

                  {

                      Result=new Expression(Operator,Result,GetTerm(Read));

                  }

                  catch(Exception& e)

                  {

                      /*發(fā)生異常的時(shí)候,首先刪除Result,其次轉(zhuǎn)發(fā)異常*/

                      delete Result;

                      throw e;

                  }       

              }   

          }

          Stream=Read;

          return Result;   

      } 

      完整的代碼見文件夾Code_2_EXP2LISP

       

      這份代碼跟分析LISP表達(dá)式代碼不同的是這里展示了給出樹形結(jié)構(gòu)而不僅僅是計(jì)算出結(jié)果的代碼。這兩種方法的區(qū)別僅僅是獲得了數(shù)據(jù)之后如何處理的問(wèn)題,但是代表了兩種經(jīng)常需要處理的任務(wù)。

       

      四、尾聲

       

      這篇文章相比起以前的兩篇正則表達(dá)式來(lái)的確是短了不少。遞歸下降法是一種適合人腦使用而不是電腦使用的方法。這種方法非常好用,所以大部分編譯原理的教科書都會(huì)專門使用一個(gè)章節(jié)來(lái)說(shuō)明遞歸下降的實(shí)現(xiàn)、局限性以及遇到的問(wèn)題的解決方法。這篇文章不是理論文章,所以有一些本文沒闡述到的問(wèn)題可以通過(guò)人的智商來(lái)解決。

       

      在語(yǔ)法處理過(guò)程中遇到的一個(gè)問(wèn)題是出現(xiàn)異常的時(shí)候如何組織錯(cuò)誤信息。在寫編譯器的時(shí)候我們并不能通過(guò)異常處理來(lái)向外傳播異常信息,因?yàn)榫幾g器需要輸出許多異常。不過(guò)大部分分析工作還是僅僅需要第一個(gè)異常信息的。

       

      第二個(gè)常見的問(wèn)題是如何在發(fā)生異常的時(shí)候處理分析結(jié)果。在本文的第二個(gè)例子里面,在拋出異常之前總是會(huì)手動(dòng)delete掉已經(jīng)產(chǎn)生的指針。其實(shí)這樣做是很容易漏掉一些處理從而造成內(nèi)存泄漏的,如果讀者使用C++的話,那么我推薦使用STLauto_ptr或者Boostsmart_ptr,或者干脆自己寫吧。樹型結(jié)構(gòu)的文檔通常不會(huì)有循環(huán)引用的問(wèn)題,所以在這種情況下無(wú)論如何產(chǎn)生文檔或者產(chǎn)生異常,使用auto_ptr或者smart_ptr都是沒有問(wèn)題的。

       

      第三個(gè)問(wèn)題是寫不出語(yǔ)法。這個(gè)問(wèn)題沒有什么好的辦法,只有通過(guò)練習(xí)來(lái)解決了?;蛘吒纱嘧鲆粋€(gè)YACC出來(lái),經(jīng)過(guò)一次非常深入的思考也能獲得很多經(jīng)驗(yàn)。就像寫出一手好的正則表達(dá)式的人,要么就是練習(xí)了很多次,要么就是寫過(guò)正則表達(dá)式引擎一樣。不過(guò)這種方法比較耗時(shí)間,不是非常有興趣的讀者們還是不要這么做的好。

       

      最后說(shuō)明一下,本文使用四則運(yùn)算式子作為例子僅僅是為了方便。實(shí)際上分析四則運(yùn)算獅子已經(jīng)有各種各樣的好方法了。但是讀者們將來(lái)卻很難遇到分析四則運(yùn)算的工作,而是分析各種各樣復(fù)雜字符串的工作。這個(gè)時(shí)候遞歸下降法起得作用是在代碼還沒開始寫之前,就已經(jīng)把思考不慎密導(dǎo)致的bug都消除了大半了。因?yàn)樵O(shè)計(jì)語(yǔ)法的過(guò)程很容易讓人深入的思考問(wèn)題。遞歸下降法能夠用最快的速度從語(yǔ)法產(chǎn)生出代碼,但是還是要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整細(xì)節(jié)。

       

      本文作為《構(gòu)造正則表達(dá)式引擎》一文的補(bǔ)充而出現(xiàn),因?yàn)橛幸恍┡笥褌兎从吃谖稣齽t表達(dá)式的結(jié)構(gòu)以及合法性遇到了一些困難。因?yàn)檎齽t表達(dá)式的語(yǔ)法跟四則運(yùn)算很像,因此參考一下本文對(duì)這些朋友們來(lái)說(shuō)可能會(huì)有幫助。

      正文(docx)以及附帶的代碼,點(diǎn)擊這里下載。

      posted on 2008-06-15 21:59 陳梓瀚(vczh) 閱讀(

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