Pratt Parsers für Dummies

Rekursiver Abstieg funktioniert ideal, wenn Sie eine Entscheidung über einen Code treffen können, der unter Verwendung des aktuellen Kontexts und Tokens analysiert werden soll.

Ausdrücke verderben das Bild : Postfix, Infix und andere. Problem: Sie können nicht verstehen, welche Art von Ausdruck Sie verarbeiten, bis Sie die erste Hälfte analysiert haben. Oft sind die Priorität der Operation und ihre Assoziativität auch für Sie wichtig, damit der konstruierte AST die richtige Struktur hat.

In diesem Artikel werden wir einen Parser für den Go-Dialekt schreiben, dessen Funktionen wir etwas später betrachten werden. Wie Sie sehen können, löst der Pratt-Algorithmus die meisten unserer Probleme.

Go ++ und ++ Go

Um keine Zeit mit lexikalischen Analysen zu verschwenden , nehmen wir alles, was wir brauchen, aus der Standardbibliothek:

• Mit go / scanner können Sie eine Reihe von Token aus Text abrufen
• go/token , scanner

, , :

type Token struct {
    kind  token.Token //  () , INT/IDENT/ADD
    value string      //   
}

scanner.Scanner lexer, :

• Peek() — ,
• Consume() — ,

go/ast, , .

Go right-associative , .

Go — statement, expression. . , .

. , , .

. , README : github.com/richardjennings/prattparser.

, .

// exprNode     AST.
type exprNode interface {
    expr()
}

type nameExpr struct {
    Value string
}

type prefixExpr struct {
    Op  token.Token //  , , '+'  '-'
    Arg exprNode    //   
}

func (e *nameExpr) expr()   {}
func (e *prefixExpr) expr() {}

, parseExpr(), :

func (p *exprParser) parseExpr() exprNode {
    tok := p.lexer.Consume()
    switch tok.kind {
    case token.IDENT:
        return p.parseName(tok)
    case token.ADD, token.SUB:
        return p.parsePrefixExpr(tok)
    case token.LPAREN:
        return p.parseParenExpr(tok)
    // ...   
    }
}

func (p *exprParser) parseName(tok Token) exprNode {
    return &nameExpr{Value: tok.value}
}

func (p *exprParser) parsePrefixExpr(tok Token) exprNode {
    arg := p.parseExpr()
    return &prefixExpr{Op: tok.kind, Arg: arg}
}

- .

, . , -, parsePrefixExpr(), map , . , , map.

, prefixParselet:

type prefixParselet func(Token) exprNode

map[token.Token]prefixParselet. :

func newExprParser() *exprParser {
    p := &exprParser{
        prefixParselets: make(map[token.Token]prefixParselet),
    }

    prefixExpr := func(kinds ...token.Token) {
        for _, kind := range kinds {
            p.prefixParselets[kind] = p.parsePrefixExpr
        }
    }

    p.prefixParselets[token.IDENT] = p.parseName
    prefixExpr(token.ADD, token.SUB)

    return p
}

prefixExpr() . , (. ).

func (p *exprParser) parseExpr() exprNode {
  tok := p.lexer.consume()
  prefix, ok := p.prefixParselets[tok.kind]
  if !ok {
    // Parse error: unexpected token
  }
  return prefix(tok)
}

, x+y.

nameExpr{Value:"x"}, +. , .

infixParselet, prefixParselet , Expr, . x+y x.

type infixParselet func(left exprNode, tok Token) exprNode

map. , .

, + - binaryExpr:

func (p *exprParser) parseBinaryExpr(left exprNode, tok token) exprNode {
    right := p.parseExpr()
    return &binaryExpr{Op: tok.kind, Left: left, Right: right}
}

parseExpr() :

func (p *exprParser) parseExpr() exprNode {
    tok := p.lexer.Consume()
    prefix, ok := p.prefixParselets[tok.kind]
    if !ok {
        // Parse error: unexpected token
    }
    left := prefix(tok)
    tok = p.lexer.Peek()
    infix, ok := p.infixParselets[tok.kind]
    if !ok {
        return left
    }
    p.lexer.Consume() //  skip/discard  
    return infix(left, tok)
}

:

1. -: x-y-z => x-(y-z)
2. : x*y+z => x*(y+z)

, .

{token.Token => precedence}. , , :

p.prefixPrecedenceTab = map[token.Token]int{
    token.ADD: 4,
    token.SUB: 4,
}

p.infixPrecedenceTab = map[token.Token]int{
    token.ADD: 2,
    token.SUB: 2,
    token.MUL: 3,
    token.QUO: 3,
    // ...   
}

parseExpr() precedence:

func (p *exprParser) parseExpr(precedence int) exprNode {
    tok := p.lexer.Consume()
    prefix, ok := p.prefixParselets[tok.kind]
    if !ok {
        // Parse error: unexpected token
    }
    left := prefix(tok)

    for precedence < p.infixPrecedenceTab[p.lexer.Peek().kind] {
        tok := p.lexer.Consume()
        infix := p.infixParselets[tok.kind]
        left = infix(left, tok)
    }

    return left
}

, , , AST.

precedence () parseExpr():

func (p *exprParser) parseBinaryExpr(left exprNode, tok Token) exprNode {
    right := p.parseExpr(p.infixPrecedenceTab[tok.kind])
    return &binaryExpr{Op: tok.kind, Left: left, Right: right}
}

parseBinaryExpr() -. - , 1 :

func (p *exprParser) rparseBinaryExpr(left exprNode, tok Token) exprNode {
    right := p.parseExpr(p.infixPrecedenceTab[tok.kind] - 1)
    return &binaryExpr{Op: tok.kind, Left: left, Right: right}
}

, << -, rparseBinaryExpr().

— infixParselet, '(' parseExpr(0) , ')'.

() — prefixParselet, '(' parseExpr(0), ')'.

func (p *exprParser) parseParenExpr(tok Token) exprNode {
    x := p.parseExpr(0)
    p.expect(token.RPAREN)
    return x
}

— infixParselet:

func (p *exprParser) parsePostfixExpr(left exprNode, tok Token) exprNode {
    return &postfixExpr{Op: tok.kind, Arg: left}
}

, , .

, , , helper- precedence:

prefixExpr := func(precedence int, kinds ...token.Token) {
    for _, kind := range kinds {
        p.prefixParselets[kind] = p.parsePrefixExpr
        p.prefixPrecedenceTab[kind] = precedence
    }
}

:

addPrefixParselet(token.LPAREN, 0, p.parseParenExpr)
addPrefixParselet(token.IDENT, 0, p.parseNameExpr)
leftAssocBinaryExpr(1, token.LOR)  // ||
leftAssocBinaryExpr(2, token.LAND) // &&
leftAssocBinaryExpr(3,
    token.EQL, // ==
    token.NEQ, // !=
)
rightAssocBinaryExpr(4,
    token.SHL, // <<
)
leftAssocBinaryExpr(4,
    token.ADD, // +
    token.SUB, // -
    token.SHR, // >>
)
leftAssocBinaryExpr(5,
    token.MUL, // *
    token.QUO, // /
    token.REM, // %
)
prefixExpr(6,
    token.ADD, // +
    token.SUB, // -
    token.INC, // ++
    token.DEC, // --
)
postfixExpr(7,
    token.INC, // ++
    token.DEC, // --
)
addInfixParselet(token.LPAREN, 8, p.parseCallExpr)

, , PrecAdd=3, PrecMult=4 .

map.

, , newExprParser . prefixParselet infixParslet , — *exprParser.

, , . , : , — .

Pratt Parsers: Expression Parsing Made Easy (Bob Nystrom). , , , , ", ".

, .

github.com/quasilyte/pratt-parsers-go.

: github.com/richardjennings/prattparser.

:

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