CROSS 2014 「言語CROSS」での四則演算パーサ作成課題の解答です

1. CROSS 2014
言語CROSS
Smalltalkによる
四則演算パーサ別解解説
2014 SoftUmeYa, LLC
Masashi Umezawa

2. 四則演算パーサ課題
数式のパース、計算処理を実装する
間違った入力が行われた場合も、単なるエラーとせず、
なんらかの形で構文に謝りがある事をユーザーに伝
えるようにして下さい。
入力例：(1*2+(3*4)
出力例：数式が不正です
文字列のパース処理の比較が主なポイントなので、eval
のような機能や、上記のような機能を持ったライブラリを
そのまま使う事は禁止とします。

3. どう解く?
PetitParser
PEGパーサコンビネータ
http://scg.unibe.ch/research/helvetia/petitparser
OMeta
パーサ定義・パターンマッチDSL
http://tinlizzie.org/ometa/
OMetaは以前紹介したのでPetitParserに
参考: 「OMetaの紹介」
• ftp://swikis.ddo.jp/SqueakDevJa/events/ScalaOff2008/OMetaIntro.pdf

4. PetitParser
オブジェクトにasParserと送るとパーサ
ができる
あとはそれらをメッセージ送信で組み合
わせる
できあがったコードはほぼBNFと同じよ
うに見える

5. 例: SQLiteのselect-core
 http://www.sqlite.org/syntaxdiagrams.html#select-core

6. PetitParserでの表現
シンタックスグラフをメッセージ送信に
selectCore
^ select , (distinct / all) optional ,
(resultColumn separatedBy: $, asParser trim) ,
(from , joinSource) optional ,
(where , expression ) optional ,
(groupBy , (orderingTerm separatedBy: $, asParser trim),
('HAVING' asParser caseInsensitive trim ,
expression) optional ) optional

7. 四則演算パーサの定義
 クラスを導入しないパターン
number := #digit asParser plus token trim
数値パーサ作成
==> [ :token | token inputValue asNumber ].
terms := PPUnresolvedParser new.
primary := PPUnresolvedParser new.
それ以外のパーサ作成
parenthesis := PPUnresolvedParser new.
(def: で後から定義)
addition := PPUnresolvedParser new.
multiplication := PPUnresolvedParser new.
multiplication def: ((primary separatedBy: ($* asParser / $/ asParser) trim)
foldLeft: [ :a :op :b | a perform: op asSymbol with: b ]).
addition def: ((multiplication separatedBy: ($+ asParser / $- asParser) trim)
foldLeft: [ :a :op :b | a perform: op asSymbol with: b ]).
parenthesis def: ($( asParser trim , terms , $) asParser trim
==> [ :nodes | nodes second ]).
乗除、加減、括弧の順で
primary def: number / parenthesis.
パーサ定義
terms def: addition / multiplication.
parser := terms end.
終端を定義して完成!

8. ワークスペースで実行
parser parse: '1+2*(3+4)'
"=> 15"
parser parse: '(1+2*(3+4)'
"=> $) expected at 10"

9. 四則演算パーサの定義(2)
 クラスを導入するパターン
 PPCompositeParserのサブクラスとして
ArithmeticParser定義
PPCompositeParser subclass: #ArithmeticParser
instanceVariableNames:
'terms addition multiplication primary number
parentheses'
 パース要素ごとにメソッドを定義
parentheses
^ $( asParser trim , terms , $) asParser trim
==> [ :nodes | nodes second ]

10. クラス導入の利点
 ツールの恩恵
対話的デバッグ、ビジュアライズ等が可能

11. ワークスペースで実行(2)
ArithmeticParser parse: '1+2*(3+4)'
"=> 15"
ArithmeticParser parse: '(1+2*(3+4)'
"=> $) expected at 10"