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六十行代码完成 四则运算 语法解析器

刘永祥 / 1367人阅读

摘要:生成语法解析器五个文法,行代码搞定,表示四则运算的文法,可以参考此文。这些相互依赖的文法组成了一个文法链条,完整表达了四则运算的逻辑函数第一个参数接收根文法表达式,第二个参数是词法解析器,我们将上面创建的传入。

syntax-parser 是完全利用 JS 编写的词法解析+语法解析引擎,所以完全支持在浏览器、NodeJS 环境执行。

它可以帮助你快速生成 词法解析器,亦或进一步生成 语法解析器,将字符串解析成语法树,语法解析器还支持下一步智能提示功能,输入光标位置,给出输入推荐。

目前 syntax-parser 功能逐渐稳定,内核性能还在逐步优化中,我们会利用 syntax-parser 引擎的能力,完成一些令人惊喜的小 DEMO,如果与你的业务场景恰好契合,欢迎使用!

这次的 DEMO 是:利用 syntax-parser 快速完成四则运算语法解析器!

1. 生成词法解析器

通过下面 20 行配置,生成一个能解析英文、数字、加减乘除、左右括号的词法解析器,so easy!

import { createLexer } from "syntax-parser"

const myLexer = createLexer([
  {
    type: "whitespace",
    regexes: [/^(s+)/],
    ignore: true
  },
  {
    type: "word",
    regexes: [/^([a-zA-Z0-9]+)/] // 解析数字
  },
  {
    type: "operator",
    regexes: [
      /^((|))/, // 解析 ( )
      /^(+|-|*|/)/ // 解析 + - * /
    ]
  }
]);

我们可以使用 myLexer 将字符串解析为一个个 Token:

myLexer("1 + 2 - 3 * b / (x + y)")

不过这次的目的是生成语法树,所以我们会把 myLexer 作为参数传给语法解析器。

2. 生成语法解析器

五个文法,20 行代码搞定,表示四则运算的文法,可以参考 此文。

利用 chain ,可以高效表示每一个文法表达式要匹配的字符串、表示匹配次数,还支持嵌入新的文法函数。这些相互依赖的文法组成了一个文法链条,完整表达了四则运算的逻辑:

import { chain, createParser, many, matchTokenType } from "syntax-parser"

const root = () => chain(term, many(addOp, root))(parseTermAst);

const term = () => chain(factor, many(mulOp, root))(parseTermAst);

const mulOp = () => chain(["*", "/"])(ast => ast[0].value);

const addOp = () => chain(["+", "-"])(ast => ast[0].value);

const factor = () => chain([
    chain("(", root, ")")(ast => ast[1]),
    chain(matchTokenType("word"))(ast => ast[0].value)
])(ast => ast[0]);

const myParser = createParser(
  root, // Root grammar.
  myLexer // Created in lexer example.
);

createParser 函数第一个参数接收根文法表达式,第二个参数是词法解析器,我们将上面创建的 myLexer 传入。 parseTermAst 函数多带带提出来,目的是辅助生成语法树,一共 20 行代码:

const parseTermAst = (ast: any) =>
  ast[1]
    ? ast[1].reduce(
        (obj: any, next: any) =>
          next[0]
            ? {
                operator: next[0],
                left: obj || ast[0],
                right: next[1]
              }
            : {
                operator: next[1] && next[1].operator,
                left: obj || ast[0],
                right: next[1] && next[1].right
              },
        null
      )
    : ast[0];

这个函数是为了将语法树变得更规整,否则得到的 AST 解析将会是数组,而不是像 left right operator 这么有含义的对象。

PS:本文的 DEMO 没有考虑乘除高优先级问题。
3. 运行词法解析器

最后得到的 myParser 就是语法解析器了!直接执行就能拿到语法树结果!

const result = myParser("1 + 2 - (3 - 4 + 5) * 6 / 7");
console.log(result.ast)

我们打印出语法树,运行结果如下:

{
  "operator": "/",
  "left": {
    "operator": "-",
    "left": {
      "operator": "+",
      "left": "1",
      "right": "2"
    },
    "right": {
      "operator": "*",
      "left": {
        "operator": "+",
        "left": {
          "operator": "-",
          "left": "3",
          "right": "4"
        },
        "right": "5"
      },
      "right": "6"
    }
  },
  "right": "7"
}
4. 错误提示

不仅语法树,我们构造一个错误的输入试试!

const result = myParser("1 + 2 - (3 - 4 + 5) * 6 / ");
console.log(result.error)

这次我们打印错误信息:

{
  "suggestions": [
    {
      "type": "string",
      "value": "("
    },
    {
      "type": "special",
      "value": "word"
    }
  ],
  "token": {
    "type": "operator",
    "value": "/",
    "position": [
      24,
      25
    ]
  },
  "reason": "incomplete"
}

精准的提示了最后一个 / 位置不完整,建议是填写 ( 或者一个单词。这都是根据文法自动生成的建议,提示不多一个,不少一个!

5. 任意位置输入提示

最精髓的功能到了,这个语法解析器就是为了做自动提示,所以支持多传一个参数,告诉我当前你光标的位置:

const result = myParser("1 + 1", 5)
console.log(result.nextMatchings)

假设语句写到这里,我们光标位置定位到 5 的位置,也就是最后一个 1 后面,nextMatchings 属性会告诉我们后面的可能情况:

[
  {
    "type": "string",
    "value": "-"
  },
  {
    "type": "string",
    "value": "+"
  },
  {
    "type": "string",
    "value": "/"
  },
  {
    "type": "string",
    "value": "*"
  }
]
6. 结合业务,用在文本编辑器

笔者拿 monaco-editor 举例,利用上面的语法树解析,我们可以轻松完成下面的效果:

光标智能补全

错误提示

无论是智能补全,还是错误提示都是 100% 精准无误的(根据上面编写的文法表达式)。

相比普通的语法解析器在解析错误时直接抛出错误,syntax-parser 不仅提供语法树,还能根据文法智能提示光标位置的输入推荐,哪怕是输入错误的情况下,是不是解决了大家的痛点呢?如果觉得好用,欢迎给 syntax-parser 提 建议 或者 pr !

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