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六十行代碼完成 四則運算 語法解析器

劉永祥 / 1380人閱讀

摘要:生成語法解析器五個文法,行代碼搞定,表示四則運算的文法,可以參考此文。這些相互依賴的文法組成了一個文法鏈條,完整表達了四則運算的邏輯函數第一個參數接收根文法表達式,第二個參數是詞法解析器,我們將上面創建的傳入。

syntax-parser 是完全利用 JS 編寫的詞法解析+語法解析引擎,所以完全支持在瀏覽器、NodeJS 環境執行。

它可以幫助你快速生成 詞法解析器,亦或進一步生成 語法解析器,將字符串解析成語法樹,語法解析器還支持下一步智能提示功能,輸入光標位置,給出輸入推薦。

目前 syntax-parser 功能逐漸穩定,內核性能還在逐步優化中,我們會利用 syntax-parser 引擎的能力,完成一些令人驚喜的小 DEMO,如果與你的業務場景恰好契合,歡迎使用!

這次的 DEMO 是:利用 syntax-parser 快速完成四則運算語法解析器!

1. 生成詞法解析器

通過下面 20 行配置,生成一個能解析英文、數字、加減乘除、左右括號的詞法解析器,so easy!

import { createLexer } from "syntax-parser"

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

我們可以使用 myLexer 將字符串解析為一個個 Token:

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

不過這次的目的是生成語法樹,所以我們會把 myLexer 作為參數傳給語法解析器。

2. 生成語法解析器

五個文法,20 行代碼搞定,表示四則運算的文法,可以參考 此文。

利用 chain ,可以高效表示每一個文法表達式要匹配的字符串、表示匹配次數,還支持嵌入新的文法函數。這些相互依賴的文法組成了一個文法鏈條,完整表達了四則運算的邏輯:

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 函數第一個參數接收根文法表達式,第二個參數是詞法解析器,我們將上面創建的 myLexer 傳入。 parseTermAst 函數多帶帶提出來,目的是輔助生成語法樹,一共 20 行代碼:

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];

這個函數是為了將語法樹變得更規整,否則得到的 AST 解析將會是數組,而不是像 left right operator 這么有含義的對象。

PS:本文的 DEMO 沒有考慮乘除高優先級問題。
3. 運行詞法解析器

最后得到的 myParser 就是語法解析器了!直接執行就能拿到語法樹結果!

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

我們打印出語法樹,運行結果如下:

{
  "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. 錯誤提示

不僅語法樹,我們構造一個錯誤的輸入試試!

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

這次我們打印錯誤信息:

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

精準的提示了最后一個 / 位置不完整,建議是填寫 ( 或者一個單詞。這都是根據文法自動生成的建議,提示不多一個,不少一個!

5. 任意位置輸入提示

最精髓的功能到了,這個語法解析器就是為了做自動提示,所以支持多傳一個參數,告訴我當前你光標的位置:

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

假設語句寫到這里,我們光標位置定位到 5 的位置,也就是最后一個 1 后面,nextMatchings 屬性會告訴我們后面的可能情況:

[
  {
    "type": "string",
    "value": "-"
  },
  {
    "type": "string",
    "value": "+"
  },
  {
    "type": "string",
    "value": "/"
  },
  {
    "type": "string",
    "value": "*"
  }
]
6. 結合業務,用在文本編輯器

筆者拿 monaco-editor 舉例,利用上面的語法樹解析,我們可以輕松完成下面的效果:

光標智能補全

錯誤提示

無論是智能補全,還是錯誤提示都是 100% 精準無誤的(根據上面編寫的文法表達式)。

相比普通的語法解析器在解析錯誤時直接拋出錯誤,syntax-parser 不僅提供語法樹,還能根據文法智能提示光標位置的輸入推薦,哪怕是輸入錯誤的情況下,是不是解決了大家的痛點呢?如果覺得好用,歡迎給 syntax-parser 提 建議 或者 pr !

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