Генерация дерева разбора с помощью Java CUP - PullRequest
4 голосов
/ 17 мая 2011

Я использую CUP с JFlex для проверки синтаксиса выражения. У меня работает основная функциональность: я могу сказать, является ли выражение допустимым или нет.

Следующим шагом является реализация простых арифметических операций, таких как «добавить 1». Например, если мое выражение «1 + a», результат должен быть «2 + a». Мне нужен доступ к дереву разбора, чтобы сделать это, потому что простое определение числового термина не сделает этого: результат добавления 1 к "(1 + a) * b" должен быть "(1 + a) * b + 1" , а не "(2 + a) * b".

У кого-нибудь есть пример CUP, который генерирует дерево разбора? Я думаю, что смогу взять это оттуда.

В качестве дополнительного бонуса, есть ли способ получить список всех токенов в выражении, используя JFlex? Похоже на типичный вариант использования, но я не могу понять, как это сделать.

Редактировать: Найден многообещающий ключ к переполнению стека: Создание задачи абстрактного дерева из синтаксического анализатора

Обсуждение CUP и AST:

http://pages.cs.wisc.edu/~fischer/cs536.s08/lectures/Lecture16.4up.pdf

В частности, этот абзац:

Символ, возвращаемый анализатором, связан с началом грамматики. символ и содержит AST для всей исходной программы

Это не помогает. Как пройти по дереву с заданным экземпляром Symbol , если класс Symbol не имеет навигационных указателей на своих потомков? Другими словами, он не выглядит и не ведет себя как узел дерева:

package java_cup.runtime;
/**
 * Defines the Symbol class, which is used to represent all terminals
 * and nonterminals while parsing.  The lexer should pass CUP Symbols 
 * and CUP returns a Symbol.
 *
 * @version last updated: 7/3/96
 * @author  Frank Flannery
 */

/* ****************************************************************
  Class Symbol
  what the parser expects to receive from the lexer. 
  the token is identified as follows:
  sym:    the symbol type
  parse_state: the parse state.
  value:  is the lexical value of type Object
  left :  is the left position in the original input file
  right:  is the right position in the original input file
******************************************************************/

public class Symbol {

/*******************************
  Constructor for l,r values
 *******************************/

  public Symbol(int id, int l, int r, Object o) {
    this(id);
    left = l;
    right = r;
    value = o;
  }

/*******************************
  Constructor for no l,r values
********************************/

  public Symbol(int id, Object o) {
    this(id, -1, -1, o);
  }

/*****************************
  Constructor for no value
  ***************************/

  public Symbol(int id, int l, int r) {
    this(id, l, r, null);
  }

/***********************************
  Constructor for no value or l,r
***********************************/

  public Symbol(int sym_num) {
    this(sym_num, -1);
    left = -1;
    right = -1;
    value = null;
  }

/***********************************
  Constructor to give a start state
***********************************/
  Symbol(int sym_num, int state)
    {
      sym = sym_num;
      parse_state = state;
    }

/*. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*/

  /** The symbol number of the terminal or non terminal being represented */
  public int sym;

  /*. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*/

  /** The parse state to be recorded on the parse stack with this symbol.
   *  This field is for the convenience of the parser and shouldn't be 
   *  modified except by the parser. 
   */
  public int parse_state;
  /** This allows us to catch some errors caused by scanners recycling
   *  symbols.  For the use of the parser only. [CSA, 23-Jul-1999] */
  boolean used_by_parser = false;

/*******************************
  The data passed to parser
 *******************************/

  public int left, right;
  public Object value;

  /*****************************
    Printing this token out. (Override for pretty-print).
    ****************************/
  public String toString() { return "#"+sym; }
}

1 Ответ

8 голосов
/ 20 мая 2011

Хорошо, я понял.Но, к сожалению, я не могу опубликовать весь свой код здесь как есть.В любом случае, я постараюсь наметить решение и, если что-то неясно, задавайте вопросы.

JFlex использует свой собственный класс Symbol.Посмотрите здесь: JFlex.jar / java_cup.runtime / Symbol.class

Вы увидите добавленную пару конструкторов:

public Symbol(int id, Symbol left, Symbol right, Object o){
    this(id,left.left,right.right,o);
}
public Symbol(int id, Symbol left, Symbol right){
    this(id,left.left,right.right);
}

Ключ здесь Object o, который является значениемof Symbol.

Определите свой собственный класс для представления узла дерева AST, а другой - для представления токена лексера.Конечно, вы можете использовать один и тот же класс, но я обнаружил, что более понятно использовать разные классы для различия между ними.И JFlex, и CUP будут генерировать Java-код, и ваши токены и узлы легко перепутать.

Затем в вашем parser.flex, в разделах лексических правил, вы захотите сделать что-то подобноедля каждого токена:

{float_lit}        { return symbol(sym.NUMBER, createToken(yytext(), yycolumn)); }

Сделайте это для всех своих токенов.Ваш createToken может выглядеть примерно так:

%{
    private LexerToken createToken(String val, int start) {
        LexerToken tk = new LexerToken(val, start);
        addToken(tk);
        return tk;
    }
}%

Теперь давайте перейдем к parser.cup.Объявите все ваши терминалы типа LexerToken и все ваши нетерминалы типа Node.Вы хотите прочитать руководство CUP, но для быстрого освежения терминалом будет все, что распознается лексером (например, числа, переменные, операторы), а нетерминалом будут части вашей грамматики (например, выражение, коэффициент, термин ...).

Наконец, все это объединяется в определении грамматики.Рассмотрим следующий пример:

   factor    ::= factor:f TIMES:times term:t
                 {: RESULT = new Node(times.val, f, t, times.start); :}
                 |
                 factor:f DIVIDE:div term:t
                 {: RESULT = new Node(div.val, f, t, div.start); :}
                 |
                 term:t
                 {: RESULT = t; :}
                 ;

Синтаксис factor:f означает, что вы называете значение коэффициента равным f, и вы можете обратиться к нему в следующем разделе {: ... :}.Помните, что наши терминалы имеют значения типа LexerToken, а наши нетерминалы имеют значения Node s.

Ваш термин в выражении может иметь следующее определение:

   term  ::= LPAREN expr:e RPAREN
         {: RESULT = new Node(e.val, e.start); :}
         |
         NUMBER:n
         {: RESULT = new Node(n.val, n.start); :}
         ;

Когда вы успешно сгенерируете код синтаксического анализатора, вы увидите в вашем файле parser.java ту часть, где установлены отношения родитель-потомок между узлами:

  case 16: // term ::= UFUN LPAREN expr RPAREN 
    {
      Node RESULT =null;
    int ufleft = ((java_cup.runtime.Symbol)CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-3)).left;
    int ufright = ((java_cup.runtime.Symbol)CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-3)).right;
    LexerToken uf = (LexerToken)((java_cup.runtime.Symbol) CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-3)).value;
    int eleft = ((java_cup.runtime.Symbol)CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-1)).left;
    int eright = ((java_cup.runtime.Symbol)CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-1)).right;
    Node e = (Node)((java_cup.runtime.Symbol) CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-1)).value;
     RESULT = new Node(uf.val, e, null, uf.start); 
      CUP$parser$result = parser.getSymbolFactory().newSymbol("term",0, ((java_cup.runtime.Symbol)CUP$parser$stack.elementAt(CUP$parser$top-3)), ((java_cup.runtime.Symbol)CUP$parser$stack.peek()), RESULT);
    }
  return CUP$parser$result;

Я сожалею, что не могу опубликовать полный пример кода,но, надеюсь, это сэкономит кому-то несколько часов проб и ошибок.Не иметь полного кода также хорошо, потому что он не сделает все эти домашние задания CS бесполезными.

В качестве доказательства жизни приведу симпатичную распечатку моего образца AST.

Входное выражение:

T21 + 1A / log(max(F1004036, min(a1, a2))) * MIN(1B, 434) -LOG(xyz) - -3.5+10 -.1 + .3 * (1)

Результирующий AST:

|--[+]
   |--[-]
   |  |--[+]
   |  |  |--[-]
   |  |  |  |--[-]
   |  |  |  |  |--[+]
   |  |  |  |  |  |--[T21]
   |  |  |  |  |  |--[*]
   |  |  |  |  |     |--[/]
   |  |  |  |  |     |  |--[1A]
   |  |  |  |  |     |  |--[LOG]
   |  |  |  |  |     |     |--[MAX]
   |  |  |  |  |     |        |--[F1004036]
   |  |  |  |  |     |        |--[MIN]
   |  |  |  |  |     |           |--[A1]
   |  |  |  |  |     |           |--[A2]
   |  |  |  |  |     |--[MIN]
   |  |  |  |  |        |--[1B]
   |  |  |  |  |        |--[434]
   |  |  |  |  |--[LOG]
   |  |  |  |     |--[XYZ]
   |  |  |  |--[-]
   |  |  |     |--[3.5]
   |  |  |--[10]
   |  |--[.1]
   |--[*]
      |--[.3]
      |--[1]
...