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scala代码学习构建计算器,第2 一部分(代码学习第九天)

2012-10-25 
scala代码学习构建计算器,第2 部分(代码学习第九天)回忆一下我们的英雄所处的困境:在试图创建一个 DSL(这

scala代码学习构建计算器,第2 部分(代码学习第九天)
回忆一下我们的英雄所处的困境:在试图创建一个 DSL(这里只不过是一种非常简单的计算器语言)时,他创建了包含可用于该语言的各种选项的树结构:

?二进制加/减/乘/除运算符
?一元反运算符
?数值
它背后的执行引擎知道如何执行那些操作,它甚至有一个显式的优化步骤,以减少获得结果所需的计算。

最后的 代码 是这样的:


清单 1. 计算器 DSL:AST 和解释器





BNF 实际上被一些解析器组合子语法元素替换:空格被替换为 ~ 方法(表明一个序列),重复被替换为 rep 方法,而选择则仍然用 | 方法来表示。文字字符串是标准的文字字符串。

从两个方面可以看到这种方法的强大之处。首先,该解析器扩展 Scala 提供的 JavaTokenParsers 基类(后者本身又继承其他基类,如果我们想要一种与 Java 语言的语法概念不那么严格对齐的语言的话),其次,使用 floatingPointNumber 预设的组合子来处理解析一个浮点数的细节。

这种特定的(一个中缀计算器的)语法很容易使用(这也是在那么多演示稿和文章中看到它的原因),为它手工构建一个解析器也不困难,因为 BNF 语法与构建解析器的代码之间的紧密关系使我们可以更快、更容易地构建解析器。

解析器组合子概念入门

为了理解其中的原理,我们必须简要了解解析器组合子的实现。实际上,每个 “解析器” 都是一个函数或一个 case 类,它接收某种输入,并产生一个 “解析器”。例如,在最底层,解析器组合子位于一些简单的解析器之上,这些解析器以某种输入读取元素(一个 Reader)作为输入,并生成某种可以提供更高级的语义的东西(一个 Parser):


清单 6. 一个基本的解析器




成功了!真的吗?

对不起,还没有成功。运行测试表明,解析器的结果仍不是我前面创建的 AST 类型(expr 和它的亲属),而是由 List 和 String 等组成的一种形式。虽然可以将这些结果解析成 expr 实例并对其进行解释,但是肯定还有另外一种方法。

确实有另外一种方法。为了理解这种方法的工作原理,您将需要研究一下解析器组合子是如何产生非 “标准” 的元素的(即不是 String 和 List)。用适当的术语来说就是解析器如何才能产生一个定制的元素(在这里,就是 AST 对象)。这个主题下一次再讨论。

在下一期中,我将和您一起探讨解析器组合子实现的基础,并展示如何将文本片段解析成一个 AST,以便进行求值(然后进行编译)。

关于本系列Ted Neward 将和您一起深入探讨 Scala 编程语言。在这个 developerWorks 系列 中,您将深入了解 Sacla,并在实践中看到 Scala 的语言功能。进行相关比较时,Scala 代码和 Java? 代码将放在一起展示,但是(您将发现)Scala 与 Java 中的许多东西都没有直接的联系,这正是 Scala 的魅力所在!如果用 Java 代码就能够实现的话,又何必再学习 Scala 呢?


显然,我们还没有结束(解析工作还没有完成),但是现在有了基本的解析器语义,接下来只需通过扩展解析器产生元素来生成 AST 元素。

对于那些想领先一步的读者,可以查看 ScalaDocs 中描述的 ^^ 方法,或者阅读 Programming in Scala 中关于解析器组合子的小节;但是,在此提醒一下,这门语言比这些参考资料中给出的例子要复杂一些。

当然,您可以只与 String 和 List 打交道,而忽略 AST 部分,拆开返回的 String 和 List,并重新将它们解析成 AST 元素。但是,解析器组合子库已经包含很多这样的内容,没有必要再重复一遍。

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