介绍C#ParsingLibrary

C# Parsing Library 是一个LL解析器产生框架，可以在C#中模拟ENBF文法定义。设计思路来自于Boost.Spirit，一个C++解析器框架。

一）C# Parsing Library：Parser 基本概念

a) 文法定义举例：P ::= a b C#用法：P = a + b 序列

b) 文法定义举例：P ::= a | b C#用法：P = a | b 选择

c) 文法定义举例：P ::= a * C#用法：P = a.Star 0..n次匹配

d) 文法定义举例：P ::= a + C#用法：P = a.Plus 1..n次匹配

e) 文法定义举例：P ::= a ? C#用法：P = a.Opt 0..1次匹配

P为Parser类型，是解析器的抽象基类，它定义了一个抽象的Parse方法：

 
 
 
  
  
  bool Parse(Scanner scanner);

Scanner类主要存储一个字符串输入，及一个光标位置，光标随着解析的进行向前移动。

例子：一个整数解析器, 定义为一个可选的符号后面跟若干数字：

 
 
 
  
  
  Parser signed = (Parser.Lit('+') | '-').Opt; 
  
  
  Parser p = (signed + Parser.DigitChar.Plus).Lexeme; 
  
  
  bool success = p.Parse(new Scanner("-123"));

其中，Lit表示常量，Lexeme表示为词法分析，即不忽略空格。

二）C# Parsing Library：ParserRef

一个常用的四则运算表达式文法：

 
 
 
  
  
  group      ::= '(' expression ')'
  
  
  factor     ::= integer | group 
  
  
  term       ::= factor (('*' factor) | ('/' factor))* 
  
  
  expression ::= term (('+' term) | ('-' term))*

用下面的方法是错误的：

 
 
 
  
  
  Parser group; //  Parser 是抽象类，无法 new 
  
  
  Parser factor; 
  
  
  factor = Parser.Int | group; // 错误! group没有初始化!

但是使用ParserRef 就可以了：

 
 
 
  
  
  ParserRef group = new ParserRef(); 
  
  
  ParserRef factor = new ParserRef(); 
  
  
  factor.Parser = Parser.Int | group;

完整的定义如下：

 
 
 
  
  
  ParserRef group = new ParserRef(); 
  
  
  ParserRef factor = new ParserRef(); 
  
  
  ParserRef term = new ParserRef(); 
  
  
  ParserRef expression = new ParserRef(); 
  
  
  
  
  
  
  
  
  group.Parser = '(' + expression + ')'; 
  
  
  
  
  
  factor.Parser = Parser.Int 
  
  
                | group; 
  
  
  
  
  
  term.Parser     = factor +  
  
  
                    ( ('*' + factor) 
  
  
                    | ('/' + factor) 
  
  
                    ).Star; 
  
  
  
  
  
  expression.Parser = term +  
  
  
                      ( ('+' + term) 
  
  
                      | ('-' + term) 
  
  
                      ).Star;

三）C# Parsing Library：Rule和语义支持

和 spirit一样，通过对[]的重载，实现对语义的支持。一般的parser的Action类型为Action< string>, 即 void Action(string s)。s为该parser匹配的内容。如果要支持上下文，就要使用Rule了. Rule带有一个模板参数T，表示属性类型。Action类型为Func< T,T,T> 即 T Action(T lhs, T rhs)。对于以下的简单规则：

 
 
 
  
  
  LeftRule := RightRule [ Action(lhs, rhs) ]

其语义为：LeftRule.Attribute = Action(LeftRule.Attribute, RightRule.Attribute).

上面的四则运算示例可修改如下:

 
 
 
  
  
  Grammar< int> grammar  = new Grammar< int>(); 
  
  
  Rule< int> group = new Rule< int>(grammar); 
  
  
  Rule< int> factor = new Rule< int>(grammar); 
  
  
  Rule< int> term = new Rule< int>(grammar); 
  
  
  Rule< int> expression  = new Rule< int>(grammar); 
  
  
  Rule< int> start = new Rule< int>(grammar); 
  
  
  grammar.Start = start; 
  
  
  
  
  
  group.Parser = '(' + expression [ (lhs, rhs) => rhs ] + ')'; 
  
  
  
  
  
  factor.Parser = Parser.IntValue [ v => grammar.Ret(v) ]  // (#1) 
  
  
                | group [ (lhs, rhs) => rhs ]; 
  
  
  
  
  
  term.Parser = factor [ (lhs, rhs) => rhs ] +  
  
  
                ( ('*' + factor [ (lhs, rhs) => lhs * rhs ]) 
  
  
                | ('/' + factor [ (lhs, rhs) => lhs / rhs ]) 
  
  
                ).Star; 
  
  
  
  
  
  expression.Parser = term [ (lhs, rhs) => rhs ] +  
  
  
                      ( ('+' + term [ (lhs, rhs) => lhs + rhs ]) 
  
  
                      | ('-' + term [ (lhs, rhs) => lhs - rhs ]) 
  
  
                      ).Star; 
  
  
  
  
  
  
  
  
  start.Parser = expression [ (lhs, rhs) => rhs ] + Parser.End; 
  
  
  
  
  
  
  
  
  int result; 
  
  
  bool success = grammar.Parse("10 + 20 + 30 * (40 + 50)", out result); 
  
  
  if (success) Console.WriteLine(result);

说明：

对于一般的Parser，语义动作中并不能有返回值，因为它不知道属性的确切类型，要支持属性，必须使用 Grammar.Ret().

在我自己实现以前，大致搜了一下，在CodeProject上有一个类似的实现，也是模仿Boost.Spirit,不过它的语义处理采用C#的事件机制，用起来极不方便。这个项目我刚刚把它发布在google code 上面，项目主页：http://code.google.com/p/csparsing/。当然它还远远不够成熟。

标题名称：介绍C#ParsingLibrary
标题URL：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news24/352524.html

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