Question

我正在开发一个项目，该项目涉及在一小部分Java中优化某些构造，在BNF中形式化。

如果我在Java中这样做，我会使用构建AST的JTB和JavaCC的组合。然后访客用于操纵树。但是，考虑到在Haskell中解析庞大的库（parsec，happy，alex等），我在选择合适的库时有点困惑。

所以，简单地说，当在BNF中指定一种语言时，哪个库提供了构建AST的最简单方法？在惯用的Haskell中修改这个树的最佳方法是什么？

Answer 1

在Haskell中有两种主要的解析方法，解析组合器或解析器生成器。既然你已经有了BNF，我建议使用后者。

好的是alex。 GHC的解析器IIRC是用这个编写的，所以你会很好地合作。

接下来，您将有一大堆数据声明要解析为：

data JavaClass = {
    className :: Name,
    interfaces :: [Name],
    contents :: [ClassContents],
    ...
 }
  data ClassContents = M Method
                     | F Field
                     | IC InnerClass

以及表达式和其他任何你需要的东西。最后，你将把它们组合成像

这样的东西

data TopLevel = JC JavaClass
              | WhateverOtherForms
              | YouWillParse

一旦你有了这个，你将整个AST表示为一个TopLevel或它们的列表，具体取决于你解析的类/文件的数量。

从这里开始取决于你想做什么。有许多库，例如syb（废弃样板），可以让您编写非常简洁的树遍历和修改。 lens也是一种选择。至少请查看Data.Traversable和Data.Foldable。

要修改树，您可以执行简单的操作

ignoreInnerClasses :: JavaClass -> JavaClass
ignoreInnerContents c = c{contents = filter isClass $ contents c}
 --                           ^^^ that is called a record update
    where isClass (IC _) = True
          isClass _      = False

然后您可能会使用syb之类的东西来编写

 everywhere (mkT ignoreInnerClass) toplevel

将遍历所有内容并将ignoreInnerClass应用于所有JavaClasses。这可以在lens和许多其他库中执行，但syb非常容易阅读。

Answer 2

Alex + Happy。

有许多方法可以修改/调查解析的术语（AST）。要搜索的关键字是“datatype-generic”编程。但要注意：这是一个复杂的话题......

http://people.cs.uu.nl/andres/Rec/MutualRec.pdf

http://www.cs.uu.nl/wiki/GenericProgramming/Multirec

它有一个拉链的通用实现：

http://hackage.haskell.org/packages/archive/zipper/0.3/doc/html/Generics-MultiRec-Zipper.html

同时结帐https://github.com/pascalh/Astview

Answer 3

我从未使用bnfc-meta（由@phg建议），但强烈建议您查看BNFC（关于hackage：http://hackage.haskell.org/package/BNFC）。基本方法是用带注释的BNF样式编写语法，它会自动为语法生成AST，解析器和漂亮的打印机。

BNFC的合适程度取决于语法的复杂程度。如果它不是没有上下文的，那么你可能很难取得任何进展（我确实成功地破解了上下文敏感的扩展，但是这些代码现在可能有点烂了）。另一个缺点是你的AST将直接反映语法规范。但由于您已经有了BNF规范，因此为BNFC添加必要的注释应该相当简单，因此它可能是获得可用AST的最快方法。即使您决定采用不同的路线，也可以将生成的数据类型作为手写版本的起点。

Answer 4

您也可以查看Haskell编译器系列，它很好地介绍了使用alex并且很乐意解析Java的一个子集：http://bjbell.wordpress.com/haskell-compiler-series/。

Answer 5

由于您的语法可以用BNF表示，因此它在使用shift-reduce解析器（LALR语法）有效解析的语法类中。这种有效的解析器可以由解析器生成器yacc / bison（C，C ++）或其Haskell等效的“Happy”生成。

这就是为什么我会在你的情况下使用“快乐”。它采用BNF形式的语法规则，并直接从中生成解析器。生成的解析器将接受语法规则描述的语言并生成AST（抽象语法树）。快乐的用户指南非常好，让您快速入门： http://www.haskell.org/happy/doc/html/

要转换生成的AST，通用编程是一个好主意。以下是从头开始以实用的方式在Haskell中执行此操作的经典解释： http://research.microsoft.com/en-us/um/people/simonpj/papers/hmap/

我已经用它来构建一个针对小型域特定语言的编译器，这是一个简单而简洁的解决方案。

如何从Haskell中的语法规范构建抽象语法树？

5 个答案: