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@programanic(プログラマニック)

構文解析ツール『Lex&Yacc』の簡易版をアプリに埋め込む

Last updated at Posted at 2016-08-16

　
構文解析ツールといえば　Lex&Yacc　が有名だ。(参考:-日-Lex,Yacc|-英-Lex&Yacc,Lex&Yacc Tutorial)

その構文ルール記述は大変シンプル。(例)

変更適用箇所が機能毎にファイル別に集約していているのでメンテナンスも簡単だ。

だがルール変更の度に動的にソースを生成してコンパイルする、という少し面倒な手順がある。

また汎用に作られているため割と複雑で、理解するのは結構大変だ。

…

…

『良い部分だけ使って、もっとシンプルな形にできないか？』

『さらにホワイトボックスとして運用ができないか？』

…

…

そこでこの休みの間にちょっと知恵を絞ってみた。

以下、GithubアドレスとReadmeからの転載。

Github

動機と目的

lex & yaccの構文ルール記述は簡潔で分かり易い。そのルール記述をアプリ作成に導入したい。

lex & yaccは汎用向けで作成されたため内部構造が複雑で分かり辛い。

lex & yaccの特徴にソースの動的生成があり、実装が面倒である。

内部構造を単純化してホワイトボックスとして運用できるようにする。

ただし、単純化のための制限が実用レベルを落とさないように努める。

構文ルールをオリジナル同様に記述できる。

他環境への移植も考慮する。

概要

終端記号分解部分 (Lex)は、.lexファイルに当たるものはなく、ソースコードによる直実装。 y/lex.cs にて行う。(絞ってバッサリ！)

構文ルールは、y/syntax/ydef.csに定義。(本命！)

解釈の流れはProgram.csを参照。

解釈後の実行用クラスは runtimeフォルダに集約。

エラーとログ出力はsys.csに集約。

ソース


Program.cs       -- 第一引数のスクリプトファイルを解釈実行
sys.cs           -- エラー、ログ出力提供（移植用）

y/yengine.cs     -- ユーザに機能を提供
y/lex.cs         -- 終端記号分解を提供
y/yanalyzer.cs   -- 構文ルール解析を提供
y/ycode.cs       -- 構文ルールで使用するAPI提供
y/ydef_api.cs    -- 解析と利用時のAPI提供
y/syntax/ydef.cs -- 構文ルール記述（.yファイル相当）

runtime/preprocessfunc.cs  -- スクリプトのプリプロセス時の関数実行用
runtime/mainprocessfunc.cs -- スクリプトのメインプロセス時の関数実行用
runtime/funcutil.cs        -- 関数実行時の汎用関数提供

data/*.txt       -- テストファイル

実行確認

例） data/test05.txtを第一引数にして実行。

data/test05.txt
//
// TEST 05
//

Screen "hoge" 
Layer  "main" MC 

#if DATE("2016/8/13") 

    #set @A "AAA" 

#elif DATE("2016/8/14") 

    #set @A "BBB" 

#elif DATEBETWEEN("2016/8/15","2016/8/16")

    #set @A "CCC" 

#elif DATEAFTER("2016/8/17")  

    #set @A "DDD" 

#endif

display @A     (0,0)                { DELAY_ON(5); }
display "EFFECT_1" ("OKBUTTON",0,0) { HIDE();  On_button(); }

以下、実行結果

*lex_output　※ソースをlexで字句分解の結果 [xx]で一要素を示す。 要素内のリストはネストで表示。[xx:0[a]1[b]...]

[STR>`SCREEN`][QSTR>`"hoge"`][EOL>]
[STR>`LAYER`][QSTR>`"main"`][STR>`MC`][EOL>]
[PRE>`#IF`][STR>`DATE`][SYM>`(`][QSTR>`"2016/8/13"`][SYM>`)`][EOL>]
[PRE>`#SET`][VAR>`@A`][QSTR>`"AAA"`][EOL>]
[PRE>`#ELIF`][STR>`DATE`][SYM>`(`][QSTR>`"2016/8/14"`][SYM>`)`][EOL>]
[PRE>`#SET`][VAR>`@A`][QSTR>`"BBB"`][EOL>]
[PRE>`#ELIF`][STR>`DATEBETWEEN`][SYM>`(`][QSTR>`"2016/8/15"`][SYM>`,`][QSTR>`"2016/8/16"`][SYM>`)`][EOL>]
[PRE>`#SET`][VAR>`@A`][QSTR>`"CCC"`][EOL>]
[PRE>`#ELIF`][STR>`DATEAFTER`][SYM>`(`][QSTR>`"2016/8/17"`][SYM>`)`][EOL>]
[PRE>`#SET`][VAR>`@A`][QSTR>`"DDD"`][EOL>]
[PRE>`#ENDIF`][EOL>]
[STR>`DISPLAY`][VAR>`@A`][SYM>`(`][NUM>`0`][SYM>`,`][NUM>`0`][SYM>`)`][SYM>`{`][STR>`DELAY_ON`][SYM>`(`][NUM>`5`][SYM>`)`][SYM>`;`][SYM>`}`][EOL>]
[STR>`DISPLAY`][QSTR>`"EFFECT_1"`][SYM>`(`][QSTR>`"OKBUTTON"`][SYM>`,`][NUM>`0`][SYM>`,`][NUM>`0`][SYM>`)`][SYM>`{`][STR>`HIDE`][SYM>`(`][SYM>`)`][SYM>`;`][STR>`ON_BUTTON`][SYM>`(`][SYM>`)`][SYM>`;`][SYM>`}`][EOL>]


*first_interpreted ※第一回構文解析  ほとんどがsx_sentenceに集約。ただし、@AがあるDISPLAYのみ集約されていない。

[sx_sentence>0[sx_screen_sentence>0[STR>`SCREEN`]1[sx_param>0[QSTR>`"hoge"`]]]]
[sx_sentence>0[sx_layer_sentence>0[STR>`LAYER`]1[sx_param>0[QSTR>`"main"`]]2[STR>`MC`]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pif_sentence>0[PRE>`#IF`]1[sx_function>0[STR>`DATE`]1[sx_param>0[QSTR>`"2016/8/13"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pset_sentence>0[PRE>`#SET`]1[VAR>`@A`]2[REST>0[sx_param>0[QSTR>`"AAA"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pelif_sentence>0[PRE>`#ELIF`]1[sx_function>0[STR>`DATE`]1[sx_param>0[QSTR>`"2016/8/14"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pset_sentence>0[PRE>`#SET`]1[VAR>`@A`]2[REST>0[sx_param>0[QSTR>`"BBB"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pelif_sentence>0[PRE>`#ELIF`]1[sx_function>0[STR>`DATEBETWEEN`]1[sx_param_list>0[sx_param>0[QSTR>`"2016/8/15"`]]1[sx_param>0[QSTR>`"2016/8/16"`]]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pset_sentence>0[PRE>`#SET`]1[VAR>`@A`]2[REST>0[sx_param>0[QSTR>`"CCC"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pelif_sentence>0[PRE>`#ELIF`]1[sx_function>0[STR>`DATEAFTER`]1[sx_param>0[QSTR>`"2016/8/17"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pset_sentence>0[PRE>`#SET`]1[VAR>`@A`]2[REST>0[sx_param>0[QSTR>`"DDD"`]]]]]
[sx_prepro_setence>0[sx_pendif_sentence>0[PRE>`#ENDIF`]]]
[STR>`DISPLAY`][VAR>`@A`][sx_pos>0[NUM>`0`]1[NUM>`0`]][sx_option_phrase>0[sx_function>0[STR>`DELAY_ON`]1[sx_param>0[NUM>`5`]]]][EOL>]
[sx_sentence>0[sx_display_sentence>0[STR>`DISPLAY`]1[sx_param>0[QSTR>`"EFFECT_1"`]]2[sx_pos>0[QSTR>`"OKBUTTON"`]1[NUM>`0`]2[NUM>`0`]]3[sx_option_phrase>0[sx_function_list>0[sx_function>0[STR>`HIDE`]]1[sx_function>0[STR>`ON_BUTTON`]]]]]]

skip

*preprocessed　　※プリプロセス実行結果 @Aが変更されている。

[sx_sentence>0[sx_screen_sentence>0[STR>`SCREEN`]1[sx_param>0[QSTR>`"hoge"`]]]]
[sx_sentence>0[sx_layer_sentence>0[STR>`LAYER`]1[sx_param>0[QSTR>`"main"`]]2[STR>`MC`]]]
[STR>`DISPLAY`][sx_param>0[QSTR>`"CCC"`]][sx_pos>0[NUM>`0`]1[NUM>`0`]][sx_option_phrase>0[sx_function>0[STR>`DELAY_ON`]1[sx_param>0[NUM>`5`]]]][EOL>]
[sx_sentence>0[sx_display_sentence>0[STR>`DISPLAY`]1[sx_param>0[QSTR>`"EFFECT_1"`]]2[sx_pos>0[QSTR>`"OKBUTTON"`]1[NUM>`0`]2[NUM>`0`]]3[sx_option_phrase>0[sx_function_list>0[sx_function>0[STR>`HIDE`]]1[sx_function>0[STR>`ON_BUTTON`]]]]]]

*executable_value_list　※第２回解析結果。すべての行がsx_sentenceに集約。

[sx_sentence>0[sx_screen_sentence>0[STR>`SCREEN`]1[sx_param>0[QSTR>`"hoge"`]]]]
[sx_sentence>0[sx_layer_sentence>0[STR>`LAYER`]1[sx_param>0[QSTR>`"main"`]]2[STR>`MC`]]]
[sx_sentence>0[sx_display_sentence>0[STR>`DISPLAY`]1[sx_param>0[QSTR>`"CCC"`]]2[sx_pos>0[NUM>`0`]1[NUM>`0`]]3[sx_option_phrase>0[sx_function>0[STR>`DELAY_ON`]1[sx_param>0[NUM>`5`]]]]]]
[sx_sentence>0[sx_display_sentence>0[STR>`DISPLAY`]1[sx_param>0[QSTR>`"EFFECT_1"`]]2[sx_pos>0[QSTR>`"OKBUTTON"`]1[NUM>`0`]2[NUM>`0`]]3[sx_option_phrase>0[sx_function_list>0[sx_function>0[STR>`HIDE`]]1[sx_function>0[STR>`ON_BUTTON`]]]]]]


*Execute!　※スクリプト実行  解釈後に実行。

Exec Screen Sentence
Exec Layer Sentence
Exec Display Sentence
Exec Display Sentence

ライセンスと免責

　
商用も含め、自由に利用可。コピーライト表記不要。

但し、本ソースによる如何なるトラブル・損害等について一切責任を問わないものとする。

補足

１．スクリプトについて

データスクリプトを想定。
行単位での解釈を行う。
プリプロセスを持つ。
ダブルクォーテーションで囲まれた文字列は別として、文字は大文字として扱われる。
数値はdouble値のみ。

[命令]

Screen  --- 表示スクリーン指定   Format: SCREEN  "スクリーン名" [{オプション}]
Layer   --- 表示レイヤ指定       Format: LAYER   "レイヤ名" アンカー 
Display --- 表示物指定           Format: DISPLAY "表示物名" 座標 [{オプション}]

#if|#elif|#else|#endif|#set --- プリプロス用。実際の実行より先に解釈される。変数 @hogeが置き換わる。

オプション : { hoge(); [hohe();...] } 
アンカー   : 2文字 TL(top left) MC(Middle Center) ...
座標       : (x,y)|(x,y,z)|("ボタン名",x,y)|("ボタン名",x,y,z)

２．構文ルールについて

y/syntax/ydef.csの構文ルールは以下の通り。

public object[] sx_hoge = new object[]{ 

                                 "sx_hoge",   ――― 格納するルールデータと同じものを指定。
                                 NNNN,        ――― 優先順位を指定します。1000以上。数値が大きい方が優先度(結合度)が高。
                                 "HOGE", "(", QSTR ,")"    ――― ルールを指定。(*1)
                                 __MAKE__,                 ――― 作成ＡＰＩが次に来ることを示すマーク。
                                 YCODE.DO_NEW,             ――― ＡＰＩ指定  YCODE.DO_NEW か YCODE.DO_ADDを指定
                                                                YCODE.DO_NEW ――― 新規のVALUEを作成。引数データをリスト化。
                                                                YCODE.DO_ADD ――― 既存のVALUEに引数データを追加。
                                 0,2,                      ――― ＡＰＩの引数を指定します。(*1)での実際値を引数化。
                                                                例の場合、"HOGE"と"QSTR"が入る

                                 __OR__,                   ――― 別ルールが次に来ることを示すマーク

                                 "HOGE", "(", QSTR, "," , QSTR, ")" ――― ルール２
                                 __MAKE__,
                                 YCODE.DO_NEW,
                                 0,2,4

                          };

３．構文解釈について

スクリプトの冒頭から構文ルールを優先順に総当たりで解析。一方向のみの単純な解析のみ。

構文ルールに合致すると指定の生成API(YCODE.DO_NEWまたはYCODE.DO_ADD)を実行。

※Yaccのサンプルではよく解釈後即実行のコードを指定される。しかし、プリプロセスの関係で複数回解釈することを本ツールが前提としているため、解釈結果の生成のみを行っている。また、この事は解釈部分と実行コードを分けて書けることから利便性を上げる効果がある。

詳細は y/yanalizer.csを参照

４．VALUEについて

VALUEは解析結果の１要素。

public class VALUE
    {
        public double n;    //終端記号時に数値を格納
        public string s;    //終端記号時に文字列を格納
        public object o;    //終端記号時の要素（数値｜文字列）を格納

        public int type;    //終端記号・非終端記号のタイプを格納
        public List<VALUE> list; //非終末記号時に子要素を格納　YCODE.DO_NEW|DO_ADD時に引数を格納。
          :
          :
    }
        ※解析結果は、VALUEの集合体となる。

５．ルール変数で非終端記号の値（type）やルール名を取得する

非終端記号の値（type）やルール名の利便を計るため、ルール変数(YDEF.sx_xxxx)にて取得できるようにした。
ルール変数はインテリセンスの恩恵があるため、その利便性を優先した。

課題

スクリプト実行時の便利関数の充実。

計算式、関数の導入

以上

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