Boost::spirit как разобрать и вызвать C++ функциональные выражения
Я хочу использовать повышение духа, чтобы разобрать выражение, как
function1(arg1, arg2, function2(arg1, arg2, arg3), function3(arg1,arg2))
и вызвать соответствующие функции C++. Какой должна быть грамматика для разбора выражения выше и вызова соответствующей функции C++ с помощью phoneix::bind()?
У меня есть 2 типа функций для вызова
1) строковые функции;
wstring GetSubString (wstring stringToCut, позиция int, длина int); wstring GetStringToken(wstring stringToTokenize, разделители wstring, int tokenNumber);
2) Функции, которые возвращают целое число;
int GetCount ();
int GetId (wstring srcId, wstring srcType);
2 ответа
Решение
Второй ответ (более прагматичный)
Вот второй дубль для сравнения:
На тот случай, если вы действительно не хотите анализировать представление абстрактного синтаксического дерева, а просто оценивать функции на ходу во время синтаксического анализа, вы можете упростить грамматику.
Он входит в 92 строки, в отличие от 209 строк в первом ответе. Это действительно зависит от того, что вы реализуете, какой подход является более подходящим.
Этот более короткий подход имеет некоторые недостатки:
- менее гибкий (не пригодный для повторного использования)
- менее надежный (если у функций есть побочные эффекты, они произойдут, даже если синтаксический анализ завершится неудачей на полпути)
- менее расширяемый (поддерживаемые функции встроены в грамматику1)
Полный код:
//#define BOOST_SPIRIT_DEBUG
#define BOOST_SPIRIT_USE_PHOENIX_V3
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <boost/spirit/include/phoenix.hpp>
#include <boost/phoenix/function.hpp>
namespace qi = boost::spirit::qi;
namespace phx = boost::phoenix;
typedef boost::variant<int, std::string> value;
//////////////////////////////////////////////////
// Demo functions:
value AnswerToLTUAE() {
return 42;
}
value ReverseString(value const& input) {
auto& as_string = boost::get<std::string>(input);
return std::string(as_string.rbegin(), as_string.rend());
}
value Concatenate(value const& a, value const& b) {
std::ostringstream oss;
oss << a << b;
return oss.str();
}
BOOST_PHOENIX_ADAPT_FUNCTION_NULLARY(value, AnswerToLTUAE_, AnswerToLTUAE)
BOOST_PHOENIX_ADAPT_FUNCTION(value, ReverseString_, ReverseString, 1)
BOOST_PHOENIX_ADAPT_FUNCTION(value, Concatenate_, Concatenate, 2)
//////////////////////////////////////////////////
// Parser grammar
template <typename It, typename Skipper = qi::space_type>
struct parser : qi::grammar<It, value(), Skipper>
{
parser() : parser::base_type(expr_)
{
using namespace qi;
function_call_ =
(lit("AnswerToLTUAE") > '(' > ')')
[ _val = AnswerToLTUAE_() ]
| (lit("ReverseString") > '(' > expr_ > ')')
[ _val = ReverseString_(_1) ]
| (lit("Concatenate") > '(' > expr_ > ',' > expr_ > ')')
[ _val = Concatenate_(_1, _2) ]
;
string_ = as_string [
lexeme [ "'" >> *~char_("'") >> "'" ]
];
value_ = int_ | string_;
expr_ = function_call_ | value_;
on_error<fail> ( expr_, std::cout
<< phx::val("Error! Expecting ") << _4 << phx::val(" here: \"")
<< phx::construct<std::string>(_3, _2) << phx::val("\"\n"));
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODES((expr_)(function_call_)(value_)(string_))
}
private:
qi::rule<It, value(), Skipper> value_, function_call_, expr_, string_;
};
int main()
{
for (const std::string input: std::vector<std::string> {
"-99",
"'string'",
"AnswerToLTUAE()",
"ReverseString('string')",
"Concatenate('string', 987)",
"Concatenate('The Answer Is ', AnswerToLTUAE())",
})
{
auto f(std::begin(input)), l(std::end(input));
const static parser<decltype(f)> p;
value direct_eval;
bool ok = qi::phrase_parse(f,l,p,qi::space,direct_eval);
if (!ok)
std::cout << "invalid input\n";
else
{
std::cout << "input:\t" << input << "\n";
std::cout << "eval:\t" << direct_eval << "\n\n";
}
if (f!=l) std::cout << "unparsed: '" << std::string(f,l) << "'\n";
}
}
Обратите внимание, что вместо использования BOOST_PHOENIX_ADAPT_FUNCTION* мы могли бы использовать напрямую boost::phoenix::bind,
Вывод все тот же:
input: -99
eval: -99
input: 'string'
eval: string
input: AnswerToLTUAE()
eval: 42
input: ReverseString('string')
eval: gnirts
input: Concatenate('string', 987)
eval: string987
input: Concatenate('The Answer Is ', AnswerToLTUAE())
eval: The Answer Is 42
1 Этот последний недостаток легко исправить, используя "трюк с Набиалеком"
Первый ответ (полный)
Я пошел и реализовал простую рекурсивную грамматику выражений для функций, имеющих до трех параметров:
for (const std::string input: std::vector<std::string> {
"-99",
"'string'",
"AnswerToLTUAE()",
"ReverseString('string')",
"Concatenate('string', 987)",
"Concatenate('The Answer Is ', AnswerToLTUAE())",
})
{
auto f(std::begin(input)), l(std::end(input));
const static parser<decltype(f)> p;
expr parsed_script;
bool ok = qi::phrase_parse(f,l,p,qi::space,parsed_script);
if (!ok)
std::cout << "invalid input\n";
else
{
const static generator<boost::spirit::ostream_iterator> g;
std::cout << "input:\t" << input << "\n";
std::cout << "tree:\t" << karma::format(g, parsed_script) << "\n";
std::cout << "eval:\t" << evaluate(parsed_script) << "\n";
}
if (f!=l) std::cout << "unparsed: '" << std::string(f,l) << "'\n";
}
Какие отпечатки:
input: -99
tree: -99
eval: -99
input: 'string'
tree: 'string'
eval: string
input: AnswerToLTUAE()
tree: nullary_function_call()
eval: 42
input: ReverseString('string')
tree: unary_function_call('string')
eval: gnirts
input: Concatenate('string', 987)
tree: binary_function_call('string',987)
eval: string987
input: Concatenate('The Answer Is ', AnswerToLTUAE())
tree: binary_function_call('The Answer Is ',nullary_function_call())
eval: The Answer Is 42
Некоторые заметки:
- Я отделил разбор от исполнения (что всегда хорошая идея IMO)
- Я реализовал функцию оценки для нуля, одного или двух параметров (это должно быть легко расширить)
- Предполагается, что значения являются целыми числами или строками (их легко расширить)
- Я добавил генератор кармы для отображения разобранного выражения (с пометкой TODO в комментарии)
Надеюсь, это поможет:
//#define BOOST_SPIRIT_DEBUG
#include <boost/fusion/adapted/struct.hpp>
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <boost/spirit/include/phoenix.hpp>
#include <boost/spirit/include/karma.hpp>
#include <boost/variant/recursive_wrapper.hpp>
namespace qi = boost::spirit::qi;
namespace karma = boost::spirit::karma;
namespace phx = boost::phoenix;
typedef boost::variant<int, std::string> value;
typedef boost::variant<value, boost::recursive_wrapper<struct function_call> > expr;
typedef std::function<value() > nullary_function_impl;
typedef std::function<value(value const&) > unary_function_impl;
typedef std::function<value(value const&, value const&)> binary_function_impl;
typedef boost::variant<nullary_function_impl, unary_function_impl, binary_function_impl> function_impl;
typedef qi::symbols<char, function_impl> function_table;
struct function_call
{
typedef std::vector<expr> arguments_t;
function_call() = default;
function_call(function_impl f, arguments_t const& arguments)
: f(f), arguments(arguments) { }
function_impl f;
arguments_t arguments;
};
BOOST_FUSION_ADAPT_STRUCT(function_call, (function_impl, f)(function_call::arguments_t, arguments))
#ifdef BOOST_SPIRIT_DEBUG
namespace std
{
static inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, nullary_function_impl const& f) { return os << "<nullary_function_impl>"; }
static inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, unary_function_impl const& f) { return os << "<unary_function_impl>"; }
static inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, binary_function_impl const& f) { return os << "<binary_function_impl>"; }
}
static inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, function_call const& call) { return os << call.f << "(" << call.arguments.size() << ")"; }
#endif
//////////////////////////////////////////////////
// Evaluation
value evaluate(const expr& e);
struct eval : boost::static_visitor<value>
{
eval() {}
value operator()(const value& v) const
{
return v;
}
value operator()(const function_call& call) const
{
return boost::apply_visitor(invoke(call.arguments), call.f);
}
private:
struct invoke : boost::static_visitor<value>
{
function_call::arguments_t const& _args;
invoke(function_call::arguments_t const& args) : _args(args) {}
value operator()(nullary_function_impl const& f) const {
return f();
}
value operator()(unary_function_impl const& f) const {
auto a = evaluate(_args.at(0));
return f(a);
}
value operator()(binary_function_impl const& f) const {
auto a = evaluate(_args.at(0));
auto b = evaluate(_args.at(1));
return f(a, b);
}
};
};
value evaluate(const expr& e)
{
return boost::apply_visitor(eval(), e);
}
//////////////////////////////////////////////////
// Demo functions:
value AnswerToLTUAE() {
return 42;
}
value ReverseString(value const& input) {
auto& as_string = boost::get<std::string>(input);
return std::string(as_string.rbegin(), as_string.rend());
}
value Concatenate(value const& a, value const& b) {
std::ostringstream oss;
oss << a << b;
return oss.str();
}
//////////////////////////////////////////////////
// Parser grammar
template <typename It, typename Skipper = qi::space_type>
struct parser : qi::grammar<It, expr(), Skipper>
{
parser() : parser::base_type(expr_)
{
using namespace qi;
n_ary_ops.add
("AnswerToLTUAE", nullary_function_impl{ &::AnswerToLTUAE })
("ReverseString", unary_function_impl { &::ReverseString })
("Concatenate" , binary_function_impl { &::Concatenate });
function_call_ = n_ary_ops > '(' > expr_list > ')';
string_ = qi::lexeme [ "'" >> *~qi::char_("'") >> "'" ];
value_ = qi::int_ | string_;
expr_list = -expr_ % ',';
expr_ = function_call_ | value_;
on_error<fail> ( expr_, std::cout
<< phx::val("Error! Expecting ") << _4 << phx::val(" here: \"")
<< phx::construct<std::string>(_3, _2) << phx::val("\"\n"));
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODES((expr_)(expr_list)(function_call_)(value_)(string_))
}
private:
function_table n_ary_ops;
template <typename Attr> using Rule = qi::rule<It, Attr(), Skipper>;
Rule<std::string> string_;
Rule<value> value_;
Rule<function_call> function_call_;
Rule<std::vector<expr>> expr_list;
Rule<expr> expr_;
};
//////////////////////////////////////////////////
// Output generator
template <typename It>
struct generator : karma::grammar<It, expr()>
{
generator() : generator::base_type(expr_)
{
using namespace karma;
nullary_ = eps << "nullary_function_call"; // TODO reverse lookup :)
unary_ = eps << "unary_function_call";
binary_ = eps << "binary_function_call";
function_ = nullary_ | unary_ | binary_;
function_call_ = function_ << expr_list;
expr_list = '(' << -(expr_ % ',') << ')';
value_ = karma::int_ | ("'" << karma::string << "'");
expr_ = function_call_ | value_;
}
private:
template <typename Attr> using Rule = karma::rule<It, Attr()>;
Rule<nullary_function_impl> nullary_;
Rule<unary_function_impl> unary_;
Rule<binary_function_impl> binary_;
Rule<function_impl> function_;
Rule<function_call> function_call_;
Rule<value> value_;
Rule<std::vector<expr>> expr_list;
Rule<expr> expr_;
};
int main()
{
for (const std::string input: std::vector<std::string> {
"-99",
"'string'",
"AnswerToLTUAE()",
"ReverseString('string')",
"Concatenate('string', 987)",
"Concatenate('The Answer Is ', AnswerToLTUAE())",
})
{
auto f(std::begin(input)), l(std::end(input));
const static parser<decltype(f)> p;
expr parsed_script;
bool ok = qi::phrase_parse(f,l,p,qi::space,parsed_script);
if (!ok)
std::cout << "invalid input\n";
else
{
const static generator<boost::spirit::ostream_iterator> g;
std::cout << "input:\t" << input << "\n";
std::cout << "tree:\t" << karma::format(g, parsed_script) << "\n";
std::cout << "eval:\t" << evaluate(parsed_script) << "\n\n";
}
if (f!=l) std::cout << "unparsed: '" << std::string(f,l) << "'\n";
}
}