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写一个自己的动态语言吧。 初学乍练的。

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作者 正文
   发表时间:2010-02-10   最后修改:2010-02-28

动态语言大行其道 ,不过还有不少公司在用着java 。 很大部分人也会java 。

 

所以用java 来开发自己的一个动态语言 不错 。反正总是要东西打发内心的无聊, 治疗枯燥的工作对人心理的创伤。

 

搞这么大个题目 ,招来不少人 。高手也会来吧? 本人编译原理原来上学就没学好 ,这也算是初学乍练 ,您看得高兴捧个人场 ,看得不高兴 多多指教 ,以免我误导了群众。

 

 

首先 我必须承认我这话说大了。 我目前只是写到了 词法分析器 和 一个表达式计算。距离动态语言 还差的远。 我也很怀疑我有时间真的写完这些 。今天有空就写点 。 本文的宗旨 就是简单。主要是复杂的东东 我也说不出来 。

 

编译原理 上过这课的都知道 很无聊。 工作两年基本忘掉 残留下来的概念看到了热泪盈眶的 想不起来。 咱就再回忆一遍吧。

 

 

 

第一个 DFA 确定状态机。

 

 

先不说这是啥。 看一个例子, 为了说明状态机的作用和能力 得绕点路先撇开编译原理 抛开概念看看怎么一步步发现这个DFA。 如很解析xml html?

 

这是我在做一个手机浏览器的时候遇到的问题,虽然有很多库,但是手机上没有或者有不适合,于是自己搞一个 。这里就不争论 “轮子” 的问题了。

 

<p> xxxxx </p>

这是典型的一段xml 。 注意看, 主要分两部分 ‘<’ 和 ‘>’ 括住的部分,和之外的东西 也就是 ‘>’ 和 ‘<’ 括住的部分。 其实就是把tag 和 内容 区分开。分出如下:

 

p xxxxx /p   3块

 

 

于是写代码如下

 

     state = 初始状态
     for char in htmlstr{
         if 初始状态{
            if(char == '<'){
               state = tag状态
            }
         }else if tag状态{
            if(char == '>'){
               state = 内容状态
            }else{
              tagstr += char;
            }
         }else if 内容状态{
            if(char == '<'){
               state = tag状态
            }else{
               contentstr += char;
            }
         }
 
 

呵呵 第一步 把tag 和 内容分开了  。 有同学问 < > 不会乱出现么? 规则上规定xml 中< >必须是tag 的 遇到和要转义 就是用 &lt 这种东东代表一下。 但是也会遇到不转义的写错的 这个只要加上写判断 容错即可 这里不做详述。

 

 

tag 里边还有东东啊 

 

<img src="url" alt="xxxx">
 

 

同理可以分状态 处理之。 找到tag名字img之前叫做状态1 ,然后遇到空格 变为状态2, 然后遇到=号变为状态3 ..... 当然这里的逻辑比上边复杂一些 ,其实也就是又臭又长些 。

 

上边说的就是一个 原始的用 if else 构成的状态机。 状态机 就是根据输入 改变到不同的状态 然后做不同的处理 。简单的通俗的说 状态机 == 装逼的switch 

 

这里

 

http://code.google.com/p/tagparser/

 

有源码 python  和 java 的 。写的都比较乱 凑合着看吧  ,不大 也就是200行左右解析html xml 之流。

 

python 版本的还有一个抓取tianya 论坛的一个例子 不知道现在还能用吗 很长时间了

 

今天就到这吧 。

 

明天继续....

 

接昨天

 

     if else  或者 switch 构成的 状态机 非常简陋。  状态越来越多的时候变得乱七八糟 。 所以要分解包装一下。

 

     状态机行为就是 :

 

                  ----输入---->switch----改变状态--->

 

      在游戏编程  Ai设计中经常用到 ,不过我们这里只主要是谈编译 ,所以输入就变成了 一个字符  输出为一个状态。 一直说“状态” 这个东西 那就把它搞成一个类吧

 

 

Java代码 
  1.        class State{  
  2.        StateType type = StateType.BEGIN;  
  3.   
  4. public State nextState(char i){  
  5.     return null;  
  6. }  

 

nextState 就是主要部分了 输入为一个字符串 输出也就是返回值 为一个State。 看看如何用这个State来识别一个 整型数字 例如 1000 100 99 .....

 

建立一个IntState 然后重载 State:

 

 

 

Java代码 
  1.   class IntState extends State{  
  2.       public State nextState(char c){  
  3.             if(c >= '0' && c <= '9'){  
  4.                   return this;  
  5.             }else{  
  6.                   return null;  
  7.             }  
  8.       }  
  9. }  
 

 

 

这个比较简单 可以生成一个 IntSate  intState =  new IntState()  看看它如何工作

 

 

Java代码 
  1.  String prostr  = "192321 2312 3243";  
  2.  String buff = "";  
  3. for(int i=0 ; i<prostr.length() ; i++){  
  4.        char c = prostr.charAt(i);  
  5.        State st = intStat.nextSate(c);  
  6.         buff += c;  
  7.        if(st == null){  
  8.             print buff;  
  9.        }  

 

 

其结果就是把字符串中的整型数字给 挑出来了。 这看起来很容易不是么? 等等如果它没有split 强大费这种力气干么? 实际上程序文件包含的字符串比这复杂的多,有int  float string 变量 关键字 各种符号.... ....................木有关系 统统没有关系 每一个建立一个state即可

 

如 floatState stringState  看看如何编写 ,这里只写出nextState 函数 它们都是继承自State类

 

 

Java代码 
  1.  floatSate:  
  2.                   public State nextState(char i){  
  3. if(isDigit(i)){  
  4.     return floatSt;  
  5. }else if(i == '.' || isAlpha(i)){  // 浮点数状态下 输入“.”  和字符 返回deny状态 说明词法错误,这里也可以做成抛异常  
  6.     return deny;  
  7. }else{  
  8.     return null;  //如遇到空格 或者其他的字符 则说明词法完成 顺利通过  
  9. }  
  10.   
  11.  spaceState     识别空白的字符  
  12.   
  13.                   public State nextState(char i){  
  14. if(isSpace(i)){  
  15.     return spaceSt;  
  16. }else{  
  17.     return null;  
  18. }  

 

 常用的函数 

 

Java代码 
  1. public static boolean isAlpha(char i){  
  2.     return (i>='a' &&  i<='z') || (i>='A' && i<='Z');  
  3.     }  
  4.       
  5. public static boolean isDigit(char i){  
  6.     return (i>='0' &&  i<='9') ;  
  7.     }  
  8.       
  9. public static boolean isSpace(char i){  
  10.     return (i==' ' || i=='\r' || i=='\n' || i=='\t') ;  
  11.     }  

 

 识别 单个的符号 更简单了 直接用State 生成一个不用继承,然后把它放入到一个字典里 在扫描程序字符串的时候可以快速查到。如下

 

 

Java代码 
  1. map.put("("new State(StateType.LPARENT));  

 

 

这里还需要一个开始的状态 ,编译开始时 从一个字符开始扫描 。第一个字符有可能是 整型数字 也可能是字母 也可能 变量。 可以如下编写

 

Java代码 
  1.    
  2.   
  3. public State nextState(char i){  
  4.                 if(isAlpha(i) || i == '_'){    //如第一个字符遇见字母 ,那么接下来就返回 identState ,它用来识别变量和关键字这类的。  
  5.                     return identSt;  
  6.                 }else if(isDigit(i)){           //如是数字 看开头是0打头的 有可能是0x 也可是8位的 ,如果不是0 那就是整型的。当然整型半截可能遇见“.”  
  7.                     if(i == '0'){              //在整型状态下遇见"." 就返回floatState 当作float识别。 这里用了子状态 。其实可以多生成些状态不要子  
  8.                         intSt.subtype = 8160;  //状态  
  9.                     }else{  
  10.                         intSt.subtype = 10;  
  11.                     }  
  12.                     return intSt;  
  13.                 }else if(i == '\"'){  // 引号出现说明后边是 字符串  
  14.                     return strSt;  
  15.                 }else if(isSpace(i)){  
  16.                     return spaceSt;  
  17.                 }else {              // 如果是其他符号 看看是不是单个的 {} []: ,. 之类的  
  18.                     return smap.get(String.valueOf(i));  
  19.                 }  
  20.             }  

 

 

 

    一旦一个状态识别完 就会返回null 说明一个词义被确认 而且这个词是整型 还是浮点型 还是字符串 ... 都是最后的那个状态类型。 这时候可以根据类型 把字符串转化为java 的类型了。 

 

   其中遇到的一些 小问题 。如  第一个字符是 0 ,就有几种可能  十六进制0x7873  浮点数0.423  八进制0632,如何确定 用intSate  还是用floatState ?

这里我程序里是假定是整型先 如遇到“.” 状态机返回floatSate这样就跳到了浮点型识别, 在区分 八进制还是十六进制的时候 用了子状态 。其实这么做不好。最好引入中间状态 如叫做 zeroState   .在这个状态里就可以区分到底是用那个状态机去识别。  因为再往后一个字符就可以确定是什么类型 如果是‘x’就是十六位整型。 

 

   这种情况很常见,就是一个字符出现不能确定状态该怎么走 ,方法就是引入中间状态。  最后实现了 每个状态输入一个字符 就可以确定下一个状态,这也是为什么叫做有限确定状态机 DFA 。一个输入可能对应多个状态的叫做非确定状态机 NFA 。很恶心的书上把简单的概念都写得抽象的吓人,真不知道为啥?为了严谨? 写书给人看的 搞的跟给机器写书一样 。 隐隐约约记得书上像些咒语一样 写着如何把NFA 转为DFA .....  压根我看不明白。

 

   状态机的应用还很多 。其实正则就是状态机实现的 。有的是用NFA 有的是用DFA规则。 表现的区别 如匹配 (aaa|bbb|cdd)  。

 

 

Java代码 
  1. 字符串 : abcd  
  2.   
  3. DFA 过程:  先看和 aaa 匹配么再和bbb匹配 在和ccc匹配  
  4.   
  5. NFA过程: 先看abcd的第一个字符 和 aaa bbb ccc 那个匹配 。然后在看第二个字符b ...  
  6.   
  7. 有点类似一个深度优先 一个是广度优先。  

 

  今天到这里 待续

  大家过年好,春节快乐。

 

  给出词法分析的代码

 

 

 


   发表时间:2010-02-10  
太少了,不过瘾
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
...
这也算?!
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
無語。。。
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
我认为DFA实质上是一个有向拓扑图,状态改变其实可以用图遍历来实现
不过DFA在有递归的文法上貌似没什么好的办法处理,LZ能帮忙解答下吗
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
不想打击你,如果只是写了lexer和parser的话,我建议你啊看俺antlr或者javacc 吧,只需要写自己的文法规则就行了,没必要大费周折,但是如果你要挑战一下自己,写lexer和parser的话,只能为你加油
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
kjj 写道
不想打击你,如果只是写了lexer和parser的话,我建议你啊看俺antlr或者javacc 吧,只需要写自己的文法规则就行了,没必要大费周折,但是如果你要挑战一下自己,写lexer和parser的话,只能为你加油



写这个的目的是为了 手动构造这些东东 。学习的。 如果使用antlr 之类的就没必要看这个了。 喜欢使用工具 就去使用吧。可以不care这些 呵呵
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
kdlan 写道
我认为DFA实质上是一个有向拓扑图,状态改变其实可以用图遍历来实现
不过DFA在有递归的文法上貌似没什么好的办法处理,LZ能帮忙解答下吗


DFA 用来做词法分析还不错 。文法的话 还是递归的处理比较好 ,这方面我也正在学习 以后会写 。
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
无语啊。。。 看来真是太无聊了!

PS: JAVAEYE越来越无趣了,这样的贴也放首页。。。
0 请登录后投票
   发表时间:2010-02-10  
我用java写过一个,很简单,用正则表达式把源码分割,然后就是根据语法规则和运算符的优先级进行运算就好了。
0 请登录后投票
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