プログラミング言語を作る

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1. 0 プログラミング⾔語を作る 2024-02-02 第27回NearMe技術勉強会 Takuma KAKINOUE
2. 1 概要 • インタプリタ型⾔語の動作原理を解説 ◦ 字句解析 ◦ 構⽂解析 • 字句解析および構⽂解析ライブラリのPython Lex-Yacc （https://github.com/dabeaz/ply）を⽤いて，簡単な⾔語を作成する
3. 2 インタプリタ型⾔語が実⾏される仕組み • Step 1 : プログラムをブロックに分割する ◦ このブロック単位で実⾏される • Step 2 : 字句解析 ◦ ブロック単位のプログラムをトークンへと分解する • Step 3 : 構⽂解析 ◦ トークンの羅列をBNFに当てはめ関係性を抽出し，構⽂解析⽊を⽣成する • Step 4 : 実⾏ ◦ 構⽂解析⽊をもとに，インタプリタで定義された動作が実⾏される ※ コンパイラ型⾔語の場合は，Step 4以降が異なり，「意味解析」→「コード⽣成」とい う処理が⾏われる。コンパイラは「実⾏」までは⾏わず，あくまで与えられたプログラム を機械語などの別のプログラムに変換することが⽬的である。
4. 3 トークン（終端記号）とは • プログラムの最⼩単位で，それ以上分割することができない記号のこと • トークンの例 ◦ 演算⼦ ▪ +, -, *, /, = など ◦ 予約語 ▪ if, else, while, for, return など ◦ 数値 ▪ 0, 5, 100 など ◦ 変数名や関数名 ▪ my_var, my_func など
5. 4 BNFとは • プログラムの構⽂を定義するための記法のこと ◦ 正式名称は，バッカス‧ナウア記法（Backus-Naur form） • 記法の例 ◦ <A> ⇨ 記号Aの宣⾔ ◦ <A> ::= <B> ⇨ AはBである（定義） ◦ <A> | <B> ⇨ AまたはBである（選択） • 構⽂の例 ◦ 英数字の定義（<英字>と<数字>は終端記号，<英数字>は⾮終端記号となる） ▪ <英字> ::= [a - z] | [A - Z] ▪ <数字> ::= [0 - 9] ▪ <英数字> ::= <英字> | <英数字> <数字> | <英数字> <英字>
6. 5 ⾜し算と引き算を定義する • トークン（終端記号）の定義 ◦ <整数> ::= ([1 - 9] | [0 - 9]* ) | 0 ◦ <演算⼦ > ::= + | - • BNFの定義 ◦ <式> ::= <整数> | <式> <演算⼦> <整数> • “1 + 2”という式を解析する流れ ◦ 1 + 2 ◦ <整数> <演算⼦> <整数> → 1 + 2 ◦ <式> <演算⼦> <整数> → 1 + 2 ◦ <式> → 3（演算⼦を読み込み演算を実⾏）
7. 6 問題 • 以下の構⽂に合致するものはどれか？ただし、構⽂解析は最⻑⼀致で⾏われる。 ◦ <動作> ::= ⾷べる | 捨てる | 投げる ◦ <もの> ::= りんご | 雑草 | ボール ◦ <命令> ::= <動作> | <動作> <もの> | <命令> <動作> | <命令> <動作> <もの> • 選択肢 ◦ （ア）ボール 投げる ⾷べる りんご ◦ （イ）捨てる 雑草 ⾷べる りんご りんご ◦ （ウ）⾷べる 雑草 りんご 捨てる ◦ （エ）投げる ボール 投げる 投げる ボール
8. 7 サンプルコードを動かす • リポジトリをclone ◦ https://github.com/kakky-hacker/algorithm_sandbox/tree/main/my-script • main.pyを実⾏（今回はpip install不要） ◦ インタプリタが⼊⼒待ち状態になるので，sample/code.txtをコピペする ◦ ちゃんとコード通りの出⼒か検算してみる • インタプリタで遊んでみる ◦ 変数宣⾔や”()”を⽤いた四則演算も可能 ◦ 代⼊⽂以外は，コンソールに結果が出⼒される
9. 8 Thank you 解答（エ）