プログラミング言語作ってみた

第7回 LT大会「涼しゅうなってきたけぇ、そろそろLTするかぁ！」(https://okayama-revengers.connpass.com/event/397974/)で使ったスライドです。

Transcript

1. プログラミング言語作って みた 光實翔
2. 自己紹介 みつざねしょう 岡山操山中 2年 ❤プログラミング (特に競プロ) 、日本語ディベート、 ポケモンカード、サカナクション、藤井風
3. 競プロ特化言語、「AClang」 Q.競技プログラミングとは？ A.決められた条件のもとで与えられた問題、課題をプログラミン グを用いて解決し、その過程や結果を競うもの。
4. 競プロ特化言語、「AClang」 競プロでは、入力、ループを何度も書く しかし、C++では複雑⋯ →書き間違いを減らすために、そこを省略できる言語を作ろ う！
5. AClangの特徴 ・標準入力からの受け取りが楽 ・余計な記号は省く ・短く書ける ・競プロでよく使うrep, chmaxなど
6. vectorへの入力 AClang: a = iread[5] C++に変換したコード: auto a = [&]{ std::vector<long long> _v(5); for (long long& _x : _v) std::cin >> _x; return _v; }();
7. rep文 ( = for i in 0 .. N) AClang: C++: rep i, n for (long long i = 0; i < n; i++) { std::cout << i << "\n"; out i end }
8. 問題：カードの得点差を求める AliceとBobがカードを交互に取る。2人が最適に行動したと き、最終的な得点差を求める。 カードは N 枚、i 番目のカードは ai
9. AClangのコード n = iread rep i, n a = iread[n] if i % 2 == 0 rsort a alice += a[i] alice, bob = 0, 0 else bob += a[i] end end out alice - bob
10. 生成されたC++ auto [alice, bob] = std::make_tuple(0, 0); int main(void) { for (long long i = 0; i < n; i++) { auto n = []{ long long n; std::cin >> n; return n; }(); if (((static_cast<long long>(i) % static_cast<long long>(2)) == 0)) { auto a = [&]{ std::vector<long long> _v(n); alice += a[i]; } else { bob += a[i]; for (long long& _x : _v) std::cin >> _x; return _v; }(); std::sort(a.rbegin(), a.rend()); } } std::cout << std::boolalpha << (alice - bob) << "\n"; return 0; }
11. 実際に動かしてみた in: 2 31 out: 2 AtCoder で正解
12. しくみ Pythonエンジン(AClang.py) 1.AClang.ac DSLソースコード コード 読み込み 2.構文解析 ソースコードと文法ルール から構文木(AST)を生成 AST 3.Transformer ASTの巡回とC++コード生 成 結合 ルール 読み込み AClang.lark LALR文法ルール 4.C++テンプレート ヘッダー、高速I/O、ヘル パー関数 出力 書き出し 5.AClang.cpp 競技プログラミング用の生 成されたC++コード
13. Larkとは • • • • Pythonの構文解析ライブラリ EBNF風の記法で文法を定義できる Transformerで解析結果を加工できる 自分でパーサーを一から書かずに済む
14. ASTとは + 左図: 1 + 2 * 3 を構文解析した構文木 1 * 人間が書いたソースコードを、コンパイラが意味を理解し やすくするために木のような階層構造に変換したデータ →コードの構造を把握する！ 2 3
15. AClang.lark (文法の一部) ?start : cmd+ ?cmd : while_stmt ?expression : logical_or ?logical_or : logical_or "||" logical_and -> log_or | logical_and ?logical_and : logical_and "&&" comparison -> log_and | comparison while_stmt: "while" expression [":"] block "end" 文法を定義することで、 AClangとして有効な書き方 を決める！
16. Pythonエンジン (Transformer) class AClangTransformer(Transformer): def while_stmt(self, items): while_cond = items[0] block_code = items[1] return f"""while ({while_cond}) {{ {block_code} }}""" # C++のコードに変換！
17. Pythonエンジン (Transformer) # パーサーを作成 parser = Lark(grammar, parser="lalr", transformer=AClangTransformer()) # パーサーでC++に変換 cpp_code = parser.parse(aclang_code)
18. C++ テンプレート #include <iostream> struct Init { Init() { std::ios::sync_with_stdio(0); std::cin.tie(0); } }init; template <typename T> bool chmax(T &a, const T& b) { if (a < b) { a = b; return true; } return false; }
19. できたこと： • 競プロ向けの構文を設計し、Larkで解析してC++を生成する仕組 みを実装した 今後やりたいこと： • もっと問題を解いて検証したい • 組み込み関数, 便利なアルゴリズムをまとめたライブラリを実装 したい
20. 成果物はこちら https://github.com/ onesis777/AClang