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SATySFiで作成する構文解析器

 SATySFiで作成する構文解析器

SATySFi Conf 2023 https://connpass.com/event/295734/ での発表

puripuri2100

October 22, 2023
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  1. 1/17 自己紹介 インターネットネーム: puripuri2100 筑波大学情報科学類 2 年 satysfi-code-printer や satysfi-ruby

    などのパッケージの作成 satysfi-base のメンテ・コントリビュート SATySFi Advent Calendar (2018 - 2022) の主催 SATySFi Conf (2020 - 2023) の主催 SATySFi Slack の管理
  2. 構文解析とは 4/17 構文解析が必要な場面 外部とプログラムがデータをやり取りするときに便利 どの OS に存在しているインターフェースとしてのファイル・テキスト もちろんエンコーディングに関しては別の問題があるが、最近は UTF8 前提

    にしても良さそう 人がプログラムにデータを渡すときにもファイルやテキストを介して行う コンパイラにソースコードを与えるときや設定ファイルを与えるとき
  3. 構文解析とは 5/17 テキストからデータへの変換の例 1 { 2 "foo" : "foo", 3

    "bar" : [{"baz1" : 123}, {"baz2" : null}] 4 } 1 Value([ 2 (`foo`, String(`foo`)); 3 (`bar`, List([ 4 Value(`baz1`, Int(123)); 5 Value(`baz2`, Null); 6 ])); 7 ])
  4. 構文解析とは 6/17 構文解析の流れ 一番単純な解析方法は k 個先読みの再帰下降パーサ 以下のような処理を行う関数を組み合わせて作っていく (a) トークンのリストを受け取る (b)

    他の同様な解析用の関数を規則に応じて順に呼び出してデータの列を 作り、それらをまとめて一つのデータを作る (c) 生成したデータと残りのトークンのリストの 2 つを返す
  5. 構文解析とは 6/17 構文解析の流れ 一番単純な解析方法は k 個先読みの再帰下降パーサ 以下のような処理を行う関数を組み合わせて作っていく (a) トークンのリストを受け取る (b)

    他の同様な解析用の関数を規則に応じて順に呼び出してデータの列を 作り、それらをまとめて一つのデータを作る (c) 生成したデータと残りのトークンのリストの 2 つを返す トークンのリストの終端と規則の終端が一致したら終了
  6. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    これがこう 1 List([ 2 String(`1`); 3 List([String(`2`), String(`3`), String(`4`)]), 4 String(`あ`) 5 ])
  7. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    BNF で書くと 1 list ::= <LCurlyBraces> <items> <RCurlyBraces> 2 items ::= <item> <Comma> <items> | <item> 3 item ::= <string> <list> 4 string ::= <空白文字とカンマと角括弧以外の全て> <string> 5 LCurlyBraces ::= [ 6 RCurlyBraces ::= ] 7 Cooma ::= ,
  8. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    1 let-rec parse-list tokens = 2 match tokens with 3 | '[' :: xs -> 4 let (items, xs) = parser-items xs in 5 match xs with 6 | ']' :: xs -> List(items) ^:: (parse-list xs) 7 | _ -> panic () 8 | x :: xs when is-WS x -> parse-list tokens 9 | _ -> panic ()
  9. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    1 and parse-items tokens = 2 let (item, xs) = parse-item tokens in 3 match xs with 4 | ',' :: xs -> item ^:: (parse-items xs) 5 | x :: xs when is-WS x -> parse-items xs 6 | _ -> (item, xs)
  10. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    1 and parse-item tokens = 2 match tokens with 3 | '[' :: xs -> parse-list tokens 4 | x :: xs when is-WS x -> parse-item xs 5 | _ -> parse-string tokens
  11. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    1 and parse-string tokens = 2 match tokens with 3 | '[' :: _ -> ('', tokens) 4 | ',' :: _ -> ('', tokens) 5 | x :: xs when is-WS x -> ('', tokens) 6 | x :: xs -> x ^^ (parse-string xs) 7 | [] -> ('', [])
  12. 構文解析とは 7/17 構文解析の例 カンマ区切りのリスト(入れ子有り)を解析する例。空白は無視する 1 [1, [2, 3, 4], あ]

    リストを解析する関数を呼び出す 解析の終端と入力の終端と一致しているかの検査を行う 1 let parser tokens = 2 let (lst, xs) = parse-list tokens in 3 match xs with 4 | [] -> lst 5 | _ -> panic ()
  13. SATYSFIで書かれた構文解析器の紹介 8/17 なぜ SATYSFIで構文解析器を書くのか 世界には便利なフォーマットが溢れているから json toml csv xml bibtex

    既存の資産を手軽に利用したい 外部のファイルを読み込めるプリミティブと組み合わせて最強に read-file : string -> string list
  14. SATYSFIで書かれた構文解析器の紹介 9/17 構文解析器を作るための方法の紹介 再帰関数とパターンマッチ 先ほど紹介した方法 base ライブラリの parser パッケージ パーサーコンビネータという「よくあるパターンに合わせて関数を組み合わ

    せて組み上げる」手法 Haskell の Parsec ライブラリがよく似ている 正規表現で括り出し 一番手軽だが正確性に欠ける 正規表現で表すことができる言語の範囲は小さい
  15. SATYSFIで書かれた構文解析器の紹介 9/17 構文解析器を作るための方法の紹介 再帰関数とパターンマッチ 先ほど紹介した方法 base ライブラリの parser パッケージ パーサーコンビネータという「よくあるパターンに合わせて関数を組み合わ

    せて組み上げる」手法 Haskell の Parsec ライブラリがよく似ている 正規表現で括り出し 一番手軽だが正確性に欠ける 正規表現で表すことができる言語の範囲は小さい 自分は再帰関数とパターンマッチで頑張るのが好き
  16. SATYSFIで書かれた構文解析器の紹介 12/17 satysfi-csv CSV フォーマットのパース CSV フォーマットへの変換 改行文字やダブルクオーテーションのエスケープ、区切り文字の変更にも 対応 CSV

    ファイルを表に変換する csvtable パッケージの裏側に使ってもらっ てる https://satyrographos-packages.netlify.app/packages/csvtable GitHub リポジトリ https://github.com/puripuri2100/SATySFi-csv
  17. SATYSFIで書かれた構文解析器の紹介 13/17 satysfi-xml XML フォーマットのパース XML フォーマットへの変換 CDATA セクション (<![CDATA]]>)

    や参照形式などにも対応 将来的にはこれを使って SVG の解析と自動描画や HTML の解析なども行 いたい GitHub リポジトリ https://github.com/puripuri2100/SATySFi-xml
  18. SATYSFIで書かれた構文解析器の紹介 16/17 今後解析できるようにしたいフォーマット markdown toml yaml 設定ファイルを解析できると文書についての設定を外部化できたりして面白 そうではあるが、一応 JSON 形式を解析できるので優先度は低い

    markdown を解析し SATySFi の文書中に埋めこむことができたらとても面 白いので取り組みたいと思っている。将来的には本体の markdown 機能を 廃止してより抽象かされた機能にできるかも … ?