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鹿泉企业网站建设,怎么优化百度关键词,大气有格局的公司名字,营销型网站价格实惠Yacc 与 Lex 快速入门 简介#xff1a; Lex 和 Yacc 是 UNIX 两个非常重要的、功能强大的工具。事实上#xff0c; 如果你熟练掌握 Lex 和 Yacc 的话#xff0c;它们的强大功能使创建 FORTRAN 和 C 的编译器如同儿戏。本文详细的讨论了编写自己的语言和编译器所 用到的这两…Yacc 与 Lex 快速入门 简介 Lex 和 Yacc 是 UNIX 两个非常重要的、功能强大的工具。事实上 如果你熟练掌握 Lex 和 Yacc 的话它们的强大功能使创建 FORTRAN  和 C 的编译器如同儿戏。本文详细的讨论了编写自己的语言和编译器所 用到的这两种工具包括常规表达式、声明、匹配模式、变量、Yacc 语 法和解析器代码。最后本文解释了怎样把 Lex 和 Yacc 结合起来。 Lex 代表 Lexical Analyzar。Yacc 代表 Yet Another Compiler Compiler。  让我们从 Lex 开始吧。 Lex Lex 是一种生成扫描器的工具。扫描器是一种识别文本中的词汇模式的 程序。这些词汇模式或者常规表达式在一种特殊的句子结构中定义 这个我们一会儿就要讨论。 一种匹配的常规表达式可能会包含相关的动作。这一动作可能还包括 返回一个标记。当 Lex 接收到文件或文本形式的输入时它试图将 文本与常规表达式进行匹配。它一次读入一个输入字符直到找到 一个匹配的模式。如果能够找到一个匹配的模式Lex 就执行相关 的动作可能包括返回一个标记。另一方面如果没有可以匹配 的常规表达式将会停止进一步的处理Lex 将显示一个错误消息。 Lex 和 C 是强耦合的。一个 .lex 文件Lex 文件具有 .lex 的扩展名 通过 lex 公用程序来传递并生成 C 的输出文件。这些文件被编译为 词法分析器的可执行版本。  ——————————————————————————– Lex 的常规表达式 常规表达式是一种使用元语言的模式描述。表达式由符号组成。符号 一般是字符和数字但是 Lex 中还有一些具有特殊含义的其他标记。  下面两个表格定义了 Lex 中使用的一些标记并给出了几个典型的例子。 用 Lex 定义常规表达式 字符  含义   A-Z, 0-9, a-z  构成了部分模式的字符和数字。  .  匹配任意字符除了 \n。  -  用来指定范围。例如A-Z 指从 A 到 Z 之间的所有字符。  [ ]  一个字符集合。匹配括号内的 任意 字符。如果第一个字符是  ^ 那么它表示否定模式。例如: [abC] 匹配 a, b, 和 C中的任何一个。   *  匹配 0个或者多个上述的模式。    匹配 1个或者多个上述模式。   ?  匹配 0个或1个上述模式。   $  作为模式的最后一个字符匹配一行的结尾。  { }  指出一个模式可能出现的次数。 例如: A{1,3} 表示 A 可能出现 1次或3次。  \  用来转义元字符。同样用来覆盖字符在此表中定义的特殊意义 只取字符的本意。  ^  否定。  |  表达式间的逻辑或。  一些符号  字符的字面含义。元字符具有。  /  向前匹配。如果在匹配的模版中的“/”后跟有后续表达式 只匹配模版中“/”前面的部分。如如果输入 A01那么在模版 A0/1  中的 A0 是匹配的。  ( )  将一系列常规表达式分组。  常规表达式举例 常规表达式  含义   joke[rs]  匹配 jokes 或 joker。  A{1,2}shis  匹配 AAshis, Ashis, AAshi, Ashi。  (A[b-e])  匹配在 A 出现位置后跟随的从 b 到 e 的所有字符中 的 0 个或 1个。  Lex 中的标记声明类似 C 中的变量名。每个标记都有一个相关的 表达式。下表中给出了标记和表达式的例子。使用这个表中 的例子我们就可以编一个字数统计的程序了。我们的第一个任务 就是说明如何声明标记。 标记声明举例

标记  相关表达式  含义   数字(number) ([0-9]) 1个或多个数字  字符(chars) [A-Za-z] 任意字符  空格(blank) 一个空格  字(word) (chars) 1个或多个 chars   变量(variable) (字符)(数字)(字符)(数字)*  

Lex 编程 Lex 编程可以分为三步 以 Lex 可以理解的格式指定模式相关的动作。  在这一文件上运行 Lex生成扫描器的 C 代码。  编译和链接 C 代码生成可执行的扫描器。  注意: 如果扫描器是用 Yacc 开发的解析器的一部分只需要进行第一步和第二步。关于这一特殊问题的帮助请阅读 Yacc和 将 Lex 和 Yacc 结合起来部分。  现在让我们来看一看 Lex 可以理解的程序格式。一个 Lex 程序分为三个段第一段是 C 和 Lex 的全局声明第二段包括模式C 代码第三段是补充的 C 函数。 例如, 第三段中一般都有 main() 函数。这些段以%%来分界。 那么回到字数统计的 Lex 程序让我们看一下程序不同段的构成。 ——————————————————————————– 回页首 C 和 Lex 的全局声明 这一段中我们可以增加 C 变量声明。这里我们将为字数统计程序声明一个整型变量来保存程序统计出来的字数。我们还将进行 Lex 的标记声明。 字数统计程序的声明        %{         int wordCount 0;         %}         chars [A-za-z_\.]         numbers ([0-9])         delim [ \n\t]         whitespace {delim}         words {chars}         %%   两个百分号标记指出了 Lex 程序中这一段的结束和三段中第二段的开始。 ——————————————————————————– Lex 的模式匹配规则 让我们看一下 Lex 描述我们所要匹配的标记的规则。我们将使用 C 来 定义标记匹配后的动作。继续看我们的字数统计程序下面是标记匹配的规则。 字数统计程序中的 Lex 规则        {words} { wordCount; /*         increase the word count by one/ }         {whitespace} { / do         nothing/ }         {numbers} { / one may         want to add some processing here/ }         %%   ——————————————————————————– C 代码 Lex 编程的第三段也就是最后一段覆盖了 C 的函数声明有时是主函数。 注意这一段必须包括 yywrap() 函数。 Lex 有一套可供使用的函数和变量。  其中之一就是 yywrap。一般来说yywrap() 的定义如下例。我们将在  高级 Lex 中探讨这一问题。  字数统计程序的 C 代码段        void main()         {         yylex(); / start the         analysis*/         printf( No of words:         %d\n, wordCount);         }         int yywrap()         {         return 1;         }   上一节我们讨论了 Lex 编程的基本元素它将帮助你编写简单的 词法分析程序。 在 高级 Lex 这一节中我们将讨论 Lex 提供的函数 这样你就能编写更加复杂的程序了。  ——————————————————————————– 将它们全部结合起来 .lex文件是 Lex 的扫描器。它在 Lex 程序中如下表示  $ lex file name.lex   这生成了 lex.yy.c 文件它可以用 C 编译器来进行编译。它还可以 用解析器来生成可执行程序或者在链接步骤中通过选项?ll 包含 Lex 库。 这里是一些 Lex 的标志 

-c表示 C 动作它是缺省的。  -t写入 lex.yy.c 程序来代替标准输出。  -v提供一个两行的统计汇总。  -n不打印 -v 的汇总。 

高级 Lex Lex 有几个函数和变量提供了不同的信息可以用来编译实现复 杂函数的程序。下表中列出了一些变量和函数以及它们的使用。  详尽的列表请参考 Lex 或 Flex 手册见后文的 资源。  Lex 变量 yyin FILE* 类型。 它指向 lexer 正在解析的当前文件。  yyout FILE* 类型。 它指向记录 lexer 输出的位置。 缺省情况 下yyin 和 yyout 都指向标准输入和输出。  yytext 匹配模式的文本存储在这一变量中char*。  yyleng 给出匹配模式的长度。  yylineno 提供当前的行数信息。lexer不一定支持。  Lex 函数 yylex() 这一函数开始分析。 它由 Lex 自动生成。  yywrap() 这一函数在文件或输入的末尾调用。如果函数的 返回值是1就停止解析。 因此它可以用来解析多个文件。代码 可以写在第三段这就能够解析多个文件。 方法是使用 yyin 文 件指针见上表指向不同的文件直到所有的文件都被解析。 最后yywrap() 可以返回 1 来表示解析的结束。  yyless(int n) 这一函数可以用来送回除了前?n? 个字符外的所有读出标记。  yymore() 这一函数告诉 Lexer 将下一个标记附加到当前标记后。  对 Lex 的讨论就到这里。下面我们来讨论 Yacc… ——————————————————————————– Yacc Yacc 代表 Yet Another Compiler Compiler。 Yacc 的 GNU 版叫做  Bison。它是一种工具将任何一种编程语言的所有语法翻译成针对此 种语言的 Yacc 语 法解析器。它用巴科斯范式(BNF, Backus Naur Form) 来书写。按照惯例Yacc 文件有 .y 后缀。编译行如下调用 Yacc 编译器 $ yacc options         filename ending with .y   在进一步阐述以前让我们复习一下什么是语法。在上一节中我们看到  Lex 从输入序列中识别标记。如果你在查看标记序列你可能想在这一序 列出现时执行某一动作。这种情况下有效序列的规范称为语法。Yacc 语法 文件包括这一语法规范。它还包含了序列匹配时你想要做的事。 为了更加说清这一概念让我们以英语为例。 这一套标记可能是名词,  动词, 形容词等等。为了使用这些标记造一个语法正确的句子你的结构 必须符合一定的规则。一个简单的句子可能是名词动词或者名词动词 名词。(如 I care. See spot run.) 所以在我们这里标记本身来自语言Lex并且标记序列允许用  Yacc 来指定这些标记(标记序列也叫语法)。 终端和非终端符号终端符号 : 代表一类在语法结构上等效的标记。终端 符号有三种类型  命名标记: 这些由 %token 标识符来定义。按照惯例它们都是大写。  字符标记 : 字符常量的写法与 C 相同。例如, – 就是一个字符标记。  字符串标记 : 写法与 C 的字符串常量相同。例如 就是一个字 符串标记。  lexer 返回命名标记。 非终端符号 : 是一组非终端符号和终端符号组成的符号。按照惯例 它们都是小写。 在例子中file 是一个非终端标记而 NAME 是一个 终端标记。  用 Yacc 来创建一个编译器包括四个步骤

通过在语法文件上运行 Yacc 生成一个解析器。  说明语法  编写一个 .y 的语法文件同时说明 C 在这里要进行的动作。  编写一个词法分析器来处理输入并将标记传递给解析器。 这可以使 用 Lex 来完成。  编写一个函数通过调用 yyparse() 来开始解析。  编写错误处理例程如 yyerror()。  编译 Yacc 生成的代码以及其他相关的源文件。  将目标文件链接到适当的可执行解析器库。 

用 Yacc 编写语法 如同 Lex 一样, 一个 Yacc 程序也用双百分号分为三段。它们是 声明、语法规则和 C 代码。 我们将解析一个格式为 姓名 年龄的 文件作为例子来说明语法规则。我们假设文件有多个姓名和年龄 它们以空格分隔。 在看 Yacc 程序的每一段时我们将为我们的例子 编写一个语法文件。 ——————————————————————————– C 与 Yacc 的声明 C 声明可能会定义动作中使用的类型和变量以及宏。还可以包含头文件。 每个 Yacc 声明段声明了终端符号和非终端符号标记的名称还可能 描述操作符优先级和针对不同符号的数据类型。 lexer (Lex) 一般返回这 些标记。所有这些标记都必须在 Yacc 声明中进行说明。 在文件解析的例子中我们感兴趣的是这些标记name, equal sign, 和 age。 Name 是一个完全由字符组成的值。 Age 是数字。于是声明段就会像这样 文件解析例子的声明        %         #typedef char* string; /*         to specify token types as char* /         #define YYSTYPE string /         a Yacc variable which has the value of returned token /         %}         %token NAME EQ AGE         %%   你可能会觉得 YYSTYPE 有点奇怪。但是类似 Lex, Yacc 也有一套变量 和函数可供用户来进行功能扩展。 YYSTYPE 定义了用来将值从 lexer  拷贝到解析器或者 Yacc 的 yylval 另一个 Yacc 变量的类型。默认 的类型是 int。 由于字符串可以从 lexer 拷贝类型被重定义为 char。  关于 Yacc 变量的详细讨论请参考 Yacc 手册见 资源。  ——————————————————————————– Yacc 语法规则 Yacc 语法规则具有以下一般格式 result: components { /*         action to be taken in C / }         ;   在这个例子中result 是规则描述的非终端符号。Components 是根 据规则放在一起的不同的终端和非终端符号。 如果匹配特定序列的话  Components 后面可以跟随要执行的动作。 考虑如下的例子 param : NAME EQ NAME {         printf(\tName:%s\tValue(name):%s\n, \(1,\)3);}             | NAME EQ VALUE{             printf(\tName:%s\tValue(value):%s\n,\(1,\)3);}         ;   如果上例中序列 NAME EQ NAME 被匹配将执行相应的 { } 括号中的 动作。 这里另一个有用的就是 \(1 和 \)3 的使用, 它们引用了标记 NAME  和 NAME或者第二行的 VALUE的值。 lexer 通过 Yacc 的变量  yylval 返回这些值。标记 NAME 的 Lex 代码是这样的 char [A-Za-z]         name {char}         %%         {name} { yylval strdup(yytext);         return NAME; }   文件解析例子的规则段是这样的 文件解析的语法        file : record file         | record         ;         record: NAME EQ AGE {         printf(%s is now %s years old!!!, \(1, \)3);}         ;         %%   ——————————————————————————– 回页首 附加 C 代码 现在让我们看一下语法文件的最后一段附加 C 代码。这一段是可选的 如果有人想要略过它的话一个函数如 main() 调用 yyparse() 函数 Yacc 中 Lex 的 yylex() 等效函数。 一般来说Yacc 最好提供  yyerror(char msg) 函数的代码。 当解析器遇到错误时调用  yyerror(char msg)。错误消息作为参数来传递。 一个简单的  yyerror( char ) 可能是这样的 int yyerror(char* msg)         {         printf(Error: %s         encountered at line number:%d\n, msg, yylineno);         }   yylineno 提供了行数信息。 这一段还包括文件解析例子的主函数 附加 C 代码        void main()         {             yyparse();         }         int yyerror(char* msg)         {         printf(Error: %s         encountered \n, msg);   要生成代码可能用到以下命令 \( yacc _d filename.y   这生成了输出文件 y.tab.h 和 y.tab.c它们可以用 UNIX 上的任何标 准 C 编译器来编译如 gcc。 -------------------------------------------------------------------------------- 命令行的其他常用选项 -d ,--defines : 编写额外的输出文件它们包含这些宏定义语法中 定义的标记类型名称语义的取值类型 YYSTYPE, 以及一些外部变量 声明。如果解析器输出文件名叫 name.c, 那么 -d 文件就叫做 name.h。  如果你想将 yylex 定义放到独立的源文件中你需要 name.h, 因为  yylex 必须能够引用标记类型代码和 yylval变量。  -b file-prefix ,--file-prefixprefix : 指定一个所有Yacc输出文件名 都可以使用的前缀。选择一个名字就如输入文件名叫 prefix.c.  -o outfile ,--output-fileoutfile : 指定解析器文件的输出文件名。 其他输出文件根据 -d 选项描述的输出文件来命名。  Yacc 库通常在编译步骤中自动被包括。但是它也能被显式的包括 以便在编译步骤中指定 ?ly选项。这种情况下的编译命令行是  \) cc source file         names -ly   ——————————————————————————– 回页首 将 Lex 与 Yacc 结合起来 到目前为止我们已经分别讨论了 Lex 和 Yacc。现在让我们来看一下他们 是怎样结合使用的。 一个程序通常在每次返回一个标记时都要调用 yylex() 函数。只有在文件 结束或者出现错误标记时才会终止。  一个由 Yacc 生成的解析器调用 yylex() 函数来获得标记。 yylex() 可以由  Lex 来生成或完全由自己来编写。 对于由 Lex 生成的 lexer 来说要和  Yacc 结合使用每当 Lex 中匹配一个模式时都必须返回一个标记。 因 此 Lex 中匹配模式时的动作一般格式为  {pattern} { /* do smthg/         return TOKEN_NAME; }   于是 Yacc 就会获得返回的标记。当 Yacc 编译一个带有 _d 标记的 .y文件 时会生成一个头文件它对每个标记都有 #define 的定义。 如果 Lex  和 Yacc 一起使用的话头文件必须在相应的 Lex 文件 .lex中的 C 声明段中包括。  让我们回到名字和年龄的文件解析例子中看一看 Lex 和 Yacc 文件的代码。 Name.y - 语法文件        %         typedef char string;         #define YYSTYPE string         %}         %token NAME EQ AGE         %%         file : record file         | record         ;         record : NAME EQ AGE {         printf(%s is %s years old!!!\n, \(1, \)3); }         ;         %%         int main()         {         yyparse();         return 0;         }         int yyerror(char msg)         {         printf(Error         encountered: %s \n, msg);         }   Name.lex - Lex 的解析器文件        %{         #include y.tab.h                  #include stdio.h         #include string.h         extern char yylval;         %}         char [A-Za-z]         num [0-9]         eq []         name {char}         age {num}         %%         {name} { yylval strdup(yytext);         return NAME; }         {eq} { return EQ; }         {age} { yylval strdup(yytext);         return AGE; }         %%         int yywrap()         {         return 1;         }   作为一个参考我们列出了 y.tab.h, Yacc 生成的头文件。  y.tab.h - Yacc 生成的头文件        # define NAME 257         # define EQ 258         # define AGE 259