二. 初识Bison:写一个简单计算器

Bison是一种通用的语法分析器生成器,Yacc 的 GNU 版。它将LALR(1)上下文无关文法的描述转化成分析该文法的C程序
它经常和 Flex一起使用。
基础:了解BNF(可参考: 语法规范:BNF与ABNF)

先来了解一下Bison:

bison程序包括与flex程序相同的三个部分结构:声明部分、规则部分、C代码部分,三个部分两两之间用%%隔开。
(1) 声明部分:
%{到%}部分会被拷贝到目标分析程序的开头。
%token记号我的理解是词法分析器得到的结果,用于传入语法分析器进行分析。通常,记号总是使用大写。
(2) 规则部分:
1、:用于定义规则;表示一个规则的结束
2、在每个规则之后,使用{}括起,表明如何处理。
3、规则按照语法树从上到下定义规则,第一条规则为语法起始符号,必须与输入匹配。
4、目标符号(冒号左边的语法符号)的在动作中代码用$$代替,右边语法符号的语义值依次为$1,$2,直到这条规则的结束。
5、如果一个规则缺少现实的动作,语法分析器将把$1赋予$$,这是i一个内部设定。
返回记号的时候,记号对应的值是存储在yylval变量中。
(3) C代码部分:
主程序,负责调用yyparse(),并输出结果。

一个实现+-*/|的简单计算器:

  • 编写Bison语法分析器:
$ vim SimpleCal.y

写入以下内容:

%{
#include <stdio.h>
%}

%token NUMBER
%token ADD SUB MUL DIV ABS
%token EOL

%%

calclist: /* 空规则 */
    | calclist exp EOL { printf("= %d\n",$2); }
    ;

exp: factor
   | exp ADD factor { $$ = $1 + $3; }
   | exp SUB factor { $$ = $1 - $3; }
   ;

factor: term
      | factor MUL term { $$ = $1 * $3; }
      | factor DIV term { $$ = $1 / $3; }      
      ;

term: NUMBER
    | ABS term { $$ = $2 >= 0?$2:-$2; }
    ;

%%

main(int argc,char **argv)
{
    yyparse();
}
yyerror(char *s)
{
    fprintf(stderr,"error: %s\n",s);
}
  • 编写对应Flex词法分析器:

因为Bison目标程序是语法分析器,所以还需要写一个Flex程序来实现词法分析:

$ vim SimpleCal.l

写入以下内容:

%{
#include "SimpleCal.tab.h"
%}
%%
"+"     { return ADD; }
"-"     { return SUB; }
"*"     { return MUL; }
"/"     { return DIV; }
 
"|"     {return ABS; }
^[-+][0-9]+ { yylval = atoi(yytext); return NUMBER;}
[0-9]+  { yylval = atoi(yytext); return NUMBER;}
 
\n {return EOL; }
[ \t]   {} 
.       { yyerror("Mystery character: %c!",*yytext);}
        /*这里输出有点问题...*/
%%

SimpleCal.tab.hBison生成对应程序的头文件。

  • 编译与执行:
$ flex -o SimpleCal.yy.c SimpleCal.l
$ bison -o SimpleCal.tab.c SimpleCal.y 
$ gcc -o SimpleCal SimpleCal.tab.* SimpleCal.yy.c -lfl
$ ./SimpleCal 
1-29*3+50+|30
= -6
q
error: Mystery character: %c!
error: syntax error

没有()的支持,貌似|取绝对值没啥用。


写一个shell脚本方便编译运行:(我makefile不熟悉)

$ touch SimpleCal.sh
$ chmod u+x SimpleCal.sh
$ vim SimpleCal.sh

然后写入以下内容:

#!/bin/bash
echo "flex执行开始!"
flex -o SimpleCal.yy.c SimpleCal.l
echo "bison执行开始!"
bison -o SimpleCal.tab.h SimpleCal.y
echo "gcc编译开始!"
gcc -o SimpleCal SimpleCal.yy.c SimpleCal.tab.* -lfl
echo "删除中间文件..."
rm SimpleCal.yy.c SimpleCal.tab.*
echo "执行生成最终目标文件..."
./SimpleCal

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