PHP的语法分析器-Bison入门

Bison是一种通用目的的分析器生成器。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。 使用它可以生成解释器，编译器，协议实现等多种程序。 Bison向上兼容Yacc，所有书写正确的Yacc语法都应该可以不加修改地在Bison下工作。 它不但与Yacc兼容还具有许多Yacc不具备的特性。

Bison分析器文件是定义了名为yyparse并且实现了某个语法的函数的C代码。 这个函数并不是一个可以完成所有的语法分析任务的C程序。 除此这外我们还必须提供额外的一些函数： 如词法分析器、分析器报告错误时调用的错误报告函数等等。 我们知道一个完整的C程序必须以名为main的函数开头，如果我们要生成一个可执行文件，并且要运行语法解析器， 那么我们就需要有main函数，并且在某个地方直接或间接调用yyparse，否则语法分析器永远都不会运行。

先看下bison的示例：逆波兰记号计算器

%{
#define YYSTYPE double
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <ctype.h>
int yylex (void);
void yyerror (char const *);
%}

%token NUM

%%
input:    /* empty */
     | input line
    ;

line:     'n'
    | exp 'n'      { printf ("t%.10gn", $1); }
;

exp:      NUM           { $$ = $1;           }
   | exp exp '+'   { $$ = $1 + $2;      }
    | exp exp '-'   { $$ = $1 - $2;      }
    | exp exp '*'   { $$ = $1 * $2;      }
    | exp exp '/'   { $$ = $1 / $2;      }
     /* Exponentiation */
    | exp exp '^'   { $$ = pow($1, $2); }
    /* Unary minus    */
    | exp 'n'       { $$ = -$1;          }
;
%%

#include <ctype.h>

int yylex (void) {
       int c;

/* Skip white space.  */
       while ((c = getchar ()) == ' ' || c == 't') ;

/* Process numbers.  */
       if (c == '.' || isdigit (c)) {
       ungetc (c, stdin);
       scanf ("%lf", &yylval);
       return NUM;
     }

       /* Return end-of-input.  */
       if (c == EOF) return 0;

       /* Return a single char.  */
       return c;
}

void yyerror (char const *s) {
    fprintf (stderr, "%sn", s);
}

int main (void) {
    return yyparse ();
}

我们先看下运行的效果：

bison demo.y
gcc -o test -lm test.tab.c
chmod +x test
./test

NOTE gcc命令需要添加-lm参数。因为头文件仅对接口进行描述，但头文件不是负责进行符号解析的实体。此时需要告诉编译器应该使用哪个函数库来完成对符号的解析。 　GCC的命令参数中，-l参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，这里我们在-l后面接的是m，即数学库，他的库名是m，他的库文件名是libm.so。

这是一个逆波兰记号计算器的示例，在命令行中输入 3 7 + 回车，输出10

一般来说，使用Bison设计语言的流程，从语法描述到编写一个编译器或者解释器,有三个步骤:

• 以Bison可识别的格式正式地描述语法。对每一个语法规则，描述当这个规则被识别时相应的执行动作，动作由C语句序列。即我们在示例中看到的%%和%%这间的内容。
• 描述编写一个词法分析器处理输入并将记号传递给语法分析器（即yylex函数一定要存在）。词法分析器既可是手工编写的C代码, 也可以由lex产生，后面我们会讨论如何将re2c与bison结合使用。上面的示例中是直接手工编写C代码实现一个命令行读取内容的词法分析器。
• 编写一个调用Bison产生的分析器的控制函数，在示例中是main函数直接调用。编写错误报告函数（即yyerror函数）。

将这些源代码转换成可执行程序，需要按以下步骤进行：

• 按语法运行Bison产生分析器。对应示例中的命令，bison demo.y
• 同其它源代码一样编译Bison输出的代码，链接目标文件以产生最终的产品。即对应示例中的命令　gcc -o test -lm test.tab.c

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