I1M2014: Analizadores sintácticos funcionales
En la clase de hoy del curso Informática de 1º del Grado en Matemáticas hemos estudiado la construcción de analizadores sintácticos con Haskell.
La clase se desarrolló siguiendo el siguiente guión:
- planteamiento del problema de análisis sintáctico,
- tipo de los analizadores,
- analizadores básicos,
- composición de analizadores y
- construcción de un analizador de expresiones aritméticas
Las transparencias usadas en la clase son las del tema 12:
El código del tema es
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module Analizador where import Data.Char -- --------------------------------------------------------------------- -- § El tipo de los analizadores -- -- --------------------------------------------------------------------- type Analizador a = String -> [(a,String)] analiza :: Analizador a -> String -> [(a,String)] analiza a cs = a cs -- --------------------------------------------------------------------- -- § Analizadores básicos -- -- --------------------------------------------------------------------- -- analiza (resultado 3) "Hola" == [(3,"Hola")] resultado :: a -> Analizador a resultado v = \ent -> [(v,ent)] -- analiza fallo "Hola" == [] fallo :: Analizador a fallo = \ent -> [] -- analiza elemento "Hola" == [('H',"ola")] -- analiza elemento "" == [] elemento :: Analizador Char elemento = \xs -> case xs of [] -> [] (x:xs) -> [(x,xs)] -- --------------------------------------------------------------------- -- § Secuenciación -- -- --------------------------------------------------------------------- -- ((p >*> f) e) falla si el análisis de e por p falla, en caso -- contrario, se obtiene un valor (v) y una salida (s), se aplica la -- función f al valor v obteniéndose un nuevo analizador con el que se -- analiza la salida s. infixr 5 >*> (>*>) :: Analizador a -> (a -> Analizador b) -> Analizador b p >*> f = \ent -> case analiza p ent of [] -> [] [(v,sal)] -> analiza (f v) sal -- primeroTercero es un analizador que devuelve la primero y tercer -- carácter de la cadena. Por ejemplo, -- primeroTercero "Juan" == [(('J','a'),"n")] -- primeroTercero "Ju" == [] primeroTercero :: Analizador (Char,Char) primeroTercero = elemento >*> \x -> elemento >*> \_ -> elemento >*> \y -> resultado (x,y) -- --------------------------------------------------------------------- -- § Elección -- -- --------------------------------------------------------------------- -- ((p +++ q) e) analiza e con p y si falla analiza e con q. Por ejemplo, -- analiza (elemento +++ resultado 'd') "abc" == [('a',"bc")] -- analiza (fallo +++ resultado 'd') "abc" == [('d',"abc")] -- analiza (fallo +++ fallo) "abc" == [] (+++) :: Analizador a -> Analizador a -> Analizador a p +++ q = \ent -> case analiza p ent of [] -> analiza q ent [(v,sal)] -> [(v,sal)] -- --------------------------------------------------------------------- -- Primitivas derivadas -- -- --------------------------------------------------------------------- -- (sat p) es el analizador que consume un elemento si dicho elemento -- cumple la propiedad p y falla en caso contrario. Por ejemplo, -- analiza (sat isLower) "hola" == [('h',"ola")] -- analiza (sat isLower) "Hola" == [] sat :: (Char -> Bool) -> Analizador Char sat p = elemento >*> \x -> if p x then resultado x else fallo -- analiza digito "123" == [('1',"23")] -- analiza digito "uno" == [] digito :: Analizador Char digito = sat isDigit -- analiza minuscula "eva" == [('e',"va")] -- analiza minuscula "Eva" == [] minuscula :: Analizador Char minuscula = sat isLower -- analiza mayuscula "Eva" == [('E',"va")] -- analiza mayuscula "eva" == [] mayuscula :: Analizador Char mayuscula = sat isUpper -- analiza letra "Eva" == [('E',"va")] -- analiza letra "eva" == [('e',"va")] -- analiza letra "123" == [] letra :: Analizador Char letra = sat isAlpha -- analiza alfanumerico "Eva" == [('E',"va")] -- analiza alfanumerico "eva" == [('e',"va")] -- analiza alfanumerico "123" == [('1',"23")] -- analiza alfanumerico " 123" == [] alfanumerico :: Analizador Char alfanumerico = sat isAlphaNum -- analiza (caracter 'E') "Eva" == [('E',"va")] -- analiza (caracter 'E') "eva" == [] caracter :: Char -> Analizador Char caracter x = sat (== x) -- analiza (cadena "abc") "abcdef" == [("abc","def")] -- analiza (cadena "abc") "abdcef" == [] cadena :: String -> Analizador String cadena [] = resultado [] cadena (x:xs) = caracter x >*> \x -> cadena xs >*> \xs -> resultado (x:xs) -- analiza (varios digito) "235abc" == [("235","abc")] -- analiza (varios digito) "abc235" == [("","abc235")] varios :: Analizador a -> Analizador [a] varios p = varios1 p +++ resultado [] -- analiza (varios1 digito) "235abc" == [("235","abc")] -- analiza (varios1 digito) "abc235" == [] varios1 :: Analizador a -> Analizador [a] varios1 p = p >*> \v -> varios p >*> \vs -> resultado (v:vs) -- analiza ident "lunes12 de Ene" == [("lunes12"," de Ene")] -- analiza ident "Lunes12 de Ene" == [] ident :: Analizador String ident = minuscula >*> \x -> varios alfanumerico >*> \xs -> resultado (x:xs) -- analiza nat "14DeAbril" == [(14,"DeAbril")] -- analiza nat " 14DeAbril" == [] nat :: Analizador Int nat = varios1 digito >*> \xs -> resultado (read xs) -- analiza espacio " a b c" == [((),"a b c")] espacio :: Analizador () espacio = varios (sat isSpace) >*> \_ -> resultado () -- --------------------------------------------------------------------- -- § Tratamiento de espacios -- -- --------------------------------------------------------------------- -- analiza (unidad nat) " 14DeAbril" == [(14,"DeAbril")] -- analiza (unidad nat) " 14 DeAbril" == [(14,"DeAbril")] unidad :: Analizador a -> Analizador a unidad p = espacio >*> \_ -> p >*> \v -> espacio >*> \_ -> resultado v -- analiza identificador " lunes12 de Ene" == [("lunes12","de Ene")] identificador :: Analizador String identificador = unidad ident -- analiza natural " 14DeAbril" == [(14,"DeAbril")] natural :: Analizador Int natural = unidad nat -- analiza (simbolo "abc") " abcdef" == [("abc","def")] simbolo :: String -> Analizador String simbolo xs = unidad (cadena xs) -- analiza listaNat " [ 2, 3, 5 ]" == [([2,3,5],"")] -- analiza listaNat " [ 2, 3,]" == [] listaNat :: Analizador [Int] listaNat = simbolo "[" >*> \_ -> natural >*> \n -> varios (simbolo "," >*> \_ -> natural) >*> \ns -> simbolo "]" >*> \_ -> resultado (n:ns) -- --------------------------------------------------------------------- -- § Expresiones aritméticas -- -- --------------------------------------------------------------------- -- analiza expr "2*3+5" == [(11,"")] -- analiza expr "2*(3+5)" == [(16,"")] -- analiza expr "2+3*5" == [(17,"")] -- analiza expr "2*3+5abc" == [(11,"abc")] expr :: Analizador Int expr = term >*> \t -> (simbolo "+" >*> \_ -> expr >*> \e -> resultado (t+e)) +++ resultado t -- analiza term "2*3+5" == [(6,"+5")] term :: Analizador Int term = factor >*> \f -> (simbolo "*" >*> \_ -> term >*> \t -> resultado (f*t)) +++ resultado f -- analiza factor "2*3+5" == [(2,"*3+5")] -- analiza factor "(2+3)*5" == [(5,"*5")] -- analiza factor "(2+3*7)*5" == [(23,"*5")] factor :: Analizador Int factor = (simbolo "(" >*> \_ -> expr >*> \e -> simbolo ")" >*> \_ -> resultado e) +++ natural -- valor "2*3+5" == 11 -- valor "2*(3+5)" == 16 -- valor "2 * 3 + 5" == 11 -- valor "2*3x+5y" == *** Exception: entrada sin usar x+5y -- valor "-1" == *** Exception: entrada no valida valor :: String -> Int valor xs = case (analiza expr xs) of [(n,[])] -> n [(_,sal)] -> error ("entrada sin usar " ++ sal) [] -> error "entrada no valida" |