c ++中的布尔表达式（语法）解析器
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了c ++中的布尔表达式（语法）解析器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
我想解析一个布尔表达式（在C ++中）。输入表格：
a and b xor (c and d or a and b);
我只想将这个表达式解析为树，知道优先级规则（不是，和，xor，或）。所以上面的表达式应该类似于：
(a and b) xor ((c and d) or (a and b));
到解析器。
树将是以下形式：
a
and
b
or
c
and
d
xor
a
and
b
输入将通过命令行或以字符串的形式。我只需要解析器。
有没有可以帮助我做到这一点的消息来源？
答案
这是一个基于Boost Spirit的实现。
因为Boost Spirit基于表达式模板生成递归下降解析器，所以尊重“特殊”（sic）优先级规则（如其他人所提到的）是相当繁琐的。因此语法缺乏一定的优雅。
抽象数据类型
我使用Boost Variant的递归变体支持定义了一个树数据结构，注意expr的定义：
struct op_or {}; // tag
struct op_and {}; // tag
struct op_xor {}; // tag
struct op_not {}; // tag
typedef std::string var;
template <typename tag> struct binop;
template <typename tag> struct unop;
typedef boost::variant<var,
boost::recursive_wrapper<unop <op_not> >,
boost::recursive_wrapper<binop<op_and> >,
boost::recursive_wrapper<binop<op_xor> >,
boost::recursive_wrapper<binop<op_or> >
> expr;
（完整来源）
语法规则
如上所述，以下是（稍微繁琐）语法定义。
虽然我不认为这个语法是最优的，但它具有很强的可读性，而且我们自己拥有一个静态编译的解析器，在大约50行代码中具有强类型的AST数据类型。事情可能会更糟糕。
template <typename It, typename Skipper = qi::space_type>
struct parser : qi::grammar<It, expr(), Skipper>
{
parser() : parser::base_type(expr_)
{
using namespace qi;
expr_ = or_.alias();
or_ = (xor_ >> "or" >> xor_) [ _val = phx::construct<binop<op_or >>(_1, _2) ] | xor_ [ _val = _1 ];
xor_ = (and_ >> "xor" >> and_) [ _val = phx::construct<binop<op_xor>>(_1, _2) ] | and_ [ _val = _1 ];
and_ = (not_ >> "and" >> not_) [ _val = phx::construct<binop<op_and>>(_1, _2) ] | not_ [ _val = _1 ];
not_ = ("not" > simple ) [ _val = phx::construct<unop <op_not>>(_1) ] | simple [ _val = _1 ];
simple = (('(' > expr_ > ')') | var_);
var_ = qi::lexeme[ +alpha ];
}
private:
qi::rule<It, var() , Skipper> var_;
qi::rule<It, expr(), Skipper> not_, and_, xor_, or_, simple, expr_;
};
在语法树上操作
显然，你想要评估表达式。现在，我决定停止打印，所以我不必为命名变量做查找表:)
遍历递归变体可能一开始看起来很神秘，但是一旦你掌握了它，boost::static_visitor<>就会非常简单：
struct printer : boost::static_visitor<void>
{
printer(std::ostream& os) : _os(os) {}
std::ostream& _os;
//
void operator()(const var& v) const { _os << v; }
void operator()(const binop<op_and>& b) const { print(" & ", b.oper1, b.oper2); }
void operator()(const binop<op_or >& b) const { print(" | ", b.oper1, b.oper2); }
void operator()(const binop<op_xor>& b) const { print(" ^ ", b.oper1, b.oper2); }
void print(const std::string& op, const expr& l, const expr& r) const
{
_os << "(";
boost::apply_visitor(*this, l);
_os << op;
boost::apply_visitor(*this, r);
_os << ")";
}
void operator()(const unop<op_not>& u) const
{
_os << "(";
_os << "!";
boost::apply_visitor(*this, u.oper1);
_os << ")";
}
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const expr& e)
{ boost::apply_visitor(printer(os), e); return os; }
测试输出：
对于代码中的测试用例，输出以下内容，通过添加（冗余）括号来演示正确规则的正确处理：
result: ((a & b) ^ ((c & d) | (a & b)))
result: ((a & b) ^ ((c & d) | (a & b)))
result: (a & b)
result: (a | b)
result: (a ^ b)
result: (!a)
result: ((!a) & b)
result: (!(a & b))
result: (a | (b | c))
完整代码：
#include <boost/spirit/include/qi.hpp>
#include <boost/spirit/include/phoenix.hpp>
#include <boost/spirit/include/phoenix_operator.hpp>
#include <boost/variant/recursive_wrapper.hpp>
namespace qi = boost::spirit::qi;
namespace phx = boost::phoenix;
struct op_or {};
struct op_and {};
struct op_xor {};
struct op_not {};
typedef std::string var;
template <typename tag> struct binop;
template <typename tag> struct unop;
typedef boost::variant<var,
boost::recursive_wrapper<unop <op_not> >,
boost::recursive_wrapper<binop<op_and> >,
boost::recursive_wrapper<binop<op_xor> >,
boost::recursive_wrapper<binop<op_or> >
> expr;
template <typename tag> struct binop
{
explicit binop(const expr& l, const expr& r) : oper1(l), oper2(r) { }
expr oper1, oper2;
};
template <typename tag> struct unop
{
explicit unop(const expr& o) : oper1(o) { }
expr oper1;
};
struct printer : boost::static_visitor<void>
{
printer(std::ostream& os) : _os(os) {}
std::ostream& _os;
//
void operator()(const var& v) const { _os << v; }
void operator()(const binop<op_and>& b) const { print(" & ", b.oper1, b.oper2); }
void operator()(const binop<op_or >& b) const { print(" | ", b.oper1, b.oper2); }
void operator()(const binop<op_xor>& b) const { print(" ^ ", b.oper1, b.oper2); }
void print(const std::string& op, const expr& l, const expr& r) const
{
_os << "(";
boost::apply_visitor(*this, l);
_os << op;
boost::apply_visitor(*this, r);
_os << ")";
}
void operator()(const unop<op_not>& u) const
{
_os << "(";
_os << "!";
boost::apply_visitor(*this, u.oper1);
_os << ")";
}
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const expr& e)
{ boost::apply_visitor(printer(os), e); return os; }
template <typename It, typename Skipper = qi::space_type>
struct parser : qi::grammar<It, expr(), Skipper>
{
parser() : parser::base_type(expr_)
{
using namespace qi;
expr_ = or_.alias();
or_ = (xor_ >> "or" >> or_ ) [ _val = phx::construct<binop<op_or >>(_1, _2) ] | xor_ [ _val = _1 ];
xor_ = (and_ >> "xor" >> xor_) [ _val = phx::construct<binop<op_xor>>(_1, _2) ] | and_ [ _val = _1 ];
and_ = (not_ >> "and" >> and_) [ _val = phx::construct<binop<op_and>>(_1, _2) ] | not_ [ _val = _1 ];
not_ = ("not" > simple ) [ _val = phx::construct<unop <op_not>>(_1) ] | simple [ _val = _1 ];
simple = (('(' > expr_ > ')') | var_);
var_ = qi::lexeme[ +alpha ];
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(expr_);
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(or_);
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(xor_);
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(and_);
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(not_);
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(simple);
BOOST_SPIRIT_DEBUG_NODE(var_);
}
private:
qi::rule<It, var() , Skipper> var_;
qi::rule<It, expr(), Skipper> not_, and_, xor_, or_, simple, expr_;
};
int main()
{
for (auto& input : std::list<std::string> {
// From the OP:
"(a and b) xor ((c and d) or (a and b));",
"a and b xor (c and d or a and b);",
/// Simpler tests:
"a and b;",
"a or b;",
"a xor b;",
"not a;",
"not a and b;",
"not (a and b);",
"a or b or c;",
})
{
auto f(std::begin(input)), l(std::end(input));
parser<decltype(f)> p;
try
{
expr result;
bool ok = qi::phrase_parse(f,l,p > ';',qi::space,result);
if (!ok)
std::cerr << "invalid input
";
else
std::cout << "result: " << result << "
";
} catch (const qi::expectation_failure<decltype(f)>& e)
{
std::cerr << "expectation_failure at '" << std::string(e.first, e.last) << "'
";
}
if (f!=l) std::cer以上是关于c ++中的布尔表达式（语法）解析器的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章