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5.7 KiB
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まずは，Hello World!
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===================
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プログラマーあれば，何はともあれ，まずは「Hello World」ですよね。それでは，「hello world!」と正しく入力できたら「OK」，そうでなければ「NG」と表示するプログラムを作ってみましょう！
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これがソースコードです。
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```cpp
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// hello.cc
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#include <iostream>
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#include "peglib.h"
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using namespace std;
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// 文法定義
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const auto grammar = R"(
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PROGRAM <- _ HELLO _ WORLD '!' _
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HELLO <- [hH] 'ello'
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WORLD <- [wW] 'orld'
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_ <- [ \t]*
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)";
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int main(void)
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{
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// 文法を読み込んでパーサーを生成
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peglib::peg parser(grammar);
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// 文法に誤りがあったかチェック
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if (!parser) {
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cerr << "grammar error..." << endl;
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return -1;
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}
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while (true) {
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// 文字列を一行読み込み
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cout << "> ";
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string line;
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getline(cin, line);
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if (line == "quit") {
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break;
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}
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// ユーザーからの入力をパース
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if (parser.parse(line.c_str())) {
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cout << "OK" << endl;
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} else {
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cout << "NG" << endl;
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}
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}
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return 0;
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}
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```
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このコードを`hello.cc`に保存して，それからコンパイルしてみましょう。PEG Parser Libraryを使用するので，[ここから](https://raw.githubusercontent.com/yhirose/cpp-peglib/master/peglib.h)`peglib.h`ダウンロードして，`hello.cc`があるディレクトリに保存してください。
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コンパイルにはC++11の機能を有効にする設定が必要です。わたしは普段`clang++`のパージョン3.5を使っているので，こんな感じになります。
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```
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clang++ -std='c++11' -o hello hello.cc
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```
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g++ 5.1でもほとんど同じで，
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```
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g++ -std='c+11' -o hello hello.cc'
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```
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Visual C++ 14 (Visual Studio 2015) では，
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```
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cl -DUNICODE /EHsc hello.cc User32.lib
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```
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とするとうまくいきました。
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では生成された実行ファイルを実行してみましょう。すると画面に`>`が表示され，ユーザーに入力を促します。文字列を入力してリターンキーを押してみましょう。正しく「hello world!」と入力すると「OK」と表示されます。間違うと「NG」です。ちなみに「 Hello World! 」もOKです。
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```
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> はろーわーるど！
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NG
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> hello world!
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OK
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> Hello World!
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OK
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```
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どうでしょう，見事にPEG版Hello Worldが動きました！（プログラムを終了したい時は`quit`を入力するか，`Ctrl+C`を押してください。）
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では，このプログラムを順を追って見てみましょう。
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まずはPEGライブラリを読み込みます。`peglib.h`はC++ header-only libraryですので、libファイルをリンクする必要はありません。
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```cpp
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#include "peglib.h"
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```
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続いてPEGで文法を定義します。今回は「Hello World!」という文字列を受け付けるとても簡単な文法です。言葉の先頭は大文字でも小文字でも受け入れてくれます。「＿」は0以上長さのスペース文字やタブ文字，つまり「空白」を定義しています。入力文字列の前後や，「hello」と「world」の間には空白入れることができます。(ちなみに「world」と「!」の間には空白をいれることができません。)
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```cpp
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const auto grammar = R"(
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PROGRAM <- _ HELLO _ WORLD '!' _
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HELLO <- [hH] 'ello'
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WORLD <- [wW] 'orld'
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_ <- [ \t]*
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)";
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```
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脇にそれますが，この文法には一つ大きなバグがあります。実は「helloworld!」のように言葉をくっつけて入力しても結果が「OK」になってしまいます。というのは「HELLO _ WORLD」の中の「＿」は「0以上」を意味する「*」を使っているので，長さ0の空文字列にもマッチしてしまうからです。このバグの解決法は後ほど改めてしたいと思います。
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この文法を理解するPEGパーサーを生成しましょう。`peglib::peg`がパーサーです。先ほどの定義した文法をコンストラクタに渡してパーサーを生成します。
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```cpp
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peglib::peg parser(grammar);
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if (!parser) {
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cerr << "grammar error..." << endl;
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return -1;
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}
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```
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文法にエラーがあると、上記のように`parser`オブジェクトの真偽値はfalseになります。
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最後に`parser.parse`メソッドを呼び出して、ユーザーの入力した文字列をパースします。そしてコードに構文エラーがあるかどうかを、メソッドの戻り値が教えてくれます。
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```cpp
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if (parser.parse(line.c_str())) {
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cout << "OK" << endl;
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} else {
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cout << "NG" << endl;
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}
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```
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ではこれを起点として，より実用的な言語を作っていきましょう。言語の作成には次のようなステップが必要です。
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1. 文法を定義する（PEGの表記を使う。もちろん自分で書きます）
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2. パーサーを生成する（PEGライブラリを使う）
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3. ソースコードをパースして、構文木（AST―Abstract Syntax Tree）を生成する
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4. ASTを実行する（ここも自分でコードを書かないといけません）
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これからの章では，それぞれのステップを順を追って説明していきます。その際，実際にコードを動かしたり，自分で拡張していくなら，より一層理解が深まるに違いありません。Happy Hacking!
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次章では、PEGでどのように言語の文法をデザインしていくかを見てみましょう。
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