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まずは,Hello World!
はじめに取り組むプログラムは,もちろん「Hello World」ですよね。
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!以下がソースコードです。
// hello.cc
#include <iostream>
#include "peglib.h"
using namespace std;
// 文法定義
const auto grammar = R"(
PROGRAM <- _ HELLO _ WORLD '!' _
HELLO <- [hH] 'ello'
WORLD <- [wW] 'orld'
_ <- [ \t]*
)";
int main(void)
{
// 文法を読み込んでパーサーを生成
peglib::peg parser(grammar);
// 文法に誤りがあったかチェック
if (!parser) {
cerr << "grammar error..." << endl;
return -1;
}
while (true) {
// 文字列を一行読み込み
cout << "> ";
string line;
getline(cin, line);
if (line == "quit") {
break;
}
// ユーザーからの入力をパース
if (parser.parse(line.c_str())) {
cout << "OK" << endl;
} else {
cout << "NG" << endl;
}
}
return 0;
}
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。このコードはPEGパーサライブラリを使用するので,ここから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。
コンパイル時にはC++11の機能を有効にする必要があります。clang++
のパージョン3.5ではこんな感じになります。
clang++ -std='c++11' -o hello hello.cc
g++ 5.1でもほとんど同じで,
g++ -std='c+11' -o hello hello.cc'
Visual C++ 14 (Visual Studio 2015) では,
cl -DUNICODE /EHsc hello.cc User32.lib
とするとコンパイルできました。
では生成された実行ファイルを実行してみましょう。画面に>
が表示され,ユーザーに入力を促します。何か文字列を入力してリターンキーを押してみましょう。正確に「hello world!」と入力すると「OK」と表示されます。何かおかしな入力をすると「NG」になります。ちなみに「 Hello World! 」もOKです。
> はろーわーるど!
NG
> hello world!
OK
> Hello World!
OK
見事にPEG版Hello Worldをクリアです!(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。)
--
では,このプログラムのPEGに関する部分を順を追ってみましょう。
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,他にファイルは必要ありません。
#include "peglib.h"
続いてPEGで文法を定義します。この文法は「Hello World!」という文字列を受け付けるだけのとても簡単なものです。言葉の先頭は大文字でも小文字でも大丈夫です。入力文字列の前後や「hello」と「world」の間には,任意の長さのスペースやタブを入れることができます。(ちなみに「world」と「!」の間には入れることができません。)
const auto grammar = R"(
PROGRAM <- _ HELLO _ WORLD '!' _
HELLO <- [hH] 'ello'
WORLD <- [wW] 'orld'
_ <- [ \t]*
)";
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。このバグの解決法は2章を読むとわかります。
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。
// 文法を読み込んでパーサーを生成
peglib::peg parser(grammar);
// 文法に誤りがあったかチェック
if (!parser) {
cerr << "grammar error..." << endl;
return -1;
}
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が'false'になります。
最後にparser.parse
メソッドを呼び、ユーザーの入力した文字列をパースします。成功するとtrue
が返ります。
// ユーザーからの入力をパース
if (parser.parse(line.c_str())) {
cout << "OK" << endl;
} else {
cout << "NG" << endl;
}
これでおしまいです。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。インタープリタ型言語の作成には,次のようなステップが必要です。
- 言語の文法を定義する
- パーサーを生成する
- ソースコードをパースして、AST(Abstract Syntax Tree―構文木)を生成する
- ASTを実行するインタープリタを作成する
PEGパーサーライブラリはステップ2と3のみ扱います。それでステップ1と2は自分で扱わなければなりません。でもこの文法定義とインタープリタ作成の部分が一番面白いところで,言語に個性を与えるオリジナリティを出せるところだと思います。
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!