Искусство программирования для Unix

Unix имеет давнюю традицию поддержки инструментов, которые специально предназначены для генерации кода для различных специальных целей. Давними "монументами" данной традиции, которые "уходят корнями" в Version 7 и ранние дни Unix, а также фактически использовались для написания оригинального Portable С Compiler в 1970-х годах, являются утилиты 1ех(1) и уасс(1). Их современными совместимыми потомками являются /1ех(1) и bison(1), часть GNU-инструментария, которая до сих пор интенсивно используется и в наши дни. Данные программы послужили примером, который продолжает развиваться в проектах, подобных построителю интерфейсов Glade в GNOME.

15.3.1. уасс и lex

Программы уасс и lex являются инструментальными средствами для генерации синтаксических анализаторов языков программирования. В главе 8 отмечалось, что свой первый мини-язык программист часто создает случайно, а не как часть запланированной конструкции. В результате, как правило, появляется созданный вручную синтаксический анализатор, который приводит к чрезмерным затратам времени на сопровождение и отладку, особенно, если разработчик не поймет, что часть разработанного им кода является синтаксическим анализатором и не отделит его соответствующим образом от остальной части кода приложения. Генераторы синтаксических анализаторов являются инструментами, которые позволяют добиться большего, чем создание случайной, узкоспециальной реализации. Они не только позволяют разработчику выразить спецификацию грамматики на более высоком уровне, но и четко отделяют сложность реализации синтаксического анализатора от остального кода.

Если разработчик достиг того момента, когда планируется реализовать мини-язык с нуля, а не путем расширения или внедрения существующего языка сценариев или анализатора XML, то утилиты уасс и lex, вероятно, окажутся наиболее важными инструментами после компилятора С.

Как lex, так и уасс генерируют код для одной функции, соответственно, для "получения лексемы из входного потока" и для "синтаксического анализа последовательности лексем на предмет ее соответствия грамматике". Обычно созданная уасс функция синтаксического анализатора вызывает функцию анализатора лексем, сгенерированного lex, каждый раз при необходимости получения следующей лексемы. Если в г/асс-сгенерированном синтаксическом анализаторе вообще не существует написанных пользователем обратных вызовов С, то работа данного анализатора сводится только к проверке синтаксиса. Возвращаемое значение сообщит вызывающей программе о совпадении входных данных с ожидаемой грамматикой.

В более распространенном варианте пользовательский С-код, встроенный в сгенерированный синтаксический анализатор, заполняет некоторые динамические структуры данных как побочный эффект синтаксического анализа ввода. Если мини-язык является декларативным, то приложение может использовать эти структуры данных непосредственно. В случае императивного мини-языка структуры данных могут включать в себя дерево грамматического разбора, которое немедленно передается некоторой оценочной функции.

Утилита уасс имеет довольно некрасивый интерфейс — через экспортируемые глобальные переменные с именным префиксом уу_. Это связано с тем, что программа уасс предшествовала структурам С. Фактически уасс предшествовала самому языку С; первая реализация утилиты была написана на языке В, предшественнике С. Грубый, хотя и эффективный алгоритм, используемый в сгенерированных уасс синтаксических анализаторах при попытках восстановления после ошибок анализа (лексемы выталкиваются до тех пор, пока не обнаружится явная ошибка), также может привести к проблемам, включая утечки памяти.