在Python中使用PLY.YACC实现简单的解释器

PLY（Python Lex-Yacc）是一种用于构建编译器和解释器的Python工具，它结合了词法分析器（LEX）和语法分析器（YACC）的功能。PLY提供了一种简单而灵活的方法来指定语法规则、词法单元和语义动作，从而实现解释器或编译器。

下面是一个使用PLY.YACC实现简单解释器的例子，该解释器将解析和计算简单的数学表达式。假设我们有以下BNF语法规则:

expression -> expression '+' term
expression -> expression '-' term
expression -> term
term -> term '*' factor
term -> term '/' factor
term -> factor
factor -> '(' expression ')'
factor -> NUMBER

首先，我们需要定义词法单元（tokens）。在此例中，我们只需要考虑四种类型的词法单元：NUMBER，加号（+），减号（-），以及括号（(和)）。我们可以使用PLY自带的lex模块来实现这一点。

import ply.lex as lex

tokens = (
    'NUMBER',
    'PLUS',
    'MINUS',
    'LPAREN',
    'RPAREN',
)

t_PLUS = r'\+'
t_MINUS = r'-'
t_LPAREN = r'\('
t_RPAREN = r'\)'

def t_NUMBER(t):
    r'\d+'
    t.value = int(t.value)
    return t

t_ignore = ' \t
'

def t_error(t):
    print(f"Invalid character: {t.value[0]}")
    t.lexer.skip(1)

lexer = lex.lex()

接下来，我们可以定义语法规则，并编写相应的语义动作来执行计算操作。我们可以使用PLY的yacc模块来实现这一点。

import ply.yacc as yacc

def p_expression_plus(p):
    'expression : expression PLUS term'
    p[0] = p[1] + p[3]

def p_expression_minus(p):
    'expression : expression MINUS term'
    p[0] = p[1] - p[3]

def p_expression_term(p):
    'expression : term'
    p[0] = p[1]

def p_term_times(p):
    'term : term "*" factor'
    p[0] = p[1] * p[3]

def p_term_div(p):
    'term : term "/" factor'
    p[0] = p[1] / p[3]

def p_term_factor(p):
    'term : factor'
    p[0] = p[1]

def p_factor_expr(p):
    'factor : LPAREN expression RPAREN'
    p[0] = p[2]

def p_factor_number(p):
    'factor : NUMBER'
    p[0] = p[1]

def p_error(p):
    print("Syntax error")

parser = yacc.yacc()

最后，我们可以定义一个解释器函数来接收用户输入的数学表达式并计算结果。

def calculate(expression):
    result = parser.parse(expression, lexer=lexer)
    return result

example_expression = "(5 + 10) / 2"
result = calculate(example_expression)
print(result)  # 输出结果为7.5

在上述示例中，我们首先定义了词法单元（tokens）和相应的正则表达式模式。然后，我们定义了语法规则，并编写语义动作来执行实际的计算操作。最后，我们定义了一个解释器函数，该函数接收一个数学表达式并返回计算结果。