Как разобрать текст для DSL во время компиляции?

"a && b || c"

const std::string expression_text("a && b || c");

Expr expr(magical_function(expression_text));

evaluate(expr, a, b, c);

Отказ от ответственности: я ничего не знаю о metaparse, и очень мало о прото. Следующий код — моя попытка (в основном методом проб и ошибок) изменить этот пример сделать что-то похожее на то, что вы хотите.

Код может быть легко разделен на несколько частей:

1. Грамматика

---

1,1 Определения токенов

typedef token < lit_c < 'a' > > arg1_token;
typedef token < lit_c < 'b' > > arg2_token;
typedef token < lit_c < 'c' > > arg3_token;

• token<Parser>:
  токен является комбинатором синтаксического анализатора, который использует Parser в
  анализирует ввод и затем использует (и отбрасывает) все пробелы после этого.
  Результат разбора есть результат Parser,
• lit_c<char>:
  lit_c соответствует конкретному char и результат
  разбор это тот же самый символ. В грамматике этот результат отменяется
  использование always,

typedef token < keyword < _S ( "true" ), bool_<true> > > true_token;
typedef token < keyword < _S ( "false" ), bool_<false> > > false_token;

• keyword<metaparse_string,result_type=undefined>:
  Ключевое слово соответствует
  конкретный metaparse_string (_S("true") возвращается
  metaparse::string<'t','r','u','e'> это то, что метапарсис использует внутри
  сделать свое волшебство) и результат анализа result_type,

typedef token < keyword < _S ( "&&" ) > > and_token;
typedef token < keyword < _S ( "||" ) > > or_token;
typedef token < lit_c < '!' > > not_token;

В случае and_token а также or_token результат не определен и в грамматике ниже он игнорируется.

---

1.2 «Правила» грамматики

struct paren_exp;

Первый paren_exp объявлен заранее.

typedef one_of<
paren_exp,
transform<true_token, build_value>,
transform<false_token, build_value>,
always<arg1_token, arg<0> >,
always<arg2_token, arg<1> >,
always<arg3_token, arg<2> >
>
value_exp;

• one_of<Parsers...>:
  one_of является комбинатором синтаксического анализатора, который пытается сопоставить входные данные с одним из его параметров. Результатом является то, что возвращает первый соответствующий парсер.
• transform<Parser,SemanticAction>:
  transform является комбинатором синтаксического анализатора, который соответствует Parser, Тип результата является типом результата Parser преобразовано SemanticAction,

• always<Parser,NewResultType>:
  Матчи Parser, возвращает NewResultType,

  Эквивалентное духовное правило будет:

  value_exp = paren_exp [ _val=_1 ]
  | true_token      [ _val=build_value(_1) ]
  | false_token     [ _val=build_value(_1) ]
  | argN_token      [ _val=phx::construct<arg<N>>() ];
  

typedef one_of<
transform<last_of<not_token, value_exp>, build_not>,
value_exp
>
not_exp;

• last_of<Parsers...>:
  last_of соответствует каждому из Parsers в последовательности и его тип результата является типом результата последнего парсера.

  Эквивалентное духовное правило будет:

  not_exp = (omit[not_token] >> value_exp) [ _val=build_not(_1) ]
  | value_exp                          [ _val=_1 ];
  

typedef
foldl_start_with_parser<
last_of<and_token, not_exp>,
not_exp,
build_and
> and_exp; // and_exp = not_exp >> *(omit[and_token] >> not_exp);

typedef
foldl_start_with_parser<
last_of<or_token, and_exp>,
and_exp,
build_or
> or_exp;     // or_exp = and_exp >> *(omit[or_token] >> and_exp);

• foldl_start_with_parser<RepeatingParser,InitialParser,SemanticAction>:
  этот парсер комбинатор совпадений InitialParser а потом RepeatingParser несколько раз, пока не получится. Тип результата является результатом mpl::fold<RepeatingParserSequence, InitialParserResult, SemanticAction>, где RepeatingParserSequence представляет собой последовательность типов результатов каждого приложения RepeatingParser, Если RepeatingParser никогда не удается, тип результата просто InitialParserResult,

  Я верю (xd), что эквивалентное духовное правило будет:

  or_exp = and_exp[_a=_1]
  >> *( omit[or_token] >> and_exp [ _val = build_or(_1,_a), _a = _val ]);
  

struct paren_exp: middle_of < lit_c < '(' > , or_exp, lit_c < ')' > > {};
// paren_exp = '(' >> or_exp >> ')';

• middle_of<Parsers...>:
  это соответствует последовательности Parsers и тип результата является результатом синтаксического анализатора, который находится в середине.

typedef last_of<repeated<space>, or_exp> expression;
//expression = omit[*space] >> or_exp;

• repeated<Parser>:
  этот комбинатор парсера пытается совпасть Parser многократно. Результатом является последовательность типов результатов каждого приложения синтаксического анализатора, если анализатор завершается неудачно с первой попытки, результатом является пустая последовательность.
  Это правило просто удаляет все начальные пробелы.

typedef build_parser<entire_input<expression> > function_parser;

Эта строка создает метафункцию, которая принимает входную строку и возвращает результат анализа.

---

2. Построение выражения

Давайте посмотрим на пример прохождения построения выражения. Это делается в два этапа: сначала грамматика создает дерево, которое зависит от build_or, build_and, build_value, build_not а также arg<N>, Как только вы получите этот тип, вы можете получить прото-выражение, используя proto_type ЬурейеЕ.

«a ||! b»

Мы начинаем на or_expr:

• or_expr: Мы пробуем его InitialParser, который and_expr,
• • and_expr: Мы пробуем его InitialParser, который not_expr,
• • • not_expr: not_token терпит неудачу, поэтому мы пытаемся value_expr,
• • • • value_expr: arg1_token успешен. Тип возврата arg<0> и мы вернемся к not_expr,
• • • not_expr: тип возврата не изменяется на этом этапе. Мы возвращаемся к and_expr,
• • and_expr: Мы пробуем его RepeatingParser, он терпит неудачу. and_expr успешно выполняется, и его тип возвращаемого значения является типом возвращаемого значения InitialParser: arg<0>. Мы возвращаемся к or_expr,
  • or_expr: Мы пробуем его совпадения RepeatingParser, or_token, мы пытаемся and_expr,
• • and_expr: Попробуем его InitialParser not_expr,
• • • not_expr: not_token удаётся, мы пытаемся value_expr,
• • • • value_expr: arg2_token успешен. Тип возврата arg<1> и мы вернемся к not_expr,
• • • not_expr: тип возвращаемого значения изменяется преобразованием с использованием build_not: build_not :: применять< Arg<1>>. Мы возвращаемся к and_expr,
• • and_expr: Мы пробуем его RepeatingParser, он терпит неудачу. and_expr успешно завершается и возвращается build_not :: применять< Arg<1>>. Мы возвращаемся к or_expr,
• or_expr: RepeatingParser завершился успешно, foldlp использует build_or на build_not::apply< arg<1> > а также arg<0>, получение build_or::apply< build_not::apply< arg<1> >, arg<0> >.

Как только мы построим это дерево, мы получим его proto_type:

build_or::apply< build_not::apply< arg<1> >, arg<0> >::proto_type;
proto::logical_or< arg<0>::proto_type, build_not::apply< arg<1> >::proto_type >::type;
proto::logical_or< proto::terminal< placeholder<0> >::type, build_not::apply< arg<1> >::proto_type >::type;
proto::logical_or< proto::terminal< placeholder<0> >::type, proto::logical_not< arg<1>::proto_type >::type >::type;
proto::logical_or< proto::terminal< placeholder<0> >::type, proto::logical_not< proto::terminal< placeholder<1> >::type >::type >::type;

---

Полный образец кода (Работает на Wandbox)

#include <iostream>
#include <vector>

#include <boost/metaparse/repeated.hpp>
#include <boost/metaparse/sequence.hpp>
#include <boost/metaparse/lit_c.hpp>
#include <boost/metaparse/last_of.hpp>
#include <boost/metaparse/middle_of.hpp>
#include <boost/metaparse/space.hpp>
#include <boost/metaparse/foldl_start_with_parser.hpp>
#include <boost/metaparse/one_of.hpp>
#include <boost/metaparse/token.hpp>
#include <boost/metaparse/entire_input.hpp>
#include <boost/metaparse/string.hpp>
#include <boost/metaparse/transform.hpp>
#include <boost/metaparse/always.hpp>
#include <boost/metaparse/build_parser.hpp>
#include <boost/metaparse/keyword.hpp>

#include <boost/mpl/apply_wrap.hpp>
#include <boost/mpl/front.hpp>
#include <boost/mpl/back.hpp>
#include <boost/mpl/bool.hpp>

#include <boost/proto/proto.hpp>
#include <boost/fusion/include/at.hpp>
#include <boost/fusion/include/make_vector.hpp>

using boost::metaparse::sequence;
using boost::metaparse::lit_c;
using boost::metaparse::last_of;
using boost::metaparse::middle_of;
using boost::metaparse::space;
using boost::metaparse::repeated;
using boost::metaparse::build_parser;
using boost::metaparse::foldl_start_with_parser;
using boost::metaparse::one_of;
using boost::metaparse::token;
using boost::metaparse::entire_input;
using boost::metaparse::transform;
using boost::metaparse::always;
using boost::metaparse::keyword;

using boost::mpl::apply_wrap1;
using boost::mpl::front;
using boost::mpl::back;
using boost::mpl::bool_;struct build_or
{
typedef build_or type;

template <class C, class State>
struct apply
{
typedef apply type;
typedef typename boost::proto::logical_or<typename State::proto_type, typename C::proto_type >::type proto_type;
};
};

struct build_and
{
typedef build_and type;

template <class C, class State>
struct apply
{
typedef apply type;
typedef typename boost::proto::logical_and<typename State::proto_type, typename C::proto_type >::type proto_type;
};
};template<bool I>
struct value //helper struct that will be used during the evaluation in the proto context
{};

struct build_value
{
typedef build_value type;

template <class V>
struct apply
{
typedef apply type;
typedef typename boost::proto::terminal<value<V::type::value> >::type proto_type;
};
};

struct build_not
{
typedef build_not type;

template <class V>
struct apply
{
typedef apply type;
typedef typename boost::proto::logical_not<typename V::proto_type >::type proto_type;
};
};

template<int I>
struct placeholder //helper struct that will be used during the evaluation in the proto context
{};

template<int I>
struct arg
{
typedef arg type;
typedef typename boost::proto::terminal<placeholder<I> >::type proto_type;
};

#ifdef _S
#error _S already defined
#endif
#define _S BOOST_METAPARSE_STRING

typedef token < keyword < _S ( "&&" ) > > and_token;
typedef token < keyword < _S ( "||" ) > > or_token;
typedef token < lit_c < '!' > > not_token;

typedef token < keyword < _S ( "true" ), bool_<true> > > true_token;
typedef token < keyword < _S ( "false" ), bool_<false> > > false_token;

typedef token < lit_c < 'a' > > arg1_token;
typedef token < lit_c < 'b' > > arg2_token;
typedef token < lit_c < 'c' > > arg3_token;struct paren_exp;

typedef
one_of< paren_exp, transform<true_token, build_value>, transform<false_token, build_value>, always<arg1_token, arg<0> >, always<arg2_token, arg<1> >, always<arg3_token, arg<2> > >
value_exp; //value_exp = paren_exp | true_token | false_token | arg1_token | arg2_token | arg3_token;

typedef
one_of< transform<last_of<not_token, value_exp>, build_not>, value_exp>
not_exp; //not_exp = (omit[not_token] >> value_exp) | value_exp;

typedef
foldl_start_with_parser <
last_of<and_token, not_exp>,
not_exp,
build_and
>
and_exp; // and_exp = not_exp >> *(and_token >> not_exp);

typedef
foldl_start_with_parser <
last_of<or_token, and_exp>,
and_exp,
build_or
>
or_exp; // or_exp = and_exp >> *(or_token >> and_exp);

struct paren_exp: middle_of < lit_c < '(' > , or_exp, lit_c < ')' > > {}; //paren_exp = lit('(') >> or_exp >> lit('(');

typedef last_of<repeated<space>, or_exp> expression; //expression = omit[*space] >> or_exp;

typedef build_parser<entire_input<expression> > function_parser;template <typename Args>
struct calculator_context
: boost::proto::callable_context< calculator_context<Args> const >
{
calculator_context ( const Args& args ) : args_ ( args ) {}
// Values to replace the placeholders
const Args& args_;

// Define the result type of the calculator.
// (This makes the calculator_context "callable".)
typedef bool result_type;

// Handle the placeholders:
template<int I>
bool operator() ( boost::proto::tag::terminal, placeholder<I> ) const
{
return boost::fusion::at_c<I> ( args_ );
}

template<bool I>
bool operator() ( boost::proto::tag::terminal, value<I> ) const
{
return I;
}
};

template <typename Args>
calculator_context<Args> make_context ( const Args& args )
{
return calculator_context<Args> ( args );
}

template <typename Expr, typename ... Args>
int evaluate ( const Expr& expr, const Args& ... args )
{
return boost::proto::eval ( expr, make_context ( boost::fusion::make_vector ( args... ) ) );
}

#ifdef LAMBDA
#error LAMBDA already defined
#endif
#define LAMBDA(exp) apply_wrap1<function_parser, _S(exp)>::type::proto_type{}

int main()
{
using std::cout;
using std::endl;

cout << evaluate ( LAMBDA ( "true&&false" ) ) << endl;
cout << evaluate ( LAMBDA ( "true&&a" ), false ) << endl;
cout << evaluate ( LAMBDA ( "true&&a" ), true ) << endl;
cout << evaluate ( LAMBDA ( "a&&b" ), true, false ) << endl;
cout << evaluate ( LAMBDA ( "a&&(b||c)" ), true, false, true ) << endl;
cout << evaluate ( LAMBDA ( "!a&&(false||(b&&!c||false))" ), false, true, false ) << endl;
}

/*int main(int argc , char** argv)
{
using std::cout;
using std::endl;

bool a=false, b=false, c=false;

if(argc==4)
{
a=(argv[1][0]=='1');
b=(argv[2][0]=='1');
c=(argv[3][0]=='1');
}

LAMBDA("a && b || c") expr;

cout << evaluate(expr, true, true, false) << endl;
cout << evaluate(expr, a, b, c) << endl;

return 0;
}*/