面向Java开发人员的Scala指南 - 构建计算器,第2部分
时间:2011-01-30 Ted Neward
特定领域语言(Domain-specific languages,DSL)已经成为一个热门话题;很多函数性语言之所以受欢迎,主要是因为它们可以用于构建 DSL。有鉴于此,在 面向 Java 开发人员的 Scala 指南 系列的最后一篇文章中,Ted Neward 继续讨论一个简单的计算器 DSL,以展示函数性语言在构建“外部”DSL 的强大功能,并在此过程中解决将文本输入转换成用于解释的 AST 的问题。为了解析文本输入,并将它转换成上一篇文章中解释器使用的树结构,Ted 引入了 解析器组合子(parser combinator),这是一个专门为这项任务设计的标准 Scala 库。(在 上一篇文章 中,我们构建了一个计算器解析器和 AST)。
回忆一下我们的英雄所处的困境:在试图创建一个 DSL(这里只不过是一种非常简单的计算器语言)时,他创建了包含可用于该语言的各种选项的树结构:
二进制加/减/乘/除运算符
一元反运算符
数值
它背后的执行引擎知道如何执行那些操作,它甚至有一个显式的优化步骤,以减少获得结果所需的计算。
最后的 代码 是这样的:
清单 1. 计算器 DSL:AST 和解释器
package com.tedneward.calcdsl
{
private[calcdsl] abstract class Expr
private[calcdsl] case class Variable(name : String) extends Expr
private[calcdsl] case class Number(value : Double) extends Expr
private[calcdsl] case class UnaryOp(operator : String, arg : Expr) extends Expr
private[calcdsl] case class BinaryOp(operator : String, left : Expr, right : Expr)
extends Expr
object Calc
{
/**
* Function to simplify (a la mathematic terms) expressions
*/
def simplify(e : Expr) : Expr =
{
e match {
// Double negation returns the original value
case UnaryOp("-", UnaryOp("-", x)) => simplify(x)
// Positive returns the original value
case UnaryOp("+", x) => simplify(x)
// Multiplying x by 1 returns the original value
case BinaryOp("*", x, Number(1)) => simplify(x)
// Multiplying 1 by x returns the original value
case BinaryOp("*", Number(1), x) => simplify(x)
// Multiplying x by 0 returns zero
case BinaryOp("*", x, Number(0)) => Number(0)
// Multiplying 0 by x returns zero
case BinaryOp("*", Number(0), x) => Number(0)
// Dividing x by 1 returns the original value
case BinaryOp("/", x, Number(1)) => simplify(x)
// Dividing x by x returns 1
case BinaryOp("/", x1, x2) if x1 == x2 => Number(1)
// Adding x to 0 returns the original value
case BinaryOp("+", x, Number(0)) => simplify(x)
// Adding 0 to x returns the original value
case BinaryOp("+", Number(0), x) => simplify(x)
// Anything else cannot (yet) be simplified
case _ => e
}
}
def evaluate(e : Expr) : Double =
{
simplify(e) match {
case Number(x) => x
case UnaryOp("-", x) => -(evalu
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