自定义一门语言——Quary

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Quary语言的定义是一个很有挑战性的过程，我模仿C—和python成功定义了它（也许并不完备，随着实验的推进我会一一完善），定义语言的过程中，我对BNF语法有了新的了解和学习。为什么定义这门语言？一开始，我的想法很简单，纯粹是觉得，仿照TINY，仿照C—太无聊了！为什么不自己定义一门语言呢？随着我对语言的深入理解，现在发现，这真的是一个很有挑战性的过程，在以后的语法分析，代码优化…过程中，将会遇到更多的挑战，继续加油吧！我的设想是，定义一门自己的语言Quary，创造出自己的编译器 QueryCompiler，然后将它部署到服务器上，做一个前后端项目，让每个人可以通过网络提交到Quary！继续加油！

下面我将会从

• 关键字定义
• 专用符号定义
• 标识符和数字
• 空字字符集
• 注释规则
• 语法和语义规则

这6个方面对Quary进行定义

（1）关键字

Quary语言中我定义了14个关键字，分别表示IF-ELSE分支，INT，CHAR类型，返回语句RETURN，VOID类型，循环WHILE和FOREACH，逻辑运算AND，OR，NOT，输入输出INPUT和PRINT，还有IN在foreach遍历时用到。

1./* reserved words 关键字*/ 2.IF,ELSE,INT,CHAR,RETURN,VOID,WHILE,FOREACH,AND,OR,NOT,INPUT,PRINT,IN, 

（2）专用符号

专用符号表示非保留字，非NUM，ID的其他特殊字符，Quary语言中我定义了如下字符，他们的标识如下：

1.+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { 
    } # 2.ADD,SUB,MUL,DIV, + - * / 3.LS,LE,MR,ME,EE,NE,ASSIGN, < <= > >= == != = 4.SEMI,COMMA, ; , 5.LPAREN,RPAREN () 6.LFPAREN,RFPAREN [] 7.LDPAREN,RDPAREN { 
   } 8.COMMENT,COLON # : 

（3）标识符和数字

数字和标识是Quary中的特殊符号，分别被表示为NUM和ID，可以使用正则表达式来定义：

1.5.ID = letter letter* 2.6.NUM = digit digit* 3.7.letter = a|..|z|A|..|Z 4.8.digit = 0|..|9 

（4）空字符集

空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开 I D、N U M关键字。

（5）注释规则

注释用#…#围起来。注释可以放在任何空白出现的位置 (即注释不能放在标记内)上，且可跨行，注释不能嵌套.

（6）语法和语意

关于语法和语义，我将仿照C-的定义给出Quary语言的BNF语法：

1.program→declaration-list 2.declaration-list→declaration-listdeclaration|declaration 3.declaration→var-declaration|fun-declaration 

程序由声明的列表(或序列)组成，声明可以是函数或变量声明，顺序是任意的。至少必须有一个声明。接下来是语义限制(这些在C中不会出现)。所有的变量和函数在使用前必须声明(这避免了向后backpatching引用)。程序中最后的声明必须是一个函数声明，名字为main。注意，Quary缺乏原型，因此声明和定义之间没有区别

4.var-declaration→type-specifierID;|type-specifierID[NUM]; 5.type-specifier→int|char|void 

变量声明或者声明了简单的整数类型int / 字符类型char变量，或者是基类型为整数/字符的数组变量，索引范围从0到 NUM-1。注意，在一个变量声明中，只能使用类型 指示符int/char。void用于函数声明(参见下面)，也要注意，每个声明只能声明一个变量。

6.fun-declaration→type-specifierID(params)compound-stmt 7.params→param-list|void 8.param-list→param-list,param|param 9.param→type-specifierID|type-specifierID[] 

函数声明由返回类型指示符、标识符以及在圆括号内的用逗号分开的参数列表组成，后面
跟着一个复合语句，是函数的代码。如果函数的返回类型是void，那么函数不返回任何值(即
是一个过程)。函数的参数可以是void(即没有参数)，或者一列描述函数的参数。参数后面跟
着方括号是数组参数，其大小是可变的。简单的整型参数由值传递。数组参数由引用来传递
(也就是指针)，在调用时必须通过数组变量来匹配。注意，类型“函数”没有参数。一个函数
参数的作用域等于函数声明的复合语句，函数的每次请求都有一个独立的参数集。函数可以是递归的(对于使用声明允许的范围)。

10.compound-stmt→:local-declarationsstatement-list end 

11.local-declarations→local-declarationsvar-declaration|empty 12.statement-list→statement-liststatement|empty 

注意声明和语句列表都可以是空的(非终结符empty表示空字符串，有时写作)

13.statement→expression-stmt 14.|compound-stmt 15.|selection-stmt 16.|iteration-stmt 17.|return-stmt 18.expression-stmt→expression;|; 

19.selection-stmt→if(expression):statement 20.|if(expression)statement else statement 21.end 

22.iteration-stmt→while(expression): 23.statement 24.end 

25.iteration-stmt→forEach x in list: 26.statement 27.end 

forEach语句是Quary中遍历列表数组的语句，它重复执行表达式，顺序遍历列表直到到达列表尾结束。

28.return-stmt→return;|return expression; 

29.expression→var=expression|simple-expression 30.var→ID|ID[expression] 

 31.simple-expression→additive-expressionrelopadditive-expression|additive-expression 32.relop→<=|<|>|>=|==|!= 

33.additive-expression→additive-expressionaddopterm|term 34.addop→+|- 35.term→termmulopfactor|factor 36.mulop→*|/ 

37.factor→(expression)|var|call|NUM 

38.call→ID(args) 39.args→arg-list|empty 40.arg-list→arg-list,expression|expression 

41.Int input(void){ 
   ...} 42.Void print(int x | int x[] |char x | char x[]){ 
   ...} 

程序实例

• sample1.qy 测试样1, 他是一个简单的while循环，用于计算1到10的整数和

#  这是一段注释,将不会被识别 sample1.qy 测试样1, 他是一个简单的while循环，用于计算1到10的整数和 # int sum = 0 int i =1 while(i <= 10): # 当i<=10的时候，执行加法 # sum = sum + i i = i + 1 end print ( sum ) # output factorial of x # 

• sample2.qy 测试样2, 他是一个简单的forEach循环，用于计算数组的乘积

#  这是一段注释,将不会被识别 sample2.qy 测试样2, 他是一个简单的forEach循环，用于计算数组的乘积 # int Arr[]=[1,2,3] # 一个数组结构 # int mul=1 forEach a in Arr: mul = mul*a end print(mul) # output factorial of x # 

• sample3.qy 测试样3, 他执行一个简单的条件判断，根据输入的两个变量分别执行求和或者乘积

# 这是一段注释,将不会被识别 sample3.qy 测试样3, 他执行一个简单的条件判断，根据输入的两个变量分别执行求和或者乘积 # int Arr[]=[1,2,3] input(x) # 输入x，y # input(y) int sum=0 int mul=1 if (x>0 and y>0): # 求和 # forEach a in Arr: sum = sum+a end print(sum) else: forEach a in Arr: # 求积 # mul=mul*a end print(mul) end