ชุมชนโปรแกรมเมอร์กำลังเป็นพยานในการเปลี่ยนแปลงวิธีการที่นักพัฒนาเข้าหาการสร้าง parser โดย recursive descent parsers กำลังได้รับความนิยมมากกว่า parser generators แบบดั้งเดิม การเปลี่ยนแปลงนี้สะท้อนถึงแนวโน้มที่กว้างขึ้นในการพัฒนาซอฟต์แวร์ ที่ความเรียบง่ายและความสามารถในการดูแลรักษามักจะเหนือกว่าความสง่างามทางทฤษฎี
การเติบโตของ Hand-Written Parsers
นักพัฒนาหลายคนในปัจจุบันชอบเขียน parsers ด้วยตนเองโดยใช้เทคนิค recursive descent วิธีการนี้ให้การควบคุมโดยตรงเหนือกระบวนการ parsing และทำให้การ debug ง่ายขึ้น ไม่เหมือนกับ parser generators ที่สร้าง state machines ที่ซับซ้อน recursive descent parsers ใช้ recursive functions ที่เรียบง่ายซึ่งสะท้อนโครงสร้าง grammar อย่างเป็นธรรมชาติ
แนวโน้มนี้ได้รับแรงผลักดันบางส่วนเพราะระบบการผลิตสมัยใหม่ใช้วิธีการนี้มากขึ้น นักพัฒนาพบว่า recursive descent parsers ไม่เพียงแต่เข้าใจง่ายกว่า แต่ยังแก้ไขได้ง่ายกว่าเมื่อข้อกำหนดเปลี่ยนแปลง
หมายเหตุ: Recursive descent เป็นเทคนิคการ parsing แบบ top-down ที่แต่ละกฎ grammar จะสอดคล้องกับฟังก์ชันที่เรียกฟังก์ชันอื่นๆ แบบ recursive
LR Parser Generators เผชิญกับการต่อต้าน
LR parser generators แบบดั้งเดิม ซึ่งเคยเป็นมาตรฐานทองคำทางวิชาการ กำลังสูญเสียพื้นที่ในการประยุกต์ใช้จริง แม้ว่าเครื่องมือเหล่านี้จะสามารถจัดการกับ grammars ที่ซับซ้อนมากขึ้นและตรวจจับความคลุมเครือโดยอัตโนมัติ แต่นักพัฒนาหลายคนพบว่ามันซับซ้อนเกินความจำเป็นสำหรับงานในโลกแห่งความเป็นจริงส่วนใหญ่
ความชอบทางวิชาการสำหรับ LR parsers เกิดจากพลังทางทฤษฎีและความสามารถในการ parse grammar ในคลาสที่กว้างขึ้น อย่างไรก็ตาม ช่องว่างระหว่างการสอนทางวิชาการและการปฏิบัติในอุตสาหกรรมได้ขยายกว้างขึ้น โดยนักพัฒนาหลายคนไม่เคยพบ LR parsers นอกเหนือจากหลักสูตรมหาวิทยาลัย
แนวคิดที่ว่าคุณจะ hand-roll parser generator แล้วใช้มันเพื่อสร้าง parser และผลลัพธ์จะมี bug น้อยกว่าการ hand-roll recursive descent parser นั้น แสดงให้เห็นว่าฉันไม่เคยเขียนโค้ดนอกเหนือจากบริบททางวิชาการ
หมายเหตุ: LR parsers เป็น bottom-up parsers ที่สามารถจัดการกับ left-recursive grammars และตรวจจับ grammar conflicts บางประเภทโดยอัตโนมัติ
เครื่องมือ Parser ยอดนิยมจำแนกตามภาษา
- OCaml: Menhir LR parser generator (ทางเลือกสมัยใหม่แทน Yacc)
- C/C++: Bison (ปรับปรุงจาก YACC พร้อมการส่งออกตาราง XML)
- Python: PLY, PyBison (แม้ว่า pyparsing จะได้รับความนิยมมากกว่า)
- Cross-language: ANTLR (แม้ว่าจะไม่ค่อยได้รับความนิยมสำหรับโปรเจกต์ง่ายๆ)
- SQLite: Custom Lemon LALR(1) parser generator
การพิจารณาเชิงปฏิบัติขับเคลื่อนการยอมรับ
การเลือกระหว่างวิธีการ parsing มักจะขึ้นอยู่กับปัจจัยเชิงปฏิบัติมากกว่าความสามารถทางทฤษฎี Recursive descent parsers เป็นเลิศในจุดกึ่งกลางระหว่างง่ายต่อการเริ่มต้นและง่ายต่อการจบ ทำให้มีความน่าสนใจสำหรับโปรเจกต์ขนาดกลางที่ความสามารถในการดูแลรักษามีความสำคัญมากกว่าพลังการ parsing
นักพัฒนาบางคนใช้วิธีการแบบผสม โดยใช้ LR parser generators เพื่อตรวจสอบความคลุมเครือของ grammar ในขณะที่ implement parser จริงโดยใช้ recursive descent กลยุทธ์นี้รวมประโยชน์ของการตรวจสอบจากเครื่องมือที่เป็นทางการกับความเรียบง่ายของโค้ดที่เขียนด้วยมือ
การเปรียบเทียบประเภทของ Parser
แนวทาง | ข้อดี | ข้อเสีย | กรณีการใช้งานที่เหมาะสม |
---|---|---|---|
Recursive Descent | เข้าใจง่าย debug และแก้ไขได้ง่าย | ไม่สามารถจัดการ left-recursive grammars ได้โดยตรง | ภาษาขนาดเล็กถึงกลาง, DSLs |
LR Parser Generators | จัดการ grammars ที่ซับซ้อนได้ ตรวจจับความคลุมเครือได้ | เครื่องมือซับซ้อน debug ยากกว่า | ภาษาขนาดใหญ่และซับซ้อน |
Hybrid Approach | การตรวจสอบ + ความเรียบง่าย | ต้องดูแลระบบสองชุด | โปรเจกต์ที่ต้องการการตรวจสอบ grammar |
เครื่องมือและเทคนิคสมัยใหม่
การพัฒนาล่าสุดทำให้ recursive descent parsing เข้าถึงได้ง่ายยิ่งขึ้น เทคนิคเช่น Pratt-style precedence climbing ช่วยจัดการ operator precedence อย่างสง่างาม ในขณะที่เครื่องมือพัฒนาสมัยใหม่ รวมถึงผู้ช่วย AI สามารถสร้าง recursive descent parsers ได้อย่างรวดเร็วสำหรับ grammars ขนาดเล็กถึงกลาง
การเกิดขึ้นของข้อกำหนด incremental parsing ยังมีอิทธิพลต่อการเลือกเครื่องมือ Tree-sitter ซึ่งเป็นไลบรารี incremental parsing ที่ได้รับความนิยม ใช้เทคนิค LR แต่ระบบนิเวศที่กว้างขึ้นยังคงแสดงความชอบที่แข็งแกร่งสำหรับวิธีการ recursive descent ในการ implement ภาษาใหม่
การอภิปรายสะท้อนถึงความตึงเครียดที่กว้างขึ้นในการพัฒนาซอฟต์แวร์ระหว่างความเข้มงวดทางทฤษฎีและความเรียบง่ายเชิงปฏิบัติ แม้ว่า parser generators จะเสนอความสามารถที่ทรงพลัง แต่ชุมชนโปรแกรมเมอร์ให้ความสำคัญกับเครื่องมือที่เข้าใจง่าย แก้ไขได้ และ debug ได้มากขึ้นเหนือกว่าเครื่องมือที่จัดการกับ edge cases ที่โปรเจกต์ส่วนใหญ่ไม่เคยพบ