精读《手写 SQL 编译器 - 词法剖析》

2023年2月8日 124次阅读 来源: 黄子毅

1 弁言

由于工作关系，须要开辟支撑浩瀚方言的 SQL 编辑器，所以温习了一下编译道理相干学问。

比拟编译道理专家，我们只须要相识部份编译道理即可完成 SQL 编辑器，所以这是一篇写给前端的编译道理文章。

剖析 SQL 能够分为以下四步：

  1. 词法剖析，将 SQL 字符串拆分红包括关键词识别的字符段（Tokens）。
  2. 语法剖析，应用自顶向下或自底向上的算法，将 Tokens 剖析为 AST，能够手动，也能够自动。
  3. 毛病检测、恢复、提醒揣摸，都须要应用语法剖析发作的 AST。
  4. 语义剖析，做完这一步就能够实行 SQL 语句了，不过对前端而言，不须要深切到这一步，能够跳过。

2 精读

词法剖析就像刀削面的历程，拿着一段字符串（面条）一端不停下刀，当面条被切完也就完成了词法剖析，所以词法剖析是 字符串 -> 一堆字符段 的历程。

流程很简朴，难点就在下刀的分寸了，每次砍几厘米呢？

回到词法剖析，为了预备切分，我们须要定义 SQL 的 Token 有哪些范例，即 Token 分类。

Token 分类

SQL 的 Token 能够分为以下几类：

  • 解释。
  • 关键字（SELECT、CREATE）。
  • 操作符（+、-、>=）。
  • 开闭合标志（(、CASE）。
  • 占位符（?）。
  • 空格。
  • 引号包裹的文本、数字、字段。
  • 方言语法（${variable}）。

能够看到，在词法剖析阶段，我们的 Tokens 不须要体贴关键词是什么，只需识别是不是是关键词即可，由于关键词的识别会留到语法剖析时处置惩罚。涉及到语意处置惩罚就要斟酌上下文，而这都不是词法剖析阶段要斟酌的。

一样，操作符、空格、文本、占位符等构成了 SQL 语句的其他部份，末了经由过程开闭合标志比方左括号和右括号，让 SQL 支撑子语句。

再强调一次，虽然 SQL 支撑子语句，但并非放在任何位置都是合理的，其他范例 Token 同理，然则词法剖析不须要斟酌 Token 是不是合理，只需切分即可。

用正则逐段分词

像大多数言语一样，SQL 为了轻易人类浏览，采纳从左到右的誊写体式格局，因而分词方向也从左到右。

我们为每一个 Token 范例写一个函数，比方婚配空格的婚配函数：

function getTokenWhitespace(restStr: string) {
  const matches = restStr.match(/^(\s+)/);

  if (matches) {
    return { type, value: matches[1] };
  }
}

restStr 示意掐去头部剩下的 SQL 字符串，一切婚配函数都拿 restStr 举行婚配，已婚配的不须要再处置惩罚。

经由过程正则 /^(\s+)/ 婚配到第一个以空格开首的空格（读起来有点别扭），婚配时必需保证以你要婚配的内容开首，而且只婚配一次，如许才不会在切词时发作脱漏。

同理婚配 /**/ 范例解释时，也能经由过程正则易如反掌的完成：

function getTokenBlockComment(restStr: string) {
  const matches = restStr.match(/^(\/\*[^]*?(?:\*\/|$))/);

  if (matches) {
    return { type, value: matches[1] };
  }
}

个中 (?:\*/\) 示意婚配到以 */ 末端处，而 (?:\*\/|$) 背面的 |$ 示意或许直接婚配到末端（假如一向没有碰到 */ 那背面悉数看成解释）。

所以只需 Token 分类妥当，而且能为每一个分类写一个头婚配正则，分词功用就完成了 90%。

方言拓展

为了支撑某些方言，须要从分词时就最先做斟酌。比方 ${variable} 作为一种变量用法时，我们须要在一般字段的正则婚配中，到场一项 \$\{[a-zA-Z0-9]+\} 婚配。

假如要支撑纯中文作为字段，能够再补充 |\u4e00-\u9fa5。

分词主流程

有了一个个分词函数，再补充一个不停婚配、切割字符串、再婚配的主函数即可，这一步更简朴：

while (sqlStr) {
  token =
    getTokenWhitespace(sqlStr, token) | getTokenBlockComment(sqlStr, token);

  sqlStr = sqlStr.substring(token.value.length);

  tokens.push(token);
}

上面的函数每取一次 Token，都将取到的 Token 长度丢掉，继承婚配剩下的字符串，直到字符串被切分完为止。

有些特殊情况须要拿到上次的 Token 才推断下一个 Token 该怎样切割，所以将 Token 传给每一个下一步 Match 函数。

末了，实行这个主函数，分词就完成了！

3 总结

分词比较简朴，到这里就悉数完毕了。背面行将进入深水区语法剖析，敬请期待。

4 更多议论

议论地点是：
精读《手写 SQL 编译器 – 词法剖析》 · Issue #93 · dt-fe/weekly

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    原文作者：黄子毅
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000015568992
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