added shunting yard expr parser
This commit is contained in:
parent
d1d3fe73df
commit
404916048a
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@ -0,0 +1,13 @@
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{
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"version": "2.0.0",
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"tasks": [
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{
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"type": "cargo",
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"command": "run",
|
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"problemMatcher": [
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"$rustc"
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],
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"label": "rust: cargo run"
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}
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]
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||||
}
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10
src/main.rs
10
src/main.rs
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@ -9,14 +9,12 @@ fn main() {
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let source =
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r"
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foo = 5 * 6 + 4
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foo(c) = 3 * c
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foo() = {
|
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c
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}
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main() {
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x = foo(5 * 6)
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main()(x) {
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3 * 5 # comment
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4 * 3
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}
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";
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@ -0,0 +1,106 @@
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use std::collections::{VecDeque};
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use crate::token::{Token};
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||||
#[derive(Eq, Debug)]
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pub struct Func<'a> {
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/// name of this function
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||||
pub name: Option<&'a str>,
|
||||
/// parameter names
|
||||
pub args: Option<Vec<&'a str>>,
|
||||
/// raw tokens
|
||||
pub raw: Option<VecDeque<Token<'a>>>,
|
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/// if the function returns a single value
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pub results: bool,
|
||||
/// parsed content
|
||||
pub expr: Option<Expr<'a>>,
|
||||
}
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||||
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impl<'a> Func<'a> {
|
||||
pub fn new() -> Self {
|
||||
Self {
|
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args: None,
|
||||
raw: None,
|
||||
name: None,
|
||||
results: false,
|
||||
expr: None,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl<'a> PartialEq for Func<'a> {
|
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fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
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self.args == other.args && self.name == self.name
|
||||
}
|
||||
}
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impl<'a> std::fmt::Display for Func<'a> {
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/// print this functions declaration in the form of ```foo(x,y) = {}```
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fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
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||||
f.write_fmt(format_args!("{}", &self.name.unwrap()))?;
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||||
// format the arguments
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if let Some(args) = &self.args {
|
||||
f.write_str("(")?;
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for (x, arg) in args.iter().enumerate() {
|
||||
if x == 0 {
|
||||
f.write_fmt(format_args!("{}", arg))?;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f.write_fmt(format_args!(", {}", arg))?;
|
||||
}
|
||||
f.write_str(")")?;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if self.results {
|
||||
f.write_str(" =")?;
|
||||
}
|
||||
|
||||
f.write_str(" {}")
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
pub type Block<'a> = VecDeque<Expr<'a>>;
|
||||
|
||||
#[derive(Debug)]
|
||||
pub enum Expr<'a> {
|
||||
/// group of more expressions
|
||||
Block(Block<'a>),
|
||||
/// single term
|
||||
Term(VecDeque<Token<'a>>)
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub struct Scope<'a> {
|
||||
pub funcs: Vec<&'a str>,
|
||||
pub args: Option<&'a Vec<&'a str>>,
|
||||
/// stack of scoped block variables
|
||||
pub vars: Vec<Vec<&'a str>>,
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl<'a> Scope<'a> {
|
||||
pub fn alloc_scope(&mut self) {
|
||||
self.vars.push(Vec::new())
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn pop_scope(&mut self) {
|
||||
self.vars.pop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn is_func(&self, name: &'a str) -> bool {
|
||||
self.funcs.contains(&name)
|
||||
}
|
||||
pub fn is_arg(&self, name: &'a str) -> bool {
|
||||
if let Some(args) = self.args {
|
||||
return args.contains(&name);
|
||||
}
|
||||
false
|
||||
}
|
||||
pub fn is_var(&self, name: &'a str) -> bool {
|
||||
for vars in self.vars.iter() {
|
||||
if vars.contains(&name) {
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
false
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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@ -1,124 +1,338 @@
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|||
use std::collections::{VecDeque, HashSet};
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||||
use core::panic;
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use std::{collections::{VecDeque}, vec};
|
||||
use crate::token::{Token, Operator, Assoc};
|
||||
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||||
use crate::token::Token;
|
||||
mod data;
|
||||
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||||
#[derive(Eq, Hash)]
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||||
pub struct Function<'a> {
|
||||
/// parameter names
|
||||
pub params: Option<Vec<&'a str>>,
|
||||
/// raw tokens
|
||||
pub raw: Option<VecDeque<Token<'a>>>
|
||||
}
|
||||
use data::*;
|
||||
|
||||
impl<'a> Function<'a> {
|
||||
pub fn new() -> Self {
|
||||
Self {
|
||||
params: None,
|
||||
raw: None
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/// simple brace-counting parser to detect functions
|
||||
fn discover_functions<'a>(tokens: &mut VecDeque<crate::Token<'a>>) -> Vec<Func<'a>> {
|
||||
let mut funcs = Vec::new();
|
||||
|
||||
impl<'a> PartialEq for Function<'a> {
|
||||
fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
|
||||
self.params == other.params
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// function to currently identifiy
|
||||
let mut func = Func::new();
|
||||
|
||||
/// simple brace-counting parser to detect abstract token syntaxes
|
||||
fn discover_functions<'a>(tokens: &mut VecDeque<crate::Token<'a>>) -> HashSet<Function<'a>> {
|
||||
let mut funcs = HashSet::new();
|
||||
|
||||
let mut name = None;
|
||||
let mut cur_fun = Function::new();
|
||||
|
||||
let mut assigned = false;
|
||||
// count open brackets
|
||||
let mut brace_cnt = 0;
|
||||
let mut parent_cnt = 0;
|
||||
let mut paren_cnt = 0;
|
||||
|
||||
let mut single_line = false;
|
||||
|
||||
macro_rules! finish_func {
|
||||
() => {
|
||||
if funcs.contains(&func) {
|
||||
panic!("Function already defined: {func}")
|
||||
}
|
||||
|
||||
funcs.push(func);
|
||||
func = Func::new();
|
||||
single_line = false;
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
while let Some(top) = tokens.pop_front() {
|
||||
|
||||
// function body detection
|
||||
// has highest priority
|
||||
match &top {
|
||||
crate::Token::Operator(op) => {
|
||||
match op {
|
||||
crate::Operator::Assign => if cur_fun.raw.is_none() {
|
||||
assigned = true;
|
||||
cur_fun.raw = Some(VecDeque::new());
|
||||
Token::Delemiter(char) => match char {
|
||||
'{' => {
|
||||
brace_cnt += 1;
|
||||
if brace_cnt == 1 {
|
||||
if func.name.is_none() {
|
||||
panic!("Anonymous function not permitted");
|
||||
}
|
||||
single_line = false;
|
||||
func.raw = Some(VecDeque::new());
|
||||
continue;
|
||||
},
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
'}' => {
|
||||
brace_cnt -= 1;
|
||||
if brace_cnt == 0 {
|
||||
finish_func!();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
crate::Token::LineBreak => if name.is_some() && cur_fun.raw.is_some() && assigned {
|
||||
funcs.insert(cur_fun);
|
||||
cur_fun = Function::new();
|
||||
|
||||
Token::LineBreak => if single_line {
|
||||
finish_func!();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
crate::Token::Delemiter(char) => {
|
||||
match char {
|
||||
|
||||
'{' => {
|
||||
brace_cnt += 1;
|
||||
if brace_cnt == 1 {
|
||||
// start a new body
|
||||
cur_fun.raw = Some(VecDeque::new());
|
||||
assigned = false;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
'}' => {
|
||||
brace_cnt -= 1;
|
||||
|
||||
// we have a full body!
|
||||
if brace_cnt == 0 {
|
||||
funcs.insert(cur_fun);
|
||||
cur_fun = Function::new();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
|
||||
'(' => if cur_fun.raw.is_none() {
|
||||
parent_cnt += 1;
|
||||
if parent_cnt == 1 {
|
||||
// start a new arg list
|
||||
cur_fun.params = Some(Vec::new());
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
')' => if cur_body.is_none() {
|
||||
parent_cnt -= 1;
|
||||
|
||||
// we have a full body!
|
||||
if parent_cnt == 0 {
|
||||
funcs.insert(cur_fun);
|
||||
cur_fun = Function::new();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
_ => if single_line && func.raw.is_none() {
|
||||
func.raw = Some(VecDeque::new());
|
||||
}
|
||||
_ => (),
|
||||
}
|
||||
|
||||
if let Some(body) = &mut cur_body {
|
||||
if func.raw.is_none() {
|
||||
match &top {
|
||||
Token::Operator(op) => match op {
|
||||
Operator::Assign => {
|
||||
if func.results {
|
||||
panic!("double function assignment not permitted")
|
||||
}
|
||||
if func.name.is_none() {
|
||||
panic!("Anonymous function not permitted");
|
||||
}
|
||||
|
||||
func.results = true;
|
||||
single_line = true;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
|
||||
Token::Assign(name) => {
|
||||
if func.results {
|
||||
panic!("double function assignment not permitted")
|
||||
}
|
||||
if func.name.is_some() {
|
||||
panic!("function already named");
|
||||
}
|
||||
|
||||
func.raw = Some(VecDeque::new());
|
||||
func.name = Some(name);
|
||||
func.results = true;
|
||||
single_line = true;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Token::Delemiter(char) => match char {
|
||||
|
||||
'(' => if func.raw.is_none() {
|
||||
paren_cnt += 1;
|
||||
if paren_cnt == 1 {
|
||||
|
||||
if func.args.is_some() {
|
||||
panic!("double parameter list not permitted");
|
||||
}
|
||||
|
||||
func.args = Some(Vec::new());
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
')' => {
|
||||
paren_cnt -= 1;
|
||||
if paren_cnt == 0 {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
|
||||
Token::Word(text) => {
|
||||
|
||||
if func.name.is_some() {
|
||||
if func.args.is_none() {
|
||||
panic!("Function name already set: {text}")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
func.name = Some(text);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if let Some(body) = &mut func.raw {
|
||||
body.push_back(top);
|
||||
} else if let Some(args) = &mut cur_args {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
else if let Some(args) = &mut func.args {
|
||||
|
||||
if paren_cnt == 0 {
|
||||
panic!("Token is not in parameter list: {:?}", top)
|
||||
}
|
||||
|
||||
match &top {
|
||||
Token::Word(text) => args.push(text),
|
||||
_ => panic!("Argument in list is not a word")
|
||||
_ => panic!("Argument is not a word {:?}", &top)
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
body.push_back(top)
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// if we have anything left it might be an error
|
||||
match &top {
|
||||
Token::LineBreak => (), // valid whitespace
|
||||
_ => panic!("Invalid token: {:?}", top)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
funcs
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// parse the functions raw content to expr for easy compilation using a brace-counter.
|
||||
/// - ```{...}``` surround a block
|
||||
/// - line breaks seperate expressions
|
||||
fn discover_exprs<'a>(functions: &mut Vec<Func<'a>>) {
|
||||
for func in functions.iter_mut() {
|
||||
|
||||
let mut blocks = vec![Block::new()];
|
||||
|
||||
let mut expr = VecDeque::new();
|
||||
|
||||
while let Some(top) = func.raw.as_mut().unwrap().pop_front() {
|
||||
|
||||
match &top {
|
||||
Token::LineBreak => if !expr.is_empty() {
|
||||
blocks.last_mut().expect("Curly brace missmatch").push_back(Expr::Term(expr));
|
||||
expr = VecDeque::new();
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
Token::Delemiter(char) => match char {
|
||||
'{' => {
|
||||
blocks.last_mut().expect("Curly brace missmatch").push_back(Expr::Term(expr));
|
||||
expr = VecDeque::new();
|
||||
blocks.push(Block::new());
|
||||
continue;
|
||||
},
|
||||
'}' => {
|
||||
// pop topmost block of the stack, storing it in the next lower block
|
||||
if let Some(block) = blocks.pop() {
|
||||
blocks.last_mut().expect("Curly brace missmatch").push_back(Expr::Block(block));
|
||||
} else {
|
||||
panic!("Curly brace missmatch")
|
||||
}
|
||||
continue;
|
||||
},
|
||||
_ => ()
|
||||
},
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
|
||||
expr.push_back(top)
|
||||
}
|
||||
|
||||
if !expr.is_empty() {
|
||||
blocks.last_mut().expect("Curly brace missmatch").push_back(Expr::Term(expr));
|
||||
}
|
||||
|
||||
func.expr = Some(Expr::Block(blocks.pop().expect("Curly brace missmmatch")));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// parse a single term using a modified shunting yard
|
||||
fn parse_term<'a>(term: &mut VecDeque<Token<'a>>, scope: &mut Scope) {
|
||||
let mut op_stack = vec![];
|
||||
let mut output = VecDeque::new();
|
||||
|
||||
'outer:
|
||||
while let Some(token) = term.pop_front() {
|
||||
match &token {
|
||||
Token::Word(text) => {
|
||||
if scope.is_func(text) {
|
||||
op_stack.push(Token::Func(text));
|
||||
continue;
|
||||
} else if scope.is_arg(text) {
|
||||
output.push_back(Token::Arg(text));
|
||||
continue;
|
||||
} else if scope.is_var(text) {
|
||||
output.push_back(Token::Var(text));
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
panic!("Unknwon word: {text}")
|
||||
}
|
||||
Token::Number(_) => output.push_back(token),
|
||||
Token::Assign(_) => op_stack.push(token),
|
||||
|
||||
Token::Delemiter(char) => {
|
||||
match char {
|
||||
'(' => op_stack.push(token),
|
||||
')' => {
|
||||
while let Some(token) = op_stack.pop() {
|
||||
match &token {
|
||||
Token::Delemiter(char) => if *char == '(' {
|
||||
if let Some(next) = op_stack.last() {
|
||||
match &next {
|
||||
Token::Func(_) => output.push_back(op_stack.pop().unwrap()),
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
continue 'outer;
|
||||
},
|
||||
_ => output.push_back(token)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
panic!("Mismatched right parenthesis")
|
||||
},
|
||||
_ => panic!("Misplaced character: '{char}'")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
Token::Operator(op) => {
|
||||
let prec0 = op.prec();
|
||||
while let Some(top) = op_stack.last(){
|
||||
match &top {
|
||||
Token::Operator(op1) => {
|
||||
let prec1 = op1.prec();
|
||||
|
||||
if prec1 > prec0 || prec0 == prec1 && op.assoc() == Assoc::Left {
|
||||
output.push_back(op_stack.pop().unwrap())
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
_ => break
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
op_stack.push(token);
|
||||
}
|
||||
_ => ()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
while let Some(token) = op_stack.pop() {
|
||||
match &token {
|
||||
Token::Delemiter(char) => if *char == '(' {
|
||||
panic!("Mismatched parenthesis")
|
||||
},
|
||||
_ => output.push_back(token)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
term.append(&mut output);
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn parse_block(block: &mut Block, scope: &mut Scope) {
|
||||
for expr in block.iter_mut() {
|
||||
match expr {
|
||||
Expr::Block(block) => parse_block(block, scope),
|
||||
Expr::Term(term) => parse_term(term, scope)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn parse_exprs<'a>(funcs: &mut Vec<Func<'a>>) {
|
||||
let mut scope = Scope {
|
||||
funcs: funcs.iter().map(|f| f.name.unwrap()).collect(),
|
||||
args: None,
|
||||
vars: vec![]
|
||||
};
|
||||
|
||||
for func in funcs.iter_mut() {
|
||||
match func.expr.as_mut().expect("Function has no body") {
|
||||
Expr::Block(block) => {
|
||||
scope.args = func.args.as_ref();
|
||||
|
||||
parse_block(block, &mut scope)
|
||||
},
|
||||
_ => panic!("Fatal-Compilier-Error: function must have a block")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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/// reorder and organize a listing of instructions to a RPN based format:
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/// any program is made out of functions.
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/// A function has a name followed by an optional parameter list, followed by an optional equal sign and block.
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pub fn parse<'a>(tokens: &mut VecDeque<crate::Token<'a>>) {
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let mut funcs = discover_functions(tokens);
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discover_exprs(&mut funcs);
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parse_exprs(&mut funcs);
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funcs.iter().for_each(|f| println!("{:?}", f));
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}
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@ -2,27 +2,50 @@ use std::collections::{VecDeque};
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#[derive(Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
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pub enum Operator {
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Assign,
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Add,
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Sub,
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Mul,
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Div
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Div,
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Assign
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}
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#[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
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pub enum Assoc {
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Right,
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Left
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}
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impl Operator {
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pub fn parse<'a>(str: &'a str) -> Self {
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return match str {
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"=" => Operator::Assign,
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"+" => Operator::Add,
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"-" => Operator::Sub,
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"*" => Operator::Mul,
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"/" => Operator::Div,
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"=" => Operator::Assign,
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_ => panic!("Unspecified operator")
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};
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}
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pub fn prec(&self) -> usize {
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return match self {
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Operator::Add => 3,
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Operator::Sub => 3,
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Operator::Mul => 4,
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Operator::Div => 4,
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_ => 0
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}
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}
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pub fn assoc(&self) -> Assoc {
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match self {
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_ => Assoc::Right
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}
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}
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}
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#[derive(Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
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@ -34,10 +57,14 @@ pub enum Token<'a> {
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Delemiter(char),
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Operator(Operator),
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Number(&'a str),
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LineBreak
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LineBreak,
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Func(&'a str),
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Var(&'a str),
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Arg(&'a str),
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||||
Assign(&'a str),
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}
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const TOKEN_REGEX_SRC: &'static str = r"(#.*)|([A-Za-z_]+)|(\d*\.?\d+)|([+\-*=])|([(){}])|(\n)";
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||||
const TOKEN_REGEX_SRC: &'static str = r"(#.*)|([A-Za-z_]+)\s*=|([A-Za-z_]+)|(\d*\.?\d+)|([+\-*/=])|([(){}])|(\n)";
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lazy_static::lazy_static! {
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||||
static ref TOKEN_REGEX: regex::Regex = regex::Regex::new(TOKEN_REGEX_SRC).unwrap();
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@ -59,11 +86,12 @@ pub fn tokenize<'a>(source: &'a str) -> VecDeque<Token<'a>> {
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// if we have a match, save it as token
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if let Some(mat) = group {
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tokens.push_back(match i {
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2 => Token::Word(mat.as_str()),
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3 => Token::Number(mat.as_str()),
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||||
4 => Token::Operator(Operator::parse(mat.as_str())),
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||||
5 => Token::Delemiter(mat.as_str().chars().nth(0).unwrap()),
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||||
6 => Token::LineBreak,
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||||
2 => Token::Assign(mat.as_str()),
|
||||
3 => Token::Word(mat.as_str()),
|
||||
4 => Token::Number(mat.as_str()),
|
||||
5 => Token::Operator(Operator::parse(mat.as_str())),
|
||||
6 => Token::Delemiter(mat.as_str().chars().nth(0).unwrap()),
|
||||
7 => Token::LineBreak,
|
||||
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||||
_ => panic!("Unknown match to tokenize: {}", mat.as_str())
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||||
});
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