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# Thema
Wir möchten inkrementelle Parser sowohl in ihrer algebraischen Struktur als auch
in einer Implementierung in Haskell als edit-lenses (alá @hofmann2012edit)
auffassen.
Unter einem inkrementellen Parser verstehen wir (analog zu
@ghezzi1979incremental) ein Programm, das, nach einem initialen Parsevorgang,
gegeben eine Spezifikation einer Änderung der textuellen Eingabe schneller ein
neues Ergebnis erzeugt als es ohne zusätzlichen Kontext möglich wäre
(gewöhnlicherweise in logarithmischer Zeit in der Länge der Eingabe).
Für die Darstellung als edit-lens erweitern wir diese Definition und fordern,
dass statt einem neuen Ergebnis eine Spezifikation einer Änderung am Ergebnis
erzeugt werden soll (das Anwenden dieser Änderung auf ein altes Ergebnis sollte
die Laufzeit nicht verschlechtern).
Unsere Implementierung soll inkrementelle Parser für reguläre- und
$LL(1)$-Sprachen sowie für Fragmente von Java und XML bereitstellen.
# Bekannte Ergebnisse
Parser für kontextfreie Grammatiken
~ @wagner1998efficient haben einen inkrementellen $LL(1)$-Parser mit dem
gewünschten Laufzeitverhalten vorgestellt.
Für allgemeine kontextfreie Grammatiken haben @wagner1997incremental eine
Herangehensweise entwicklet, die Mehrdeutigkeiten direkt im Ergebnis
kodiert.
Hierbei wird das gewünschte Laufzeitverhalten in den meisten
Anwendungsfällen (z.B. C und C++) erreicht (das worst-case Verhalten ist
natürlich exponentiell).
Wir betrachten auch Beispiele die zwar nicht $LL(1)$ sind jedoch trotzdem
eindeutig geparst werden können (z.B. valides XML) und planen nicht
nondeterminismus im Parse-Vorgang zu erlauben.
Durch die Darstellung unserer Parser planen wir Änderungen in der Eingabe in
Änderungen in der Ausgabe zu übersetzen, statt, wie in den referenzierten
Arbeiten, in eine bereits neu konstruierte Ausgabe.
Zudem planen wir unsere Beispiele möglichst deklarativ (in idiomatischem
Haskell) statt imperativ (die referenzierten Arbeiten verwenden C++) zu
formulieren.
Inkrementelle Semantische Analyse
~ @maddox1997incremental beschreibt eine deklarative Sprache für
kontextsensitive Grammatiken (basierend auf Attributgrammatiken) und ein
System um aus jener sowohl einen inkrementellen Parser als auch ein Programm
zur inkrementellen semantischen Analyse auf dem Ergebnis abzuleiten.
Das präsentierte System ist eng gekoppelt und basiert in wesentlichen Teilen
auf der Repräsentation der betrachteten Sprache als Attributgrammatik, was
es notwendig macht diverse Fälle mit nur geringer Uniformität zu behandeln.
Es lassen sich zwar Kompositionen von Attributsgrammatiken (und daher
vmtl. auch von den in dieser Arbeit eingeführten _ADL_-Termen) berechnen es
ist jedoch davon auszugehen, dass, vor allem durch das Interface unserer
Parser als edit-lens statt als compiler-generator, einfachere
Komponierbarkeit erreicht werden kann.
Wir wollen zudem versuchen, durch geeignete algebraische Struktur, ohne die
diversen expliziten caching-Mechanismen auszukommen, die hier eingesetzt
werden.
Andere, verwandte Arbeiten (z.B. die von @gafter1990parallel oder
@hedin1992incremental) haben ähnliche Probleme in Bezug auf Komponierbarkeit
ihrer Ergebnisse.
Applikative parser mit lazy evaluation
~ @bernardy2009lazy beschreibt eine Implementierung applikativer Parser (alá
@swierstra2001combinator) die noch während dem parse-Vorgang Resultate
produziert (der Parser ist _online_) und über einen Mechanismus verfügt
partielle Resultate für den Lauf des Parsers auf einem Präfix der Eingabe zu
memoisieren.
Unter der Verwendung von lazy evaluation lassen sich damit unsere Anforderungen
an inkrementelle Parser realisieren.
Abgrenzen lassen sich die von uns verfolgten Ziele von den Ergebnissen aus
[-@bernardy2009lazy] vor allem durch die Darstellung als edit-lenses und
dass wir Parser für eine weitere Auswahl von Grammatiken konkret
implementieren möchten.
# Verwandte Themen
Parser als Linsen
~ @zaytsev2014parsing stellen eine Taxonomie von Darstellungen (als String,
Liste von Tokens (wmgl. getypt), Parse-Baum (wmgl. mit Vieldeutigkeiten), …)
vor und charakterisieren Prozesse die zwischen Darstellungen konvertieren
(insbesondere Parser als funktionale Linsen).
@hofmann2012edit erweitern das gewöhnliche Bild von funktionalen Linsen um
solche, die direkt auf Differenzen von Strukturen agieren.
Die beiden Ergebnisse lassen sich insofern kombinieren, dass inkrementelle
Parser als edit lenses aufgefasst werden, was mitunter Ziel der Arbeit sein
soll (@zaytsev2014parsing schlagen diese Anwendung in ihrer Arbeit vor).
Edit languages
~ @hofmann2013edit spezifizieren eine Sprache zur Beschreibung von
edit-Operationen auf _information-trees_.
Es ist naheliegend geparste XML-Dokumente als information-tree aufzufassen
und Veränderungen in der serialisierten Darstellung des Dokuments vermöge
unserer XML-Parser edit-lens auf edit-Operationen aus [-@hofmann2013edit]
abzubilden.
Bidirectional tree- & string transformations
~ @foster2007combinators spezifizieren eine Sprache für bidirektionale
Baum-Transformationen als funktionale Linsen und deren Kompositionen.
Sollte sich im Laufe der Implementierung herausstellen, dass eine
Repräsentierung der edit-Operationen auf XML als Linsen zusätzliche
Uniformität hervorbringt, so ist es zweckmäßig von der Beschreibung alá
@hofmann2013edit auf bidirektionale Baum-Transformationen umzusteigen.
Es ist abzusehen, dass, falls eine Beschreibung der edit-Operationen auf
Bäume nützlich ist, sie es auch auf Strings sein wird. In diesem Fall bieten
sich die Methoden von @bohannon2008boomerang an.
Symmetrische Linsen
~ Unparsing (pretty-printing) soll in dieser Arbeit nicht behandelt werden.
Polish Parsers & Parser-Kombinatoren
~ Es ist nicht auszuschließen, dass wir unsere Beispiel-Parser vermöge einer
eigenen Implementierung von Parser-Kombinatoren (alá
@swierstra2001combinator) konstruieren.
Falls sich eine Implementierung von Parser-Kombinatoren anbietet gibt es
keinen offensichtlichen Grund warum sich die Konstruktion aus
[-@hughes2003polish] nicht anwenden lassen sollte.
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