使用pyparsing实现布尔表达式计算

语言及语法定义

布尔表达式包含：逻辑表达式 and or not，关系表达式 >, >=, ==, <=, <

源码位置：https://github.com/wangdxh/eopl3-in-python   let 文件夹下面 pyand.py

简单的布尔表达式如下：

我们使用“let  变量定义  in  布尔表达式 ” 这样的语句来引入变量的定义，可以在布尔表达式中引用定义的变量，实例如下：

在《Oreilly-Getting-Started-with-Pyparsing》一书中，49页有一个逻辑表达式的BNF定义，如下：

在这个定义中，定义了逻辑表达式的优先级 not >  and > or 并且是一个递归的定义，Term的定义包含 可选的 not，然后是 单个单词，字符串（quotedString），或者括号括起来的另一个表达式。这里and or not 两边并不是关系表达式，而是单词，字符串，是书中的一个例子，后面我们会将其修改为关系表达式。

And表达式的定义为 Term 跟着 可选的 多个and Term。布尔表达式定义为 And 表达式加上 可选的 多个or And表达式。这样解析的时候，a && b || c 出现||的时候，左右两边被解析为and表达式，&&的两边被解析为term表达式，优先级比较明确。

下图是使用pyparsing语法定义的 表达式：

解析的时候，term 中包含的子表达式被包含在一个列表内，多个并列的and语句包含在一个列表内。

使用pyparsing解析如图

and or not 逻辑表达式有优先级，和一元二元区分，and和or是二元，not是一元，pyparsing提供了一个简单的操作符优先级的语法定义：如下

将Term修改为只有 单词和字符串的定义，

多个操作符定义为列表，第一个元素为定义的逻辑符号，第二个元素说明是一元还是二元，第三个元素是说明操作符是left- or right-associative。使用操作符优先级定义比较简洁，效果等同于上一段的pyparsing定义。省略了递归定义，和（）操作符的定义。

下面是我们定义的关系表达式的语法，关系表达式中可以使用变量，数值，字符串，支持>,== <,>=, <=.(少了一个!=)

每个关系表达式封装在一个子列表内。BoolTerm 可以是任何一个关系表达式。使用操作符优先级进行定义：

定义let表达式：原来 in 后面跟着的body，修改为boolexpr。变量定义中变量的值只能赋值为item，上面item定义为变量，数值，字符串，所以在扩展环境中的变量的值的时候，直接扩展，不需要对item进行解析计算了。

解释执行

let的语句执行时，对于变量定义列表，varvalue的值都是直接的值，直接扩展到环境中去，然后返回boolexp的解析结果

布尔表达式，首先是以and 和 or 分割的list，not 或者 关系表达式都被封装在更深一层的list内部，所以顶级有&& 或者 || 出现的时候，总是 一个或者多个 && || 组成的列表，在列表的1,3,5奇数位上总是 &&或||，0,2,4是 关系表达式，或者子布尔表达式。同一级的表达式如果出现多个||，则计算每一个的值，碰到第一个为真，就返回，表达式都执行没有返回，就返回假。 多个&&时，碰到第一个为假就返回，多个表达式计算完成没有返回，就返回真。

如果是not表达式，则exp的第一个字符是not ！，直接返回 第二个元素的反值。not表达式解析为一个独立的list，所以元素为2，后面跟着not的对象。

剩余的就是计算关系表达式的值了：关系表达式都是有3个元素的，所以解析出来的list结果，每一个list都是至少有2个元素的，所以下面直接通过索引判断list的取值，并不会越界。

关系表达式的解释：关系表达式都是二元的，所以取值的时候只要取出0,2,的值即可，1号位的元素肯定是字符串的关系符号。0和2号位，如果不是以“开头的字符串说明它是一个变量，这里有个注意的地方，pyparsing解析出来的字符串，如果不设置setParseAction时，removeQuotes解析出来的结果是带引号的，这里我们通过引号来区分其实字符串类型还是变量类型。变量和字符串的类型区分，后续会用其他方法进行区分。

真正解释关系表达式的时候，是将每个关系表达式转换成字符串，然后调用eval直接当成python语言进行计算。如果关系表达式中包含变量的时候，提前将其的值从环境中查找出来 apply_env。然后再组成字符串。

遗留问题：只通过解析出来的list元素值，不太好区分 变量 和 字符串 的定义。可以通过设置setResultsName别名来区分，但是效果不是很好。