Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 10 от 14 марта 2006 года

После определения «раскладки» составных частей остается связать с редактором атрибуты «название» и «автор», дополнить его возможностью выбора автора из списка, и получится нечто, изображенное на рис. 4. Процесс редактирования документов при помощи такого редактора очень прост и вполне удобен (хотя и слегка непривычен). Например, для добавления подраздела необходимо перейти в ячейку «…добавьте подраздел…» и начать ввод текста. После нажатия клавиши Enter фокус ввода переместится на следующий подраздел.

К автоматизации процесса разработки DSL можно подходить с различных сторон. Классический путь, существовавший задолго до появления языковых инструментариев, заключается в создании грамматики DSL, пригодной для обработки специальными программами — генераторами синтаксических анализаторов.

Генератор синтаксических анализаторов (ГСА) — это утилита, на вход которой поступает файл с описанием правил грамматики некоторого языка, называемого целевым. В результате работы генератор формирует исходные тексты на C++ (или, допустим, Java), содержащие код для обработки конструкций целевого языка и, возможно, для формирования объектной модели. Написание собственного ГСА «с изюминкой» долгое время являлось престижной академической работой в области computer science, поэтому число подобных инструментов сегодня исчисляется десятками. Этот факт даже получил отражение в названиях многих ГСА: «еще один компилятор компиляторов» (yacc), «еще один инструмент для распознавания языков» (ANTLR) и т. п.

В качестве примера приведем фрагмент грамматики ANTLR для языка арифметических выражений, содержащих числа, а также операции ‘+’ и ‘*’. Хотя подобная запись и выглядит страшновато, при наличии определенных навыков она воспринимается достаточно легко.

expr : mexpr (‘+’ mexpr)* ‘;’!;

mexpr : number (‘*’ number)*;

number : (‘0’..’9’)+;

Несмотря на ряд трудностей, связанных с повсеместным применением ГСА, на сегодняшний день они являются распространенным средством автоматизации разбора исходных текстов*. Например, распознаватель SQL для широко известной открытой СУБД PostgreSQL разработан при помощи пары lex и yacc. Интересно отметить, что эта «сладкая парочка» оказала существенное влияние на открытый софт, породив целое направление так называемых «малых языков» (по сути своей являющихся DSL), с которыми пользователи *nix-систем часто имеют дело при редактировании конфигурационных файлов.

* Тот, кто боролся с неоднозначностями и устранением левой рекурсии путем введения фиктивных правил в грамматику, хорошо понимает, трудности какого рода приходится преодолевать.

DSL сам по себе, пусть даже и с хорошим редактором, не представляет интереса до тех пор, пока мы не привяжем его понятия к языку реализации — как правило, некоторому универсальному языку программирования, например Java или С#. Для решения этой задачи в языковых инструментариях применяются технологии метапрограммирования (см. врезку «Что такое метапрограмма?»).

Вид метапрограммы существенно зависит как от структуры DSL, так и от языка реализации проекта. Например, в случае DSL «Структура статьи в КТ» можно сгенерировать документ HTML или макрос для Word, который в процессе выполнения сформирует шаблон будущей статьи с необходимой разметкой документа. При этом метапрограмма, генерирующая HTML, будет сильно отличаться от метапрограммы-генератора документа Word.

Вообще говоря, метапрограммирование — интересная и мощная, но довольно сложная технология. Именно поэтому в окончательном варианте статьи опущен пример, связанный с написанием метапрограммы для нашего DSL «Структура статьи в КТ». Отметим лишь, что процесс написания метапрограмм можно радикально облегчить, если мы хорошо представляем себе конечный результат — исходный код на языке реализации. Поэтому при ведении проекта на DSL целесообразно использовать прототипирование, то есть вначале создать «скелет» разрабатываемого приложения, а уж затем проектировать DSL и метапрограммы-генераторы для него.

Обобщая, можно выделить следующие этапы разработки приложений с участием языковых инструментариев:

1. Cоздание прототипа, содержащего частичную реализацию минимально необходимого набора бизнес-функций («скелет» будущего приложения).