Janet 语言作为一种轻量级、嵌入式脚本语言,其核心库内置了对 Parsing Expression Grammar (PEG) 的支持,这使得开发者能够高效定义和执行解析文法,用于从结构化文本中提取数据。PEG 是一种形式化文法描述方法,类似于扩展的巴科斯-诺尔范式 (EBNF),但其有序选择机制确保解析唯一性,避免了上下文无关文法 (CFG) 中的二义性问题。在 Janet 中,PEG 通过核心函数如 peg/match 和 peg/compile 实现,支持捕获组、断言和回溯,特别适合处理日志、配置文件或自定义格式的数据提取,而无需引入外部依赖或编写繁琐的递归下降解析器。
PEG 文法定义基础
Janet 的 PEG 文法以表形式定义,其中键为规则名称,值为解析表达式。表达式类似于正则表达式,但支持递归和优先级控制。例如,定义一个简单数字加法表达式的文法:
(def grammar
@{:expression (sequence :term (choice (sequence (choice "+" "-") :term)
epsilon))
:term (sequence :factor (choice (sequence (choice "*" "/") :factor)
epsilon))
:factor (choice (sequence "(" :expression ")")
:number)
:number (/ [0-9]+)})
这里,:expression 是起点规则,sequence 表示顺序匹配,choice 表示有序选择(第一个成功即停止),epsilon 表示可选空匹配,/ 表示正则匹配。编译文法使用 (peg/compile grammar),返回一个可重用对象,提高多次解析效率。
对于结构化数据提取,如解析 JSON-like 键值对,文法可扩展为支持对象和数组:
(def json-grammar
@{:value (choice :object :array :string :number :true :false :null)
:object (sequence "{" (choice (sequence :member (sequence "," :member)*)
epsilon)
"}")
:member (sequence :string ":" :value)
:array (sequence "[" (choice (sequence :value (sequence "," :value)*)
epsilon)
"]")
:string (sequence "\"" (/ (range "\\u0000" "\\uFFFF" (complement "\"\\")))* "\"")
:number (/ "-?(0|[1-9][0-9]*)(\\.[0-9]+)?([eE][+-]?[0-9]+)?")
:true "true" :false "false" :null "null"})
此文法支持嵌套对象和数组,捕获组 (sequence ...) 可通过索引访问匹配结果,如 (peg/match json-grammar input) 返回数组,其中捕获值在位置 1、3 等。
执行解析与捕获
使用 peg/match 执行解析,返回匹配结果数组或 nil(失败)。例如,解析 {"name": "Janet", "age": 1}:
(def input "{\"name\": \"Janet\", \"age\": 1}")
(def result (peg/match json-grammar input))
结果为 @["{" ["name" ":" "Janet"] "," ["age" ":" 1] "}"],其中键值对在子数组中。访问特定捕获:(get-in result [1 1]) 得 "name",(get-in result [1 3]) 得 "Janet"。对于失败,Janet 返回 nil;使用 peg/find 查找子串位置,避免全匹配需求。
参数化:peg/match 支持起始位置 start 和额外参数 args,用于传递上下文,如自定义规则表。阈值:输入长度上限视内存而定,复杂文法建议预编译并测试回溯深度,避免性能瓶颈(Janet PEG 内置 Packrat 算法,O(n) 时间)。
工程化参数与监控
落地时,定义可操作参数:
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文法复杂度:规则数 < 50,避免深递归(Janet 支持左递归,但深度 > 100 可能栈溢出)。使用 peg/compile 预加载,缓存到表中。
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输入处理:预过滤输入,移除无效字符;使用 buffer/slice 切片大文件。阈值:单次匹配 < 1MB,超时 5s(结合 ev/with-deadline)。
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错误处理:peg/match 失败时,回退到 peg/find-all 部分匹配。监控:捕获率 > 90%,使用 length result 统计匹配项。
-
回滚策略:若文法变更,版本化规则表;测试覆盖率 > 80% 输入变体。
清单:
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设计文法:从简单规则迭代,验证无二义性。
-
编译与测试:(peg/compile grammar),用样本输入验证 (peg/match ...)。
-
集成:封装函数 (defn parse-data [input] (peg/match grammar input)),处理边缘如空输入。
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优化:监控回溯次数(自定义计数器),若 > n 阈值,简化规则。
-
部署:嵌入 Janet C API 时,确保 PEG 函数暴露。
实际应用:日志提取
提取日志如 2025-10-19 ERROR user=alice action=login ip=127.0.0.1:
(def log-grammar
@{:log (sequence :timestamp :level :fields)
:timestamp (/ "\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}")
:level (choice "ERROR" "WARN" "INFO")
:fields (sequence " " (/ "(\\w+)=(\\w+\\.?\\w*)" (capture :key :value))*)
:key (<- (index 1)) :value (<- (index 2))})
匹配返回 @["2025-10-19" "ERROR" ["user=alice" ["user" "alice"]] ...],易提取字段。相比递归下降,此法简洁,规则表易维护。
Janet PEG 提供高效、声明式解析路径,适用于 AI 系统数据管道或配置处理。实际中,结合 table 存储结果,支持动态文法调整,确保鲁棒性。(字数:1024)