自己实现一个SQL解析引擎_以select语句为例,设计一个sql解析器,并可对sql解析结果进行可视化

自己实现一个SQL解析引擎

功能：将用户输入的SQL语句序列转换为一个可执行的操作序列，并返回查询的结果集。
SQL的解析引擎包括查询编译与查询优化和查询的运行，主要包括3个步骤：

1. 查询分析：
2. 制定逻辑查询计划（优化相关）
3. 制定物理查询计划（优化相关）

• 查询分析： 将SQL语句表示成某种有用的语法树.
• 制定逻辑查询计划： 把语法树转换成一个关系代数表达式或者类似的结构，这个结构通常称作逻辑计划。
• 制定物理查询计划：把逻辑计划转换成物理查询计划，要求指定操作执行的顺序，每一步使用的算法，操作之间的传递方式等。
  查询分析各模块主要函数间的调用关系:
  
  图1.SQL引擎间模块的调用关系

FLEX简介

flex是一个词法分析工具，其输入为后缀为.l的文件,输出为.c的文件. 示例是一个类似Unix的单词统计程序wc。

%option noyywrap
%{
    int chars = 0;
    int words = 0;
    int lines = 0;
%}
 
%%
 
[_a-zA-Z][_a-zA-Z0-9]+ { words++; chars += strlen(yytext); }
\n { chars++ ; lines++; }
.  { chars++; }
 
%%
 
int main()
{
       yylex();
       printf("%8d %8d %8d\n",lines,words,chars);
    return 0;
}

.l文件通常分为3部分：

%{
    definition
%}
 
%%
    rules
%%
    code

definition部分为定义部分，包括引入头文件，变量声明，函数声明，注释等，这部分会被原样拷贝到输出的.c文件中。
rules部分定义词法规则，使用正则表达式定义词法，后面大括号内则是扫描到对应词法时的动作代码。
code部分为C语言的代码。yylex为flex的函数，使用yylex开始扫描。
%option 指定flex扫描时的一些特性。yywrap通常在多文件扫描时定义使用。常用的一些选项有
noyywrap 不使用yywrap函数
yylineno 使用行号
case-insensitive 正则表达式规则大小写无关

flex文件的编译

 flex  –o wc.c wc.l
    cc wc.c –o wc

Bison简介

Bison作为一个语法分析器，输入为一个.y的文件,输出为一个.h文件和一个.c文件。通常Bison需要使用Flex作为协同的词法分析器来获取记号流。Flex识别正则表达式来获取记号，Bison则分析这些记号基于逻辑规则进行组合。
计算器的示例：calc.y

%{
#include <stdio.h>
%}
 
%token NUMBER
%token ADD SUB MUL DIV ABS
%token OP CP
%token EOL
 
%%
 
calclist:
    | calclist exp EOL {printf("=%d \n> ",$2);}
    | calclist EOL {printf("> ");}
    ;
exp: factor
    | exp ADD factor  {$$ = $1 + $3;}
    | exp SUB factor  {$$ = $1 - $3;}
    ;
factor:term
    | factor MUL term {$$ = $1 * $3;}
    | factor DIV term {$$ = $1 / $3;}
    ;
term:NUMBER
    | ABS term ABS { $$ = ($2 >= 0 ? $2 : -$2);}
    | OP exp CP    { $$ = $2;}
    ;
%%
int main(int argc,char *argv[])
{
    printf("> ");
    yyparse();
 
    return 0;
}
void yyerror(char *s)
{
    fprintf(stderr,"error:%s:\n",s);
}
 
Flex与Bison共享记号，值通过yylval在Flex与Bison间传递。对应的.l文件为
 
%option noyywrap
%{
#include "fb1-5.tab.h"
#include <string.h>
%}
 
%%
"+" { return ADD;}
"-" { return SUB;}
"*" { return MUL;}
"/" { return DIV;}
"|" { return ABS;}
"(" { return O