Fail a sortspec of zero keys.
[cql-java-moved-to-github.git] / src / org / z3950 / zing / cql / CQLParser.java
index c086cac..9ccb139 100644 (file)
-// $Id: CQLParser.java,v 1.7 2002-10-25 16:56:43 mike Exp $
+// $Id: CQLParser.java,v 1.38 2007-07-03 16:40:41 mike Exp $
 
 package org.z3950.zing.cql;
+import java.io.IOException;
+import java.util.Vector;
 import java.util.Properties;
 import java.io.InputStream;
-import java.io.IOException;
-import java.io.StringReader;
-import java.io.StreamTokenizer;
+import java.io.FileInputStream;
+import java.io.FileNotFoundException;
 
 
 /**
- * Compiles a CQL string into a parse tree ...
- * ###
+ * Compiles CQL strings into parse trees of CQLNode subtypes.
  *
- * @version    $Id: CQLParser.java,v 1.7 2002-10-25 16:56:43 mike Exp $
+ * @version    $Id: CQLParser.java,v 1.38 2007-07-03 16:40:41 mike Exp $
  * @see                <A href="http://zing.z3950.org/cql/index.html"
  *                     >http://zing.z3950.org/cql/index.html</A>
  */
 public class CQLParser {
-    private String cql;
-    private StreamTokenizer st;
+    private CQLLexer lexer;
+    private int compat;        // When false, implement CQL 1.2
+    public static int V1POINT1 = 12368;
+    public static int V1POINT2 = 12369;
+    public static int V1POINT1SORT = 12370;
+
+    static private boolean DEBUG = false;
+    static private boolean LEXDEBUG = false;
+
+    /**
+     * The new parser implements a dialect of CQL specified by the
+     * <tt>compat</tt> argument:
+     * <ul>
+     *  <li>V1POINT1 - CQL version 1.1
+     *  </li>
+     *  <li>V1POINT2 - CQL version 1.2
+     *  </li>
+     *  <li>V1POINT1SORT - CQL version 1.1 but including
+     *         <tt>sortby</tt> as specified for CQL 1.2.
+     *  </li>
+     * </ul>
+     */
+    CQLParser(int compat) {
+       this.compat = compat;
+    }
 
-    private class CQLParseException extends Exception {
-       CQLParseException(String s) { super(s); }
+    /**
+     * The new parser implements CQL 1.2
+     */
+    CQLParser() {
+       this.compat = V1POINT2;
     }
 
-    public CQLParser() {
-       // Nothing to do: do we need this constructor, then?
+    private static void debug(String str) {
+       if (DEBUG)
+           System.err.println("PARSEDEBUG: " + str);
     }
 
+    /**
+     * Compiles a CQL query.
+     * <P>
+     * The resulting parse tree may be further processed by hand (see
+     * the individual node-types' documentation for details on the
+     * data structure) or, more often, simply rendered out in the
+     * desired form using one of the back-ends.  <TT>toCQL()</TT>
+     * returns a decompiled CQL query equivalent to the one that was
+     * compiled in the first place; <TT>toXCQL()</TT> returns an
+     * XML snippet representing the query; and <TT>toPQF()</TT>
+     * returns the query rendered in Index Data's Prefix Query
+     * Format.
+     *
+     * @param cql      The query
+     * @return         A CQLNode object which is the root of a parse
+     * tree representing the query.  */
     public CQLNode parse(String cql)
        throws CQLParseException, IOException {
-       this.cql = cql;
-       st = new StreamTokenizer(new StringReader(cql));
-       st.ordinaryChar('=');
-       st.ordinaryChar('<');
-       st.ordinaryChar('>');
-       st.ordinaryChar('/');
-       st.ordinaryChar('(');
-       st.ordinaryChar(')');
-
-       if (false) {
-           // Lexical debug
-           int token;
-           while ((token = st.nextToken()) != st.TT_EOF) {
-               System.out.println("token=" + token + ", " +
-                                  "nval=" + st.nval + ", " +
-                                  "sval=" + st.sval);
-           }
-           System.exit(0);
-       }
+       lexer = new CQLLexer(cql, LEXDEBUG);
 
-       st.nextToken();
-       System.err.println("*about to parse_query()");
-       CQLNode root = parse_query();
-       if (st.ttype != st.TT_EOF)
-           throw new CQLParseException("junk after end: " + render(st));
+       lexer.nextToken();
+       debug("about to parseQuery()");
+       CQLNode root = parseTopLevelPrefixes("cql.serverChoice",
+               new CQLRelation(compat == V1POINT2 ? "=" : "scr"));
+       if (lexer.ttype != lexer.TT_EOF)
+           throw new CQLParseException("junk after end: " + lexer.render());
 
        return root;
     }
 
-    private CQLNode parse_query()
+    private CQLNode parseTopLevelPrefixes(String index, CQLRelation relation)
+       throws CQLParseException, IOException {
+       debug("top-level prefix mapping");
+
+       if (lexer.ttype == '>') {
+           return parsePrefix(index, relation, true);
+       }
+
+       CQLNode node = parseQuery(index, relation);
+       if ((compat == V1POINT2 || compat == V1POINT1SORT) &&
+           lexer.ttype == lexer.TT_SORTBY) {
+           match(lexer.ttype);
+           debug("sortspec");
+
+           CQLSortNode sortnode = new CQLSortNode(node);
+           while (lexer.ttype != lexer.TT_EOF) {
+               String sortindex = matchSymbol("sort index");
+               ModifierSet ms = gatherModifiers(sortindex);
+               sortnode.addSortIndex(ms);
+           }
+
+           if (sortnode.keys.size() == 0) {
+               throw new CQLParseException("no sort keys");
+           }
+
+           node = sortnode;
+       }
+
+       return node;
+    }
+
+    private CQLNode parseQuery(String index, CQLRelation relation)
        throws CQLParseException, IOException {
-       System.err.println("*in parse_query()");
-
-       CQLNode term = parse_term();
-       while (st.ttype == st.TT_WORD) {
-           String op = st.sval.toLowerCase();
-           System.err.println("*checking op '" + op + "'");
-           if (st.sval.equals("and")) {
-               match(st.TT_WORD);
-               CQLNode term2 = parse_term();
-               term = new CQLAndNode(term, term2);
-           } else if (st.sval.equals("or")) {
-               match(st.TT_WORD);
-               CQLNode term2 = parse_term();
-               term = new CQLOrNode(term, term2);
-           } else if (st.sval.equals("not")) {
-               match(st.TT_WORD);
-               CQLNode term2 = parse_term();
-               term = new CQLNotNode(term, term2);
+       debug("in parseQuery()");
+
+       CQLNode term = parseTerm(index, relation);
+       while (lexer.ttype != lexer.TT_EOF &&
+              lexer.ttype != ')' &&
+              lexer.ttype != lexer.TT_SORTBY) {
+           if (lexer.ttype == lexer.TT_AND ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_OR ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_NOT ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_PROX) {
+               int type = lexer.ttype;
+               String val = lexer.sval;
+               match(type);
+               ModifierSet ms = gatherModifiers(val);
+               CQLNode term2 = parseTerm(index, relation);
+               term = ((type == lexer.TT_AND) ? new CQLAndNode(term, term2, ms) :
+                       (type == lexer.TT_OR)  ? new CQLOrNode (term, term2, ms) :
+                       (type == lexer.TT_NOT) ? new CQLNotNode(term, term2, ms) :
+                                                new CQLProxNode(term, term2, ms));
+           } else {
+               throw new CQLParseException("expected boolean, got " +
+                                           lexer.render());
            }
-           // ### Need to handle "prox"
        }
 
-       System.err.println("*no more ops");
+       debug("no more ops");
        return term;
     }
 
-    private CQLNode parse_term()
+    private ModifierSet gatherModifiers(String base)
        throws CQLParseException, IOException {
-       System.err.println("*in parse_term()");
-       if (st.ttype == '(') {
-           match('(');
-           CQLNode expr = parse_query();
-           match(')');
-           return expr;
+       debug("in gatherModifiers()");
+
+       ModifierSet ms = new ModifierSet(base);
+       while (lexer.ttype == '/') {
+           match('/');
+           if (lexer.ttype != lexer.TT_WORD)
+               throw new CQLParseException("expected modifier, "
+                                           + "got " + lexer.render());
+           String type = lexer.sval.toLowerCase();
+           match(lexer.ttype);
+           if (!isRelation()) {
+               // It's a simple modifier consisting of type only
+               ms.addModifier(type);
+           } else {
+               // It's a complex modifier of the form type=value
+               String comparision = lexer.render(lexer.ttype, false);
+               match(lexer.ttype);
+               String value = matchSymbol("modifier value");
+               ms.addModifier(type, comparision, value);
+           }
+       }
+
+       return ms;
+    }
+
+    private CQLNode parseTerm(String index, CQLRelation relation)
+       throws CQLParseException, IOException {
+       debug("in parseTerm()");
+
+       String word;
+       while (true) {
+           if (lexer.ttype == '(') {
+               debug("parenthesised term");
+               match('(');
+               CQLNode expr = parseQuery(index, relation);
+               match(')');
+               return expr;
+           } else if (lexer.ttype == '>') {
+               return parsePrefix(index, relation, false);
+           }
+
+           debug("non-parenthesised term");
+           word = matchSymbol("index or term");
+           if (!isRelation() && lexer.ttype != lexer.TT_WORD)
+               break;
+
+           index = word;
+           String relstr = (lexer.ttype == lexer.TT_WORD ?
+                            lexer.sval : lexer.render(lexer.ttype, false));
+           relation = new CQLRelation(relstr);
+           match(lexer.ttype);
+           ModifierSet ms = gatherModifiers(relstr);
+           relation.setModifiers(ms);
+           debug("index='" + index + ", " +
+                 "relation='" + relation.toCQL() + "'");
        }
 
-       System.err.println("*not a parenthesised term");
-       // ### Need to parse qualifier-relation pairs
-       String word = st.sval;
-       match(st.ttype);
-       CQLTermNode node = new CQLTermNode("x", "=", word);
-       System.err.println("*made term node " + node);
+       CQLTermNode node = new CQLTermNode(index, relation, word);
+       debug("made term node " + node.toCQL());
        return node;
     }
 
-    private void match(int token)
+    private CQLNode parsePrefix(String index, CQLRelation relation,
+                               boolean topLevel)
        throws CQLParseException, IOException {
-       System.err.println("*in match(" + render(st, token, null) + ")");
-       if (st.ttype != token)
-           throw new CQLParseException("expected " + render(st, token, null) +
-                                       ", " + "got " + render(st));
-       st.nextToken();
+       debug("prefix mapping");
+
+       match('>');
+       String name = null;
+       String identifier = matchSymbol("prefix-name");
+       if (lexer.ttype == '=') {
+           match('=');
+           name = identifier;
+           identifier = matchSymbol("prefix-identifer");
+       }
+       CQLNode node = topLevel ?
+           parseTopLevelPrefixes(index, relation) :
+           parseQuery(index, relation);
+
+       return new CQLPrefixNode(name, identifier, node);
     }
 
-    // ### This utility should surely be a method of the StreamTokenizer class
-    private static String render(StreamTokenizer st) {
-       return render(st, st.ttype, null);
+    // Checks for a relation
+    private boolean isRelation() {
+       debug("isRelation: checking ttype=" + lexer.ttype +
+             " (" + lexer.render() + ")");
+       return (lexer.ttype == '<' ||
+               lexer.ttype == '>' ||
+               lexer.ttype == '=' ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_LE ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_GE ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_NE ||
+               lexer.ttype == lexer.TT_EQEQ);
     }
 
-    private static String render(StreamTokenizer st, int token, String str) {
-       String ret;
-
-       if (token == st.TT_EOF) {
-           return "EOF";
-       } else if (token == st.TT_EOL) {
-           return "EOL";
-       } else if (token == st.TT_NUMBER) {
-           return "number: " + st.nval;
-       } else if (token == st.TT_WORD) {
-           return "word: \"" + st.sval + "\"";
-       } else if (token == '"' || token == '\'') {
-           return "string: \"" + st.sval + "\"";
+    private void match(int token)
+       throws CQLParseException, IOException {
+       debug("in match(" + lexer.render(token, true) + ")");
+       if (lexer.ttype != token)
+           throw new CQLParseException("expected " +
+                                       lexer.render(token, true) +
+                                       ", " + "got " + lexer.render());
+       int tmp = lexer.nextToken();
+       debug("match() got token=" + lexer.ttype + ", " +
+             "nval=" + lexer.nval + ", sval='" + lexer.sval + "'" +
+             " (tmp=" + tmp + ")");
+    }
+
+    private String matchSymbol(String expected)
+       throws CQLParseException, IOException {
+
+       debug("in matchSymbol()");
+       if (lexer.ttype == lexer.TT_WORD ||
+           lexer.ttype == lexer.TT_NUMBER ||
+           lexer.ttype == '"' ||
+           // The following is a complete list of keywords.  Because
+           // they're listed here, they can be used unquoted as
+           // indexes, terms, prefix names and prefix identifiers.
+           // ### Instead, we should ask the lexer whether what we
+           // have is a keyword, and let the knowledge reside there.
+           lexer.ttype == lexer.TT_AND ||
+           lexer.ttype == lexer.TT_OR ||
+           lexer.ttype == lexer.TT_NOT ||
+           lexer.ttype == lexer.TT_PROX ||
+           lexer.ttype == lexer.TT_SORTBY) {
+           String symbol = (lexer.ttype == lexer.TT_NUMBER) ?
+               lexer.render() : lexer.sval;
+           match(lexer.ttype);
+           return symbol;
        }
 
-        return "'" + String.valueOf((char) token) + "'";
+       throw new CQLParseException("expected " + expected + ", " +
+                                   "got " + lexer.render());
     }
 
 
-    // Test harness.
-    //
-    // e.g. echo '(au=Kerninghan or au=Ritchie) and ti=Unix' |
-    //                         java org.z3950.zing.cql.CQLParser
-    // yields:
-    // ###
-    //
+    /**
+     * Simple test-harness for the CQLParser class.
+     * <P>
+     * Reads a CQL query either from its command-line argument, if
+     * there is one, or standard input otherwise.  So these two
+     * invocations are equivalent:
+     * <PRE>
+     *  CQLParser 'au=(Kerninghan or Ritchie) and ti=Unix'
+     *  echo au=(Kerninghan or Ritchie) and ti=Unix | CQLParser
+     * </PRE>
+     * The test-harness parses the supplied query and renders is as
+     * XCQL, so that both of the invocations above produce the
+     * following output:
+     * <PRE>
+     * &lt;triple&gt;
+     *   &lt;boolean&gt;
+     *     &lt;value&gt;and&lt;/value&gt;
+     *   &lt;/boolean&gt;
+     *   &lt;triple&gt;
+     *     &lt;boolean&gt;
+     *       &lt;value&gt;or&lt;/value&gt;
+     *     &lt;/boolean&gt;
+     *     &lt;searchClause&gt;
+     *       &lt;index&gt;au&lt;/index&gt;
+     *       &lt;relation&gt;
+     *         &lt;value&gt;=&lt;/value&gt;
+     *       &lt;/relation&gt;
+     *       &lt;term&gt;Kerninghan&lt;/term&gt;
+     *     &lt;/searchClause&gt;
+     *     &lt;searchClause&gt;
+     *       &lt;index&gt;au&lt;/index&gt;
+     *       &lt;relation&gt;
+     *         &lt;value&gt;=&lt;/value&gt;
+     *       &lt;/relation&gt;
+     *       &lt;term&gt;Ritchie&lt;/term&gt;
+     *     &lt;/searchClause&gt;
+     *   &lt;/triple&gt;
+     *   &lt;searchClause&gt;
+     *     &lt;index&gt;ti&lt;/index&gt;
+     *     &lt;relation&gt;
+     *       &lt;value&gt;=&lt;/value&gt;
+     *     &lt;/relation&gt;
+     *     &lt;term&gt;Unix&lt;/term&gt;
+     *   &lt;/searchClause&gt;
+     * &lt;/triple&gt;
+     * </PRE>
+     * <P>
+     * @param -1
+     * CQL version 1.1 (default version 1.2)
+     * @param -d
+     * Debug mode: extra output written to stderr.
+     * @param -c
+     * Causes the output to be written in CQL rather than XCQL - that
+     * is, a query equivalent to that which was input, is output.  In
+     * effect, the test harness acts as a query canonicaliser.
+     * @return
+     * The input query, either as XCQL [default] or CQL [if the
+     * <TT>-c</TT> option is supplied].
+     */
     public static void main (String[] args) {
-       if (args.length != 0) {
-           System.err.println("Usage: " + args[0]);
+       char mode = 'x';        // x=XCQL, c=CQL, p=PQF
+       String pfile = null;
+
+       Vector<String> argv = new Vector<String>();
+       for (int i = 0; i < args.length; i++) {
+           argv.add(args[i]);
+       }
+
+       int compat = V1POINT2;
+       if (argv.size() > 0 && argv.get(0).equals("-1")) {
+           compat = V1POINT1;
+           argv.remove(0);
+       }
+
+       if (argv.size() > 0 && argv.get(0).equals("-d")) {
+           DEBUG = true;
+           argv.remove(0);
+       }
+
+       if (argv.size() > 0 && argv.get(0).equals("-c")) {
+           mode = 'c';
+           argv.remove(0);
+       } else if (argv.size() > 1 && argv.get(0).equals("-p")) {
+           mode = 'p';
+           argv.remove(0);
+           pfile = (String) argv.get(0);
+           argv.remove(0);
+       }
+
+       if (argv.size() > 1) {
+           System.err.println("Usage: CQLParser [-1] [-d] [-c] " +
+                              "[-p <pqf-properties> [<CQL-query>]");
+           System.err.println("If unspecified, query is read from stdin");
            System.exit(1);
        }
 
-       byte[] bytes = new byte[10000];
-       try {
-           // Read in the whole of standard input in one go
-           int nbytes = System.in.read(bytes);
-       } catch (java.io.IOException ex) {
-           System.err.println("Can't read query: " + ex);
-           System.exit(2);
+       String cql;
+       if (argv.size() == 1) {
+           cql = (String) argv.get(0);
+       } else {
+           byte[] bytes = new byte[10000];
+           try {
+               // Read in the whole of standard input in one go
+               int nbytes = System.in.read(bytes);
+           } catch (IOException ex) {
+               System.err.println("Can't read query: " + ex.getMessage());
+               System.exit(2);
+           }
+           cql = new String(bytes);
        }
-       String cql = new String(bytes);
-       CQLParser parser = new CQLParser();
-       CQLNode root;
+
+       CQLParser parser = new CQLParser(compat);
+       CQLNode root = null;
        try {
            root = parser.parse(cql);
-           System.err.println("root='" + root + "'");
-           System.out.println(root.toXCQL(0));
        } catch (CQLParseException ex) {
-           System.err.println("Syntax error: " + ex);
+           System.err.println("Syntax error: " + ex.getMessage());
            System.exit(3);
-       } catch (java.io.IOException ex) {
-           System.err.println("Can't compile query: " + ex);
+       } catch (IOException ex) {
+           System.err.println("Can't compile query: " + ex.getMessage());
            System.exit(4);
        }
+
+       try {
+           if (mode == 'c') {
+               System.out.println(root.toCQL());
+           } else if (mode == 'p') {
+               InputStream f = new FileInputStream(pfile);
+               if (f == null)
+                   throw new FileNotFoundException(pfile);
+
+               Properties config = new Properties();
+               config.load(f);
+               f.close();
+               System.out.println(root.toPQF(config));
+           } else {
+               System.out.print(root.toXCQL(0));
+           }
+       } catch (IOException ex) {
+           System.err.println("Can't render query: " + ex.getMessage());
+           System.exit(5);
+       } catch (UnknownIndexException ex) {
+           System.err.println("Unknown index: " + ex.getMessage());
+           System.exit(6);
+       } catch (UnknownRelationException ex) {
+           System.err.println("Unknown relation: " + ex.getMessage());
+           System.exit(7);
+       } catch (UnknownRelationModifierException ex) {
+           System.err.println("Unknown relation modifier: " +
+                              ex.getMessage());
+           System.exit(8);
+       } catch (UnknownPositionException ex) {
+           System.err.println("Unknown position: " + ex.getMessage());
+           System.exit(9);
+       } catch (PQFTranslationException ex) {
+           // We catch all of this class's subclasses, so --
+           throw new Error("can't get a PQFTranslationException");
+       }
     }
 }