src/org/z3950/zing/cql/CQLParser.java

   1 // $Id: CQLParser.java,v 1.35 2007-06-29 15:24:26 mike Exp $
   2
   3 package org.z3950.zing.cql;
   4 import java.io.IOException;
   5 import java.util.Vector;
   6 import java.util.Properties;
   7 import java.io.InputStream;
   8 import java.io.FileInputStream;
   9 import java.io.FileNotFoundException;
  10
  11
  12 /**
  13  * Compiles CQL strings into parse trees of CQLNode subtypes.
  14  *
  15  * @version     $Id: CQLParser.java,v 1.35 2007-06-29 15:24:26 mike Exp $
  16  * @see         <A href="http://zing.z3950.org/cql/index.html"
  17  *                      >http://zing.z3950.org/cql/index.html</A>
  18  */
  19 public class CQLParser {
  20     private CQLLexer lexer;
  21     private int compat; // When false, implement CQL 1.2
  22     public static int V1POINT1 = 12368;
  23     public static int V1POINT2 = 12369;
  24     public static int V1POINT1SORT = 12370;
  25
  26     static private boolean DEBUG = false;
  27     static private boolean LEXDEBUG = false;
  28
  29     /**
  30      * The new parser implements a dialect of CQL specified by the
  31      * <tt>compat</tt> argument:
  32      * <ul>
  33      *  <li>V1POINT1 - CQL version 1.1
  34      *  </li>
  35      *  <li>V1POINT2 - CQL version 1.2
  36      *  </li>
  37      *  <li>V1POINT1SORT - CQL version 1.1 but including
  38      *          <tt>sortby</tt> as specified for CQL 1.2.
  39      *  </li>
  40      * </ul>
  41      */
  42     CQLParser(int compat) {
  43         this.compat = compat;
  44     }
  45
  46     /**
  47      * The new parser implements CQL 1.2
  48      */
  49     CQLParser() {
  50         this.compat = V1POINT2;
  51     }
  52
  53     private static void debug(String str) {
  54         if (DEBUG)
  55             System.err.println("PARSEDEBUG: " + str);
  56     }
  57
  58     /**
  59      * Compiles a CQL query.
  60      * <P>
  61      * The resulting parse tree may be further processed by hand (see
  62      * the individual node-types' documentation for details on the
  63      * data structure) or, more often, simply rendered out in the
  64      * desired form using one of the back-ends.  <TT>toCQL()</TT>
  65      * returns a decompiled CQL query equivalent to the one that was
  66      * compiled in the first place; <TT>toXCQL()</TT> returns an
  67      * XML snippet representing the query; and <TT>toPQF()</TT>
  68      * returns the query rendered in Index Data's Prefix Query
  69      * Format.
  70      *
  71      * @param cql       The query
  72      * @return          A CQLNode object which is the root of a parse
  73      * tree representing the query.  */
  74     public CQLNode parse(String cql)
  75         throws CQLParseException, IOException {
  76         lexer = new CQLLexer(cql, LEXDEBUG);
  77
  78         lexer.nextToken();
  79         debug("about to parseQuery()");
  80         CQLNode root = parseQuery("cql.serverChoice",
  81                                   new CQLRelation(compat == V1POINT2 ? "=" : "scr"));
  82         if (lexer.ttype != lexer.TT_EOF)
  83             throw new CQLParseException("junk after end: " + lexer.render());
  84
  85         return root;
  86     }
  87
  88     private CQLNode parseQuery(String index, CQLRelation relation)
  89         throws CQLParseException, IOException {
  90         debug("in parseQuery()");
  91
  92         CQLNode term = parseTerm(index, relation);
  93         while (lexer.ttype != lexer.TT_EOF && lexer.ttype != ')') {
  94             if (lexer.ttype == lexer.TT_AND ||
  95                 lexer.ttype == lexer.TT_OR ||
  96                 lexer.ttype == lexer.TT_NOT ||
  97                 lexer.ttype == lexer.TT_PROX) {
  98                 int type = lexer.ttype;
  99                 String val = lexer.sval;
 100                 match(type);
 101                 ModifierSet ms = gatherModifiers(val);
 102                 CQLNode term2 = parseTerm(index, relation);
 103                 term = ((type == lexer.TT_AND) ? new CQLAndNode(term, term2, ms) :
 104                         (type == lexer.TT_OR)  ? new CQLOrNode (term, term2, ms) :
 105                         (type == lexer.TT_NOT) ? new CQLNotNode(term, term2, ms) :
 106                                                  new CQLProxNode(term, term2, ms));
 107             } else {
 108                 throw new CQLParseException("expected boolean, got " +
 109                                             lexer.render());
 110             }
 111         }
 112
 113         debug("no more ops");
 114         return term;
 115     }
 116
 117     private ModifierSet gatherModifiers(String base)
 118         throws CQLParseException, IOException {
 119         debug("in gatherModifiers()");
 120
 121         ModifierSet ms = new ModifierSet(base);
 122         while (lexer.ttype == '/') {
 123             match('/');
 124             if (lexer.ttype != lexer.TT_WORD)
 125                 throw new CQLParseException("expected modifier, "
 126                                             + "got " + lexer.render());
 127             String type = lexer.sval.toLowerCase();
 128             match(lexer.ttype);
 129             if (!isRelation()) {
 130                 // It's a simple modifier consisting of type only
 131                 ms.addModifier(type);
 132             } else {
 133                 // It's a complex modifier of the form type=value
 134                 String comparision = lexer.render(lexer.ttype, false);
 135                 match(lexer.ttype);
 136                 String value = matchSymbol("modifier value");
 137                 ms.addModifier(type, comparision, value);
 138             }
 139         }
 140
 141         return ms;
 142     }
 143
 144     private CQLNode parseTerm(String index, CQLRelation relation)
 145         throws CQLParseException, IOException {
 146         debug("in parseTerm()");
 147
 148         String word;
 149         while (true) {
 150             if (lexer.ttype == '(') {
 151                 debug("parenthesised term");
 152                 match('(');
 153                 CQLNode expr = parseQuery(index, relation);
 154                 match(')');
 155                 return expr;
 156             } else if (lexer.ttype == '>') {
 157                 match('>');
 158                 return parsePrefix(index, relation);
 159             }
 160
 161             debug("non-parenthesised term");
 162             word = matchSymbol("index or term");
 163             if (!isRelation() && lexer.ttype != lexer.TT_WORD)
 164                 break;
 165
 166             index = word;
 167             String relstr = (lexer.ttype == lexer.TT_WORD ?
 168                              lexer.sval : lexer.render(lexer.ttype, false));
 169             relation = new CQLRelation(relstr);
 170             match(lexer.ttype);
 171             ModifierSet ms = gatherModifiers(relstr);
 172             relation.setModifiers(ms);
 173             debug("index='" + index + ", " +
 174                   "relation='" + relation.toCQL() + "'");
 175         }
 176
 177         CQLTermNode node = new CQLTermNode(index, relation, word);
 178         debug("made term node " + node.toCQL());
 179         return node;
 180     }
 181
 182     private CQLNode parsePrefix(String index, CQLRelation relation)
 183         throws CQLParseException, IOException {
 184         debug("prefix mapping");
 185
 186         String name = null;
 187         String identifier = matchSymbol("prefix-name");
 188         if (lexer.ttype == '=') {
 189             match('=');
 190             name = identifier;
 191             identifier = matchSymbol("prefix-identifer");
 192         }
 193         CQLNode term = parseQuery(index, relation);
 194         return new CQLPrefixNode(name, identifier, term);
 195     }
 196
 197     // Checks for a relation
 198     private boolean isRelation() {
 199         debug("isRelation: checking ttype=" + lexer.ttype +
 200               " (" + lexer.render() + ")");
 201         return (lexer.ttype == '<' ||
 202                 lexer.ttype == '>' ||
 203                 lexer.ttype == '=' ||
 204                 lexer.ttype == lexer.TT_LE ||
 205                 lexer.ttype == lexer.TT_GE ||
 206                 lexer.ttype == lexer.TT_NE);
 207     }
 208
 209     private void match(int token)
 210         throws CQLParseException, IOException {
 211         debug("in match(" + lexer.render(token, true) + ")");
 212         if (lexer.ttype != token)
 213             throw new CQLParseException("expected " +
 214                                         lexer.render(token, true) +
 215                                         ", " + "got " + lexer.render());
 216         int tmp = lexer.nextToken();
 217         debug("match() got token=" + lexer.ttype + ", " +
 218               "nval=" + lexer.nval + ", sval='" + lexer.sval + "'" +
 219               " (tmp=" + tmp + ")");
 220     }
 221
 222     private String matchSymbol(String expected)
 223         throws CQLParseException, IOException {
 224
 225         debug("in matchSymbol()");
 226         if (lexer.ttype == lexer.TT_WORD ||
 227             lexer.ttype == lexer.TT_NUMBER ||
 228             lexer.ttype == '"' ||
 229             // The following is a complete list of keywords.  Because
 230             // they're listed here, they can be used unquoted as
 231             // indexes, terms, prefix names and prefix identifiers.
 232             // ### Instead, we should ask the lexer whether what we
 233             // have is a keyword, and let the knowledge reside there.
 234             lexer.ttype == lexer.TT_AND ||
 235             lexer.ttype == lexer.TT_OR ||
 236             lexer.ttype == lexer.TT_NOT ||
 237             lexer.ttype == lexer.TT_PROX) {
 238             String symbol = (lexer.ttype == lexer.TT_NUMBER) ?
 239                 lexer.render() : lexer.sval;
 240             match(lexer.ttype);
 241             return symbol;
 242         }
 243
 244         throw new CQLParseException("expected " + expected + ", " +
 245                                     "got " + lexer.render());
 246     }
 247
 248
 249     /**
 250      * Simple test-harness for the CQLParser class.
 251      * <P>
 252      * Reads a CQL query either from its command-line argument, if
 253      * there is one, or standard input otherwise.  So these two
 254      * invocations are equivalent:
 255      * <PRE>
 256      *  CQLParser 'au=(Kerninghan or Ritchie) and ti=Unix'
 257      *  echo au=(Kerninghan or Ritchie) and ti=Unix | CQLParser
 258      * </PRE>
 259      * The test-harness parses the supplied query and renders is as
 260      * XCQL, so that both of the invocations above produce the
 261      * following output:
 262      * <PRE>
 263      *  &lt;triple&gt;
 264      *    &lt;boolean&gt;
 265      *      &lt;value&gt;and&lt;/value&gt;
 266      *    &lt;/boolean&gt;
 267      *    &lt;triple&gt;
 268      *      &lt;boolean&gt;
 269      *        &lt;value&gt;or&lt;/value&gt;
 270      *      &lt;/boolean&gt;
 271      *      &lt;searchClause&gt;
 272      *        &lt;index&gt;au&lt;/index&gt;
 273      *        &lt;relation&gt;
 274      *          &lt;value&gt;=&lt;/value&gt;
 275      *        &lt;/relation&gt;
 276      *        &lt;term&gt;Kerninghan&lt;/term&gt;
 277      *      &lt;/searchClause&gt;
 278      *      &lt;searchClause&gt;
 279      *        &lt;index&gt;au&lt;/index&gt;
 280      *        &lt;relation&gt;
 281      *          &lt;value&gt;=&lt;/value&gt;
 282      *        &lt;/relation&gt;
 283      *        &lt;term&gt;Ritchie&lt;/term&gt;
 284      *      &lt;/searchClause&gt;
 285      *    &lt;/triple&gt;
 286      *    &lt;searchClause&gt;
 287      *      &lt;index&gt;ti&lt;/index&gt;
 288      *      &lt;relation&gt;
 289      *        &lt;value&gt;=&lt;/value&gt;
 290      *      &lt;/relation&gt;
 291      *      &lt;term&gt;Unix&lt;/term&gt;
 292      *    &lt;/searchClause&gt;
 293      *  &lt;/triple&gt;
 294      * </PRE>
 295      * <P>
 296      * @param -1
 297      *  CQL version 1.1 (default version 1.2)
 298      * @param -d
 299      *  Debug mode: extra output written to stderr.
 300      * @param -c
 301      *  Causes the output to be written in CQL rather than XCQL - that
 302      *  is, a query equivalent to that which was input, is output.  In
 303      *  effect, the test harness acts as a query canonicaliser.
 304      * @return
 305      *  The input query, either as XCQL [default] or CQL [if the
 306      *  <TT>-c</TT> option is supplied].
 307      */
 308     public static void main (String[] args) {
 309         char mode = 'x';        // x=XCQL, c=CQL, p=PQF
 310         String pfile = null;
 311
 312         Vector<String> argv = new Vector<String>();
 313         for (int i = 0; i < args.length; i++) {
 314             argv.add(args[i]);
 315         }
 316
 317         int compat = V1POINT2;
 318         if (argv.size() > 0 && argv.get(0).equals("-1")) {
 319             compat = V1POINT1;
 320             argv.remove(0);
 321         }
 322
 323         if (argv.size() > 0 && argv.get(0).equals("-d")) {
 324             DEBUG = true;
 325             argv.remove(0);
 326         }
 327
 328         if (argv.size() > 0 && argv.get(0).equals("-c")) {
 329             mode = 'c';
 330             argv.remove(0);
 331         } else if (argv.size() > 1 && argv.get(0).equals("-p")) {
 332             mode = 'p';
 333             argv.remove(0);
 334             pfile = (String) argv.get(0);
 335             argv.remove(0);
 336         }
 337
 338         if (argv.size() > 1) {
 339             System.err.println("Usage: CQLParser [-1] [-d] [-c] " +
 340                                "[-p <pqf-properties> [<CQL-query>]");
 341             System.err.println("If unspecified, query is read from stdin");
 342             System.exit(1);
 343         }
 344
 345         String cql;
 346         if (argv.size() == 1) {
 347             cql = (String) argv.get(0);
 348         } else {
 349             byte[] bytes = new byte[10000];
 350             try {
 351                 // Read in the whole of standard input in one go
 352                 int nbytes = System.in.read(bytes);
 353             } catch (IOException ex) {
 354                 System.err.println("Can't read query: " + ex.getMessage());
 355                 System.exit(2);
 356             }
 357             cql = new String(bytes);
 358         }
 359
 360         CQLParser parser = new CQLParser(compat);
 361         CQLNode root = null;
 362         try {
 363             root = parser.parse(cql);
 364         } catch (CQLParseException ex) {
 365             System.err.println("Syntax error: " + ex.getMessage());
 366             System.exit(3);
 367         } catch (IOException ex) {
 368             System.err.println("Can't compile query: " + ex.getMessage());
 369             System.exit(4);
 370         }
 371
 372         try {
 373             if (mode == 'c') {
 374                 System.out.println(root.toCQL());
 375             } else if (mode == 'p') {
 376                 InputStream f = new FileInputStream(pfile);
 377                 if (f == null)
 378                     throw new FileNotFoundException(pfile);
 379
 380                 Properties config = new Properties();
 381                 config.load(f);
 382                 f.close();
 383                 System.out.println(root.toPQF(config));
 384             } else {
 385                 System.out.print(root.toXCQL(0));
 386             }
 387         } catch (IOException ex) {
 388             System.err.println("Can't render query: " + ex.getMessage());
 389             System.exit(5);
 390         } catch (UnknownIndexException ex) {
 391             System.err.println("Unknown index: " + ex.getMessage());
 392             System.exit(6);
 393         } catch (UnknownRelationException ex) {
 394             System.err.println("Unknown relation: " + ex.getMessage());
 395             System.exit(7);
 396         } catch (UnknownRelationModifierException ex) {
 397             System.err.println("Unknown relation modifier: " +
 398                                ex.getMessage());
 399             System.exit(8);
 400         } catch (UnknownPositionException ex) {
 401             System.err.println("Unknown position: " + ex.getMessage());
 402             System.exit(9);
 403         } catch (PQFTranslationException ex) {
 404             // We catch all of this class's subclasses, so --
 405             throw new Error("can't get a PQFTranslationException");
 406         }
 407     }
 408 }