SQL Parser

A concise SQL parser using Flex & Bison

一个使用Flex&Bison构建的简单SQL解析器，可以作为一些组件的编译前端。

Usage

Compile

Just make. Also need flex & bison.

这个项目使用Makefile。Windows平台可以选择WSL/MinGW/Cygwin。构建这个项目也需要Flex和Bison。

Makefile有多种编译目标，建议可以编译为静态库/动态库的方式调用。

Quick Start

Create main.c in sql-parser folder:

#include "ast.h"
int main()
{
    char *sql = "SELECT * FROM TABLE;";
    SqlAst *ast = parse_sql(sql);
    print_ast(ast, 0);
    return 0;
}

Run:

gcc main.c -o main -L. -lparser
./main

It will output like:

{
        type: SELECT,
        columns: [
        {
                type: *
        }
        ],
}

Background

因为最近在写课设，但课设本身太无聊了，又由于课设是跟数据库操作相关，所以便想写一个SQL解释器。

又由于课设仅限C语言，很自然地只能使用Flex&Bison，这里参考了动物书系列的flex & bison。原书上有一个SQL解释器的实现（不过给出的源码并没有构建出AST），这个项目参考了这个实现并进行了一些修改，增加了构建AST的实现，减少了一些功能（所以也许并不能叫SQL解释器，得叫CSQL[Concise SQL]解释器）。

Features

Keywords

目前有且仅有如下关键字：

AND
AS
ASC
BY
CASE
DELETE
DESC
ELSE
END
FROM
GROUP
IN
INSERT
INTO
LIKE
LIMIT
NOT
OR
ORDER
SELECT
SET
THEN
UPDATE
VALUES
WHEN
WHERE

目前不支持的功能有HAVING, JOIN, DISTINCT等。

Statements

目前支持4种语句：SELECT, DELETE, INSERT, UPDATE。

支持子查询，支持CASE。

Functions

目前支持3个函数：COUNT(), SUM(), TIMESTAMPDIFF()。

Test

以下语句已测试通过（由于Bison的原因，标识符暂不支持中文，但字符串支持中文）：

• SELECT A, B, C FROM E, F, G;

• SELECT A.B, C.D FROM A, C;

• SELECT A.B AS B, C.D AS D FROM A, C;

• SELECT COUNT(*) FROM SQL;

• SELECT COUNT(A.B) FROM SQL;

• INSERT INTO CAR_INFO VALUES("鄂A3S880", "1", "大众朗逸", "1.6自动", "135", "y");

• UPDATE RENT_ORDER SET name="李四", phone_number="13388888888" WHERE oid="2019021505";

• DELETE FROM CAR_TYPE WHERE code='5';

• SELECT code, cname, gear, daily_rent FROM CAR_INFO WHERE rent='n' AND code IN (SELECT code FROM CAR_TYPE WHERE tname="经济型");

• SELECT code, cname, gear, daily_rent FROM CAR_INFO WHERE rent='n' AND code IN (SELECT code FROM CAR_TYPE WHERE tname="经济型" OR tname="商务型");

• SELECT * FROM CAR_INFO WHERE plate LIKE "%鄂A%";

• SELECT * FROM RENT_ORDER WHERE pickup_time >= '2019/02/11' AND pickup_time <= '2019/05/12';

• SELECT COUNT(CASE WHEN CAR_INFO.rent='y' THEN 1 END)

  AS ASDF FROM CAR_TYPE, CAR_INFO WHERE CAR_TYPE.code=CAR_INFO.code;

• SELECT COUNT(CASE WHEN CAR_INFO.rent='y' THEN 1 END) AS rent, COUNT(CASE WHEN CAR_INFO.rent='n' THEN 1 END) AS notrent FROM CAR_TYPE, CAR_INFO WHERE CAR_TYPE.code=CAR_INFO.code;

• SELECT CAR_INFO.plate, CAR_INFO.cname, SUM(RENT_ORDER.actual_fee) AS turnover FROM CAR_INFO, RENT_ORDER WHERE CAR_INFO.cid=RENT_ORDER.cid GROUP BY CAR_INFO.plate;

• SELECT CAR_INFO.plate, CAR_INFO.cname, SUM(RENT_ORDER.actual_fee) AS "营业额", SUM(TIMESTAMPDIFF(DAY, RENT_ORDER.pickup_time, RENT_ORDER.actual_dropoff_time))/365 AS "租用率" FROM CAR_INFO, RENT_ORDER WHERE CAR_INFO.cid=RENT_ORDER.cid GROUP BY CAR_INFO.plate;

Implementation

Think twice, code once.

如果你不介意浪费一些内存，你可以去掉以下所有的union

Top

首先是顶层的AST节点，这里将4类语句的指针放在了union里面：

typedef struct SqlAst
{
    u16 type;
    union
    {
        SelectNode *select;
        DeleteNode *delete;
        InsertNode *insert;
        UpdateNode *update;
    };
} SqlAst;
extern SqlAst *ast_root;

Bison有一个缺点，就是使用了一些全局变量。（所以这里我也使用了）

我这里定义了一个全局变量，当调用parse_sql()时，会暂时存在ast_root里面，然后返回。

Insert

从最简单的INSERT语句开始

typedef struct InsertNode
{
    struct ColumnNode *column_head;
    char *table;
    struct ValueListNode *value_list_head;
} InsertNode;

每个INSERT语句会有一张插入表的名称（不考虑多表插入，考虑的话也很好改），插入的列名列表和插入的值的列表的列表。

typedef struct ValueListNode
{
    struct ExprNode *head;
    struct ValueListNode *next;
} ValueListNode;

这里的head即为单个值列表的列表头。具体的ExprNode类型见后。

Delete

typedef struct DeleteNode
{//简易版
    struct ColumnNode *column_head;
    char *table;
    struct ExprNode *where;
} DeleteNode;

DELETE多了一个条件WHERE，这里的WHERE是表达式类型ExprNode*, 这个是比较显然的。（一般）就是一些表达式的复合。

Update

typedef struct UpdateNode
{
    char *table;
    SetNode *set_head;
    struct ExprNode *where;
} UpdateNode;

typedef struct SetNode
{
    char *column;
    u16 op;
    struct ExprNode *expr;
    struct SetNode *next;
} SetNode;

UPDATE相对不同的地方在于存在一个列名和值的二元组的链表，所以设计了SetNode。

Select

SELECT相对而言最复杂，也是最常用的操作。

typedef struct SelectNode
{
    struct ExprNode *column_head;
    struct TableNode *table_head;
    struct ExprNode *where;
    struct ExprNode *group;
    struct ExprNode *order;
    struct LimitNode *limit;
} SelectNode;

SELECT 「列」的列表 FROM 「表」的列表 [WHERE条件] [GROUP] [ORDER] [LIMIT]

又考虑到这里的「列」不一定是简单列，所以也抽象为了Expr。ORDER等同理。

Expression

表达式是最「多变」的类型

typedef struct ExprNode
{
    u16 type;
    union
    {
        int intval;
        float floatval;
        char *strval;
        struct SelectNode *select;
        struct CaseNode *case_head;
        byte sc;
    };
    char *table, *alias;
    u16 op;
    struct ExprNode *l, *r;
    struct ExprNode *next;
} ExprNode;

ExprNode通过type参数和op参数来标识类型

ExprNode可以表示的类型有：

• 列名/字符串——strval
• 表名.列名——表名存在table，列名存在strval
• 整数——intval
• 浮点数——floatval
• 表达式之间的各种算数运算和逻辑运算，其中LHS存在l，RHS存在r
• 子表达式是否存在/不存在于一个值列表中，其中子表达式存在l，值列表头指针为r
• 含有COUNT, SUM等的表达式，参数列表头存在r
• CASE子句
• LIKE表达式
• SELECT子查询
• ORDER BY子句

Maintainers

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