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SQL解析器：实现进阶功能

news 来源：原创 2025/9/19 8:13:14

SQL解析器：实现进阶功能

在上一篇文章中，我们介绍了SQL解析器的基础架构和核心功能实现，包括基本的SELECT、INSERT、UPDATE语句解析。本文将深入探讨SQL解析器的进阶功能实现，重点关注我们新增的DROP、JOIN、DELETE语句解析以及嵌套查询功能。

项目结构回顾

我们的SQL解析器遵循经典的编译器前端设计，分为以下几个核心模块：

internal/parser/
├── ast/       - 抽象语法树定义
├── lexer/     - 词法分析器
├── parser/    - 语法分析器
└── test/      - 测试用例

这种分层结构使我们能够清晰地分离关注点，提高代码的可维护性和扩展性。

下面的图表展示了SQL解析的基本流程:

新增功能实现

1. DELETE语句解析

DELETE语句是数据操作语言(DML)的重要组成部分，用于从表中删除数据。其基本语法为：

DELETE FROM table_name [WHERE condition];

在实现中，我们创建了 DeleteStatement结构来表示DELETE语句：

// DeleteStatement 表示DELETE语句
type DeleteStatement struct {TableName string     // 要删除数据的表名Where     Expression // WHERE条件，如 id = 1
}

解析过程主要包括：

识别DELETE关键字
期望下一个token是FROM
解析表名
可选地解析WHERE子句
处理可选的分号

DELETE语句的实现流程如下：

实现代码关键部分：

// parseDeleteStatement 解析DELETE语句
func (p *Parser) parseDeleteStatement() (*ast.DeleteStatement, error) {stmt := &ast.DeleteStatement{}// 跳过DELETE关键字p.nextToken()// 期望下一个Token是FROMif !p.currTokenIs(lexer.FROM) {return nil, fmt.Errorf("期望FROM，但得到%s", p.currToken.Literal)}// 跳过FROM关键字p.nextToken()// 解析表名if !p.currTokenIs(lexer.IDENTIFIER) {return nil, fmt.Errorf("期望表名，但得到%s", p.currToken.Literal)}stmt.TableName = p.currToken.Literal// 解析WHERE子句(可选)p.nextToken()if p.currTokenIs(lexer.WHERE) {p.nextToken() // 跳过WHERE关键字where, err := p.parseExpression(LOWEST)if err != nil {return nil, err}stmt.Where = where}// 检查可选的分号if p.peekTokenIs(lexer.SEMICOLON) {p.nextToken() // 消费分号}return stmt, nil
}

DELETE语句的实现相对简单，但它是数据操作的基础功能之一。

2. JOIN操作的解析

关系型数据库的核心优势之一是能够通过JOIN操作关联多个表的数据。我们实现了多种JOIN类型的支持：

// JoinType 表示连接类型
type JoinType intconst (INNER JoinType = iotaLEFTRIGHTFULL
)

JOIN子句的解析需要处理表名、可选的表别名以及ON条件：

// JoinClause 表示JOIN子句
type JoinClause struct {JoinType  JoinTypeTableName stringAlias     stringCondition JoinCondition
}// JoinCondition 表示JOIN条件
type JoinCondition struct {LeftTable   stringLeftColumn  stringRightTable  stringRightColumn string
}

JOIN操作的AST结构如下图所示：

特别复杂的是表别名处理，需要支持两种形式：

显式别名：table_name AS alias
隐式别名：table_name alias

我们的实现代码能够正确处理这两种形式：

// 解析表别名(可选)
p.nextToken()
if p.currTokenIs(lexer.AS) {p.nextToken()if !p.currTokenIs(lexer.IDENTIFIER) {return nil, fmt.Errorf("期望表别名，但得到%s", p.currToken.Literal)}join.Alias = p.currToken.Literalp.nextToken()
} else if p.currTokenIs(lexer.IDENTIFIER) {// 支持不带AS的别名语法: INNER JOIN orders ojoin.Alias = p.currToken.Literalp.nextToken()
}

JOIN解析过程的复杂之处还在于需要处理通过点号(.)限定的列引用，如 users.id = orders.user_id。这需要我们修改标识符解析逻辑：

// 检查是否是表名限定的列名: table.column
if p.peekTokenIs(lexer.DOT) {p.nextToken() // 跳过点号p.nextToken() // 移动到列名if !p.currTokenIs(lexer.IDENTIFIER) {return nil, fmt.Errorf("期望列名，但得到%s", p.currToken.Literal)}// 更新标识符的值为 "table.column"ident.Value = ident.Value + "." + p.currToken.Literal
}

JOIN解析流程图:

3. 嵌套查询功能

嵌套查询（子查询）是SQL的高级特性，允许在一个SQL语句中嵌入另一个SELECT语句。我们通过递归设计实现了任意深度的嵌套查询支持：

// SubqueryExpression 表示SQL中的子查询表达式
type SubqueryExpression struct {Query Statement // 嵌套的查询语句
}

子查询可以出现在以下位置：

FROM子句中：SELECT * FROM (SELECT id FROM users) AS subq
WHERE子句中：SELECT * FROM users WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders)

实现嵌套查询的关键是递归的解析策略。当检测到左括号后跟着SELECT关键字时，解析器会递归调用SELECT语句的解析函数：

// parseGroupedExpression 解析括号表达式
func (p *Parser) parseGroupedExpression() (ast.Expression, error) {p.nextToken() // 跳过左括号// 检查是否是子查询if p.currTokenIs(lexer.SELECT) {subQuery, err := p.parseSelectStatement()if err != nil {return nil, err}// 检查右括号if !p.currTokenIs(lexer.RPAREN) {return nil, fmt.Errorf("期望右括号')'，但得到%s", p.currToken.Literal)}// 前进到右括号之后的tokenp.nextToken()return &ast.SubqueryExpression{Query: subQuery}, nil}// 不是子查询，而是普通的括号表达式exp, err := p.parseExpression(LOWEST)// ...
}

以下是嵌套查询解析的流程图：

在FROM子句中的子查询还需要处理别名，这在解析器中被特殊处理：

// 解析表名或子查询
p.nextToken()
if p.currTokenIs(lexer.LPAREN) {// 这是一个子查询subquery, err := p.parseSubquery()if err != nil {return nil, err}stmt.Subquery = subquery// 检查子查询后面是否有别名（必须有AS关键字）if p.currTokenIs(lexer.AS) {p.nextToken() // 跳过ASif !p.currTokenIs(lexer.IDENTIFIER) {return nil, fmt.Errorf("期望子查询别名，但得到%s", p.currToken.Literal)}stmt.TableAlias = p.currToken.Literalp.nextToken() // 跳过别名}
}

支持多层嵌套的关键是递归处理，每当遇到新的子查询，我们就递归地解析它，这使得我们的解析器能够处理任意复杂度的嵌套查询，如：

SELECT t.name FROM (SELECT u.name FROM (SELECT name FROM users) AS u) AS t

4. DROP语句支持

为了完善DDL（数据定义语言）功能，我们实现了DROP TABLE语句：

// DropStatement 表示DROP语句
type DropStatement struct {ObjectType string // 对象类型，如 "TABLE"Name       string // 要删除的对象名称
}

DROP语句的解析相对简单：

// parseDropTableStatement 解析DROP TABLE语句
func (p *Parser) parseDropTableStatement() (*ast.DropStatement, error) {stmt := &ast.DropStatement{ObjectType: "TABLE",}// 跳过DROPp.nextToken()// 跳过TABLEp.nextToken()// 解析表名if !p.currTokenIs(lexer.IDENTIFIER) {return nil, fmt.Errorf("期望表名，但得到%s", p.currToken.Literal)}stmt.Name = p.currToken.Literal// 处理可选的分号if p.peekTokenIs(lexer.SEMICOLON) {p.nextToken()}return stmt, nil
}

测试机制

为了确保解析器的正确性，我们为每种语句类型都编写了详细的测试用例：

单元测试：验证各个解析函数的正确性
集成测试：验证完整SQL语句的解析结果
AST测试：验证AST节点的String()方法生成正确的SQL

测试架构如下：

示例测试代码：

// TestNestedQueries 测试嵌套查询的解析
func TestNestedQueries(t *testing.T) {tests := []struct {name  stringinput string}{{name:  "FROM子句中的子查询",input: "SELECT subq.id, subq.name FROM (SELECT id, name FROM users WHERE age > 18) AS subq",},{name:  "WHERE子句中的子查询",input: "SELECT id, name FROM users WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders)",},{name:  "多层嵌套查询",input: "SELECT t.name FROM (SELECT u.name FROM (SELECT name FROM users) AS u) AS t",},}for _, tt := range tests {t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {l := lexer.NewLexer(tt.input)p := parser.NewParser(l)stmt, err := p.Parse()if err != nil {t.Fatalf("解析错误: %v", err)}// 各种验证...})}
}

通过这样的测试，我们可以确保：

解析器正确识别所有SQL语句类型
解析器能够正确处理各种边界情况和错误情况
AST节点能够正确地重新生成原始SQL

设计要点与优化考虑

在实现这些功能时，我们注重以下几个设计原则：

1. 递归下降解析

我们采用Pratt解析算法（自顶向下运算符优先级解析）处理表达式，这种算法特别适合于处理具有不同优先级的运算符，如SQL中的比较运算符和逻辑运算符。

优先级常量定义示例：

const (LOWEST      = 1 // 最低优先级AND_OR      = 2 // 逻辑运算符: AND OREQUALS      = 3 // 相等运算符: == !=LESSGREATER = 4 // 比较运算符: > < >= <=SUM         = 5 // 加减运算符: + -PRODUCT     = 6 // 乘除运算符: * /PREFIX      = 7 // 前缀运算符: -X 或 !X
)

2. 模块化设计

我们将不同类型的SQL语句解析逻辑分离到不同文件中，提高了代码的可维护性：

select.go：处理SELECT语句和相关子句（JOIN, ORDER BY, LIMIT等）
insert.go：处理INSERT语句
update.go：处理UPDATE语句
delete.go：处理DELETE语句
create.go：处理CREATE TABLE语句
drop.go：处理DROP TABLE语句
expression.go：处理表达式解析（包括子查询）

3. 错误处理

我们提供详细的错误信息，包括期望的token和实际的token，以及行号和列号信息：

func (p *Parser) peekError(t lexer.TokenType) {msg := fmt.Sprintf("行%d列%d: 期望下一个Token是%s，但得到了%s",p.peekToken.Line, p.peekToken.Column, t, p.peekToken.Type)p.errors = append(p.errors, msg)
}

4. 兼容性考虑

我们支持可选的分号，兼容不同SQL方言的习惯。同时，表别名处理也支持两种不同的语法形式：

-- 两种形式都支持
SELECT u.id FROM users AS u
SELECT u.id FROM users u

5. 性能优化

虽然我们的实现主要关注功能完整性，但也考虑了一些性能因素：

使用预分配的map存储前缀和中缀解析函数
避免不必要的字符串拷贝和内存分配
使用结构体字段而非接口字段，减少运行时开销

后续展望

虽然我们已经实现了SQL解析器的核心功能，但仍有改进空间：

支持更多SQL特性：
- GROUP BY和HAVING子句
- 窗口函数支持（OVER, PARTITION BY）
- 存储过程和触发器语法
- 更多数据类型和函数支持
优化错误恢复机制：
- 在遇到错误时能够继续解析，提供更多错误信息
- 支持语法错误提示和修复建议
增加语义分析：
- 检查表和列名是否存在
- 类型检查和类型推导
- 检查引用完整性
实现SQL执行引擎：
- 将AST转换为执行计划
- 支持基础查询执行
- 实现简单的查询优化

基于当前的解析器架构，可以向这些方向自然扩展，进一步增强我们的SQL解析与执行系统。

但是因为我们这篇文章的重点不是这个，咱们暂且就先实现这么多吧。

总结

通过实现DROP、JOIN、DELETE语句和嵌套查询功能，我们的SQL解析器已经具备了处理相当复杂SQL语句的能力。

我们下一步我们将实现基础的 ALTER TABLE功能，这也是我们sql解析器的最后一部分内容。

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电压模式控制是传统的控制方法，通过检测输出电压，与参考电压比较，然后调整PWM的占空比。这种方法的优点是简单，只需要一个电压反馈环路。但缺点可能包括对输入电压变化的响应较慢，动态性能不足，尤其是在负载…...

编程日记 2025/9/15 1:09:57

JavaScript逆向工程中的插桩技术完全指南

一、什么是插桩技术？ 插桩（Instrumentation）是逆向工程中的核心技术之一，指的是在不改变程序原有逻辑的前提下，向目标程序中插入额外的代码或监控点，用于收集运行时信息、修改程序行为或进行调试分析。插…...

编程日记 2025/9/19 3:39:12

LLM应用实战1-基本概念

文章目录基本概念1. 提示词工程（Prompt Engineering）2. AI Agent（智能代理）3. Model Context Protocol (MCP)4. Function Calling（函数调用）5. Retrieval-Augmented Generation (RAG)6. FineTuning&#x…...

编程日记 2025/9/17 20:14:03

数据结构--堆

一、堆的定义堆是一棵完全二叉树，树中的每个结点的值都不小于（或不大于）其左右孩子结点的值。其中，如果父亲结点的值始终大于或等于孩子结点的值，那么称这样的堆为大顶堆，这时每个结点的值都是以它为根节…...

编程日记 2025/9/9 6:08:46

第37次CCF计算机软件能力认证 / T4 / 集体锻炼

题目代码 #include <bits/stdc.h> using namespace std; using LL long long;const int N 1e6 10; const int mod 998244353; int a[N]; int st[N][22];int get(int l, int r) {int x r - l 1;int k log2(x);return __gcd(st[l][k], st[r - (1 << k) 1][…...

编程日记 2025/9/10 6:42:16

SQL解析器：实现进阶功能

项目结构回顾

新增功能实现

1. DELETE语句解析

2. JOIN操作的解析

3. 嵌套查询功能

4. DROP语句支持

测试机制

设计要点与优化考虑

1. 递归下降解析

2. 模块化设计

3. 错误处理

4. 兼容性考虑

5. 性能优化

后续展望

总结

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