helm/mathql/doc/mathql_introduction.tex

   1 \section{Introduction}
   2
   3 This paper presents {\MathQL} version 4 which is the latest version of the
   4 language, fully developed by Ferruccio Guidi.
   5 For a description of the previous versions of {\MathQL} see: \cite{Gui03}
   6 (version 3), \cite{GS03} (version 2), \cite{Lor02} (version 1).
   7 The main novelties of this version are the elimination of some cast operators
   8 (producing a substantial simplification in the query structure and semantics,
   9 see \secref{Operational}), a clear distinction between the core language and
  10 the auxiliary functions of the basic library, a support for query generating
  11 functions, the possibility of extending the language adding new libraries of
  12 functions and a more uniform textual syntax.
  13 {\MathQL}.4 incorporates the features of {\MathQL}.3 not documented on paper%
  14 \footnote
  15 {See the ``what's new'' section of {\MathQL} Web Site:
  16 \URI{helm.cs.unibo.it/mathql}.}
  17 and adds some new features improving {\MathQL} capabilities to post-process
  18 the query results.
  19
  20 \subsection{Textual syntax}
  21
  22 The syntax of grammatical productions resembles BNF and POSIX notation:
  23
  24 \begin{itemize}
  25
  26 \item
  27 \TT{::=} defines a grammatical production by means of a regular expression.
  28
  29 Regular expressions are made of the following elements
  30 (here \TT{...} is a placeholder):
  31
  32 % \item
  33 % \TT{.} represents any character between U 0020 and U 007F inclusive;
  34
  35 \item
  36 \TT{`...`} represents any character in a character set;
  37
  38 \item
  39 \verb+`^ ...`+ represents any character (U+0020 to U+007E) not in a character
  40 set;
  41
  42 \item
  43 \TT{"..."} represents a string to be matched verbatim;
  44
  45 \item
  46 \GP{...} represents a regular expression defined by a grammatical production;
  47
  48 \item
  49 \TT{... ...} represents a conjunctive regular expression;
  50
  51 \item
  52 \TT{... | ...} represents a disjunctive regular expression;
  53
  54 \item
  55 \TT{[ ... ]?} represents an optional regular expression;
  56
  57 \item
  58 \TT{[ ... ]+} represents a regular expression to be repeated one or more times;
  59
  60 \item
  61 \TT{[ ... ]*} represents a regular expression to be repeated zero or more times;
  62
  63 \item
  64 \TT{[ ... ]} represents a grouped regular expression.
  65
  66 \end{itemize}
  67
  68 \noindent
  69 {\MathQL} Expressions can contain quoted constant strings with the syntax of
  70 \figref {StrTS}.%
  71 \footnote{Note that the first slash of the \GP{path} is not optional as
  72 in {\MathQL}.3.}
  73
  74 \begin{figure}[ht]
  75 \begin{footnotesize} \begin{verbatim}
  76 <dec>     ::= '0 - 9'
  77 <num>     ::= <dec> [ <dec> ]*
  78 <hex>     ::= <dec> | 'A - F' | 'a - f'
  79 <escaped> ::= "u" <hex> <hex> <hex> <hex> | '"' | "\" | "^"
  80 <string>  ::= '"' [ "\" <escaped> "^" | '^ "\^' ]* '"'
  81 <path>    ::= "/" | [ "/" <string> ]+
  82 \end{verbatim} \end{footnotesize}
  83 \vskip-1pc
  84 \caption{Textual syntax of numbers, strings and paths} \label{StrTS}
  85 \end{figure}
  86
  87 \noindent
  88 The meaning of the escaped sequences is shown in \figref{EscTS}
  89 (where $ .... $ is a 4-digit placeholder).
  90
  91 \begin{figure}[ht]
  92 \begin{footnotesize}
  93 \begin{center} \begin{tabular}{|l|l|c|}
  94 \hline {\bf Escape sequence} & {\bf Unicode character} & {\bf Text} \\
  95 \hline \verb+\u....^+        & U+....                  &            \\
  96 \hline \verb+\"^+            & U+0022                  & \verb+"+   \\
  97 \hline \verb+\\^+            & U+005C                  & \verb+\+   \\
  98 \hline \verb+\^^+            & U+005E                  & \verb+^+   \\
  99 \hline
 100 \end{tabular} \end{center}
 101 \end{footnotesize}
 102 \vskip-1pc
 103 \caption{Textual syntax of escaped characters} \label{EscTS}
 104 \end{figure}
 105
 106 {\MathQL} character escaping syntax aims at complying with W3C character model
 107 for the World Wide Web \cite{W3Ca} which recommends a support for standard
 108 Unicode characters (U+0000 to U+FFFF) and escape sequences with
 109 start/end delimiters.
 110 In particular {\MathQL} escape delimiters (backslash and caret) are chosen
 111 among the {\em unwise} characters for URI references (see \cite{URI}) because
 112 URI references are the natural content of constant strings and these
 113 characters should not be so frequent in them.
 114
 115 Query expressions can contain variables for {\av}'s (production \GP{avar})
 116 and variables for {\av} sets, {\ie} for query results (production \GP{svar})
 117 according to the syntax of \figref{VarTS}.
 118
 119 \begin{figure}[ht]
 120 \begin{footnotesize} \begin{verbatim}
 121 <alpha> ::= [ 'A - Z' | 'a - z' | `_` ]+
 122 <id>    ::= <alpha> [ <alpha> | <dec> ]*
 123 <avar>  ::= "@" <id>
 124 <svar>  ::= "$" <id>
 125 \end{verbatim}\end{footnotesize} %$
 126 \vskip-1pc
 127 \caption{Textual syntax of variables} \label{VarTS}
 128 \end{figure}
 129
 130 \noindent
 131 The syntax of query expressions (production \GP{query}) is described in
 132 \figref{QueryTS}.
 133
 134 \begin{figure}[ht]
 135 \begin{footnotesize} \begin{verbatim}
 136 <qualifier> ::= [ "inverse" ]? [ "sub" | "super" ]? <path>
 137 <main>      ::= [ "main" <path> ]?
 138 <cons>      ::= <path> [ "in" | "match" ] <query>
 139 <istrue>    ::= [ "istrue" <cons> [ "," <cons> ]* ]?
 140 <isfalses>  ::= [ "isfalse" <cons> [ "," <cons> ]* ]*
 141 <exp>       ::= <path> [ "as" <path> ]?
 142 <sec>       ::= [ "attr" <exp> [ "," <exp> ]* ]?
 143 <opt_args>  ::= <main> <istrue> <isfalses> <sec>
 144 <source>    ::= [ "pattern" ]? <query>
 145 <paths>     ::= [ <path> [ "," <path> ]* ]?
 146 <query>     ::= "(" <query> ")" | <string> | "[" <xavs> "]"
 147             |   "property" <qualifier> <opt_args> "of" <source>
 148             |   "let" <svar> "=" <query> "in" <query>
 149             |   <query> ";;" <query> | <svar> | <avar>
 150             |   "ex" <query> | <avar> "." <path>
 151             |   "add" [ "distr" ]? [ <xgroups> | <avar> ] "in" <query>
 152             |   "for" <avar> "in" <query> [ "sup" | "inf" ] <query>
 153             |   "while" <query> [ "sup" | "inf" ] <query>
 154             |   <path> "{" <paths> "}" "{" <queries> "}"
 155             |   "gen" <path> [ "{" <queries> "}" | "in" <query> ]
 156 <queries>   ::= [ <query> [ "," <query> ]* ]?
 157 <xattr>     ::= <path> "=" <query>
 158 <xgroup>    ::= "{" <xattr> [ ";" <xattr> ]* "}"
 159 <xgroups>   ::= <xgroup> [ "," <xgroup> ]*
 160 <xav>       ::= <string> [ "attr" <xgroups> ]?
 161 <xavs>      ::= [ <xav> [ ";" <xav> ]* ]?
 162 \end{verbatim} \end{footnotesize}
 163 \vskip-1pc
 164 \caption{Textual syntax of queries} \label{QueryTS}
 165 \end{figure}
 166
 167 \noindent
 168 The syntax of result expressions (production \GP{avs}) is described in
 169 \figref{ResultTS}.
 170
 171 \begin{figure}[ht]
 172 \begin{footnotesize} \begin{verbatim}
 173 <attr>  ::= <path> "=" "{" [ <string> [ "," <string> ]* ]? "}"
 174 <group> ::= "{" <attr> [ ";" <attr> ]* "}"
 175 <av>    ::= <string> [ "attr" <group> [ "," <group> ]* ]?
 176 <avs>   ::= [ <av> [ ";" <av> ]* ]?
 177 \end{verbatim} \end{footnotesize}
 178 \vskip-1pc
 179 \caption{Textual syntax of results} \label{ResultTS}
 180 \end{figure}
 181
 182 \xcomment {
 183
 184 \begin{figure}[ht]
 185 \begin{footnotesize} \begin{verbatim}
 186             |   "select" <avar> "from" <query> "where" <query>
 187 \end{verbatim} \end{footnotesize}
 188 \vskip-1pc
 189 \caption{Textual syntax of basic query extensions} \label{BasicTS}
 190 \end{figure}
 191
 192 }