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从零开始写个编译器吧 - 文法简介

stormzhang / 1755人阅读

摘要:而,称之为非终结符。而这个展开方案中对各个非终结符产生式的选择过程,即是对源代码中每一个部分的定性过程。这个过程让能够理解源代码各个部分表示的含义,并以此生成对应的语法树。

我需要定义出 tao 语言的细节,在此,需要引出文法这一概念。所谓文法,即是用于描述语言的一种工具。
例如,一个赋值语句可能写成如下形式:

  

variable = 1 + 3

如何充分定义这个赋值语句的形式呢?若用自然语言描述,我可以说,赋值语句最左边是一个标示符,然后紧接一个“=”符号,然后再接一个表达式。满足这个条件的,即是赋值语句啦。

  

S → abE

用符号来描述的话,就是如上形式,这种形式称之为 S 的产生式。其中 S 表示赋值语句,a 表示一个标示符,b 是“=”符号,E 表示表达式。这里用到了S、a、b、E 四个不同的字母。

等等,似乎还有什么没说完,因为标示符(字母a表示)与“=”符号(字母b表示)都与 Tokenizer 生成的 Token 对应,但是表达式(字母E表示)却没有对应的 Token 呀。

于是,我还要进一步描述表达式。这里为了不让问题变得过于繁琐,我先假定表达式只出现加减号和数字。那么表达式的定义如下。

  

E → d | E+d | E-d

这里出现的“|”表示“或”,这表明表达式(字母E)可以展开成三种不同的式子。同时,E 展开后的式子中可能再次出现 E 本身,这种递归形式足以涵盖任意长度的表达式形式。

于是,我们又得到字母 d,d 表示一个数字(也与某种 Token 对应)。

至此,我们一共得到了 S、a、b、E、d 五个不同的字母,其中 a、b、d 都与 Token 对应。然而,虽然 S、E 却没有对应的 Token,但它们都有至少有一个属于自己的产生式。

对于 a、b、d,称之为终结符。即它们不会再有自己的产生式了。而 S、E,称之为非终结符

当我们为式子中某个非终结符挑选一个特定的产生式,并用产生式的右边部分代替这个非终结符在式子中的位置,那么我们将这个过程称之为非终结符的展开

考虑下面这行代码:

  

index = 15 + 7 - 3

其形如 abd+d-d(a 为 "index"、b 为"="、d 为"15", "7", "3")

对于 S 有如下展开方式:

  

S → abE

→ abE-d(展开 E → E-d)

→ abE+d-d(展开 E → E+d)

→ abd+d-d(展开 E → d)

其中 S 表示一个赋值语句。既然 S 存在某种展开方式,其形式与这行代码完全相同,我们说,这行代码与 S 是匹配的。对于 Parser 而言,即可断定这行语句是一个赋值语句。

因此,Parser 读取语言的文法定义。然后,通过找到一个展开方案以匹配源代码。而这个展开方案中对各个非终结符产生式的选择过程,即是对源代码中每一个部分的定性过程。这个过程让 Parser 能够理解源代码各个部分表示的含义,并以此生成对应的语法树(Syntax Tree)。

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