如何从BNF设计抽象语法树(AST)

Question

我已经定义了我的语言的BNF，并且不知道如何从它设计一个AST。

例如，从我的BNF的前几行：

<program> ::= <import declarations>? <class declaration>?
<import declarations> ::= <import declaration> | <import declarations> <import declaration>
<class declaration> ::= class <identifier> <class body>
<import declaration> ::= import <type name> ';'

我如何从我的AST中表达出来呢？我应该这样设计它吗？

typedef vector<ImportDeclaration*> ImportDeclarationList;

class Program {
    ImportDeclarationList importDeclarations;
    ClassDeclaration classDeclaration;
};

class ImportDeclaration {
    TypeName typeName;
};

class ClassDeclaration {
    Identifier identifer;
    ClassBody classbody;
};

我需要在thess类之间添加一些继承吗？

有没有一些关于如何从BNF设计AST的书？

Answer 1

您只需实现一个树数据结构。这意味着您将需要某个类，比如Node，AST的所有其他可能元素都必须从这些类继承。然后，您可以使用成员指针(Node*)。如果子代的数量可能不同，您可以将它们存储在std::vector中。例如：对于一个非常简单的产品(假设IntLiteral是一个终端)：

Addition := IntLiteral + IntLiteral

可以为AST编写以下代码：

struct Node {
    virtual Node* clone() { return new Node(*this);};
    virtual ~Node() {}
};
class IntLiteral : Node {
    int value;
public:
    IntLiteral(int v) : value(v) {}
    virtual IntLiteral* clone()
    {
        return new IntLiteral(*this);
    }
};
class Addition : Node {
    Node* left;
    Node* right;
public:
    Addition(Node* l, Node* r)
        : Node(), left(l->clone()), right(r->clone()) {}
    virtual Addition* clone()
    {
        return new Addition(*this);
    }
};

假设您是手动实现的，您可以在解析器代码的接受函数中将节点添加到根节点(在本例中为add *)。

实际上，您可能希望每个节点都有一个generate函数。或者，这可能是一个更好的想法，您将需要访问器和树遍历器来生成代码。

有相当多的关于解析器的书，其中之一是经典的“龙书”，尽管那里的重点实际上是编译器。