作甚语法树

2019年8月30日 203次阅读 来源: JerryC

原文链接：BlueSun | 作甚语法树

什么是语法树？

你是不是曾想过，这个天下存在这么多言语的意义。

假如如今你眼前有一个物体，它是一个不划定规矩的圆体，全部身材通红，头部另有一根颀长轻微蜿蜒偏右呈棕色的圆柱体。
在中文我们称之为「苹果」，
在英文我们称之为「Apple」，
在日文中我们称之为「アップル」，
在法语中我们称之为「pomme」，
在德语中我们称之为「Apfel」，
不管用差异的言语，针对这个物体在笔墨上、发音上都完整不一样，但这个物体确确实实的存在这个时空上，色彩、气息、外形都未曾由于言语而改变过。

不管这个天下存在若干言语，它们所形貌的真谛都未曾改变过。

或许说，真谛就存在那边，能够用差异的言语的差异表达体式格局形貌出来。那末计算机的天下，这么多编程的言语，C、C++、Java、C#、JavaScript、Python、Go、Ruby等等等，它们配合所形貌的真谛是什么？

我们晓得人类言语上，不管什么语种，都邑有「主语」「动词」「宾语」「标点符号」来形貌一个实际天下所发作的事宜。
而在计算机编程言语上，不管什么语种，都邑有「范例」「运算符」「流程语句」「函数」「对象」等观点来表达计算机中存在内存中的0和1，以及背地运算与逻辑。

语法树，计算机形貌天下真谛的树状组织。

差异的言语，都邑配之差异的语法分析器，而语法分析器是把源代码作为字符串读入、剖析，并竖立语法树的顺序。语法的设想和语法分析器的实现是决议言语外在表现的重要因素。
什么是语法树？摘自Wiki一段：

在计算机科学中，笼统语法树（abstract syntax tree 或许缩写为 AST），或许语法树（syntax tree），是源代码的笼统语法组织的树状表现情势，这里特指编程言语的源代码。树上的每一个节点都示意源代码中的一种组织。之所以说语法是「笼统」的，是由于这里的语法并不会示意出实在语法中涌现的每一个细节。

一则简朴的例子

假如我们需要让计算机帮助算一下 「1加2再乘以3」 的效果，该如何表达呢？
如今我们大多数的当代编程言语，都是运用「中缀表达式」的体式格局来编写运算，比方JavaScript：

(1 + 2) * 3

而FORTH言语则运用「后缀表达式」，这基本上与日语中的语序是一致的：

1 2 + 3 *

LISP言语运用的「前缀表达式」：

( * (+ 1 2) 3)

我们再看一下这三种表达式的语法树：

《作甚语法树》

能够看出，关于这三种简朴的言语，它们只是在这个语法树上按差异的划定规矩遍历罢了。三者的代码看起来差异很大，但实际上所用的树组织是雷同的。

先来看看Python的语法树

经由历程Python言语自带的库文件ast，我们能够检察特定的代码被转换成如何的语法树。

>>> import ast
>>> ast.dump(ast.parse("(1 + 2) * 3"))
'Module(
    body=[
        Expr(
            value=BinOp(
                left=BinOp(
                    left=Num(n=1), 
                    op=Add(), 
                    right=Num(n=2)
                ), 
                op=Mult(), 
                right=Num(n=3)
            )
        )
    ]
)'

BinOp op = Mult()示意乘法运算，与*相对应；
BinOp op = Add()示意加法运算，与+相对应；
Num n = 1既为数值1。

《作甚语法树》

再窥视一下JavaScript的语法树

在语法庞杂的言语中，语法树是包括许多细节的语法效果表达式，我们需要靠语法树把这类情势以更简约的情势表达出来。

Javascript 有不少东西能够把代码组织出清楚的语法树，比方 esprima、v8、SpiderMonkey、UglifyJS、AST explorer等。

这里，我运用「esprima」来讨论一下JavaScript运算(1 + 2) * 3的语法树。

javascript code:

(1 + 2)* 3;

ast for json:

{
    "type": "Program",
    "body": [
        {
            "type": "ExpressionStatement",
            "expression": {
                "type": "BinaryExpression",
                "operator": "*",
                "left": {
                    "type": "BinaryExpression",
                    "operator": "+",
                    "left": {
                        "type": "Literal",
                        "value": 1,
                        "raw": "1"
                    },
                    "right": {
                        "type": "Literal",
                        "value": 2,
                        "raw": "2"
                    }
                },
                "right": {
                    "type": "Literal",
                    "value": 3,
                    "raw": "3"
                }
            }
        }
    ],
    "sourceType": "script"
}

body示意顺序体，而顺序体中包括了一则表达式ExpressionStatement, 表达式体里包括了操纵符 *,以及摆布双方表达式，个中右侧是数字3,而左侧表达式还包括一层表达式，内里是一个+ 操纵符，以及摆布双方分别为1和2的数字。

《作甚语法树》

假如还没有看懂，你能够到这里看一下这段代码所天生的语法树：AST for (1 + 2)* 3;*%203%0A)

我们能够应用语法树做些什么？

看到这里你可能会问，晓得语法是又有什么用呢？跟我一样平常编写代码貌似半毛钱关联都没有。实在语法树照样很有效的，想一下假如想做「语法高亮」、「关键字婚配」、「作用域推断」、以及「代码紧缩」等等，都是最好把代码解构成语法树以后再去种种操纵，固然仅仅解构还不够，还需要供应种种函数去遍历与修正语法树。

另一方面，去研讨、去讨论计算机实在的天下不是一个很出色很刺激的历程么？

    原文作者：JerryC
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000004607288
    本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。
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