Python技法:构建递归下降Parser解析上下文无关文法
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更新于2024-08-07
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"这篇文档详细介绍了如何使用Python实现简单的递归下降Parser,主要针对处理包含递归语法的文本,如算术运算表达式。文档首先指出了正则表达式的局限性,不能处理复杂的递归结构,并引入了上下文无关文法(Context-Free Grammar,CFG)的概念,特别是巴科斯范式(BNF)和扩展巴科斯范式(EBNF)作为定义语法规则的工具。"
在解析递归语法时,如算术表达式,Python可以通过编写递归下降Parser来解决。递归下降Parser是一种自顶向下的解析策略,它利用函数的递归调用来匹配输入的token流与语法规则。
在文档中,首先提到了之前的文章介绍了使用正则表达式创建简单的分词器,但正则表达式不适合处理递归结构,如嵌套的括号或复杂的运算。因此,我们需要转向更强大的解析技术,如BNF和EBNF。
BNF(巴科斯范式)是一种形式化的语法描述方法,用于定义上下文无关文法。在示例中,表达式(expr)的定义包括三个部分:expr后面跟着加号和term、expr后面跟着减号和term,以及直接的term。同样,term的定义包括因子(factor)后跟乘号或除号,以及直接的因子。因子可能是括号中的expr或数字(NUM)。
为了使规则更易读,文档使用了EBNF(扩展巴科斯范式),它允许使用重复符号(如{...})来简化规则。EBNF中的expr规则表示一个term后面可零次或多次跟随加号或减号后的term,term规则表示一个factor后面可零次或多次跟随乘号或除号后的factor,而factor规则保持不变。
在解析过程中,递归下降Parser会尝试将输入的token流与这些规则进行匹配,并根据BNF/EBNF规则进行替换和扩展,逐步构建出解析树,从而解析并计算出表达式的值。这种方法对于解析具有递归特性的语言结构非常有效,例如算术表达式、逻辑表达式或者程序语言的控制结构等。
这篇文档提供了一个基础的Python递归下降Parser的实现思路,通过BNF和EBNF来解析包含递归的算术运算表达式,展示了如何利用Python的递归函数处理复杂语法结构的问题。
2021-03-29 上传
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