如何优雅地构建抽象语法树：从语法分析到AST树

本文主要讲述了在编译原理实验中，如何优雅地展平语法树的过程。虽然实验要求只是进行对C语言的语法分析，但实际需要做的工作远大于此。如果使用antlr进行解析而不是递归下降器法，那么编译的关键步骤在本次实验涉及了词法分析、语法分析和抽象语法树的构造，其中抽象语法树是语法制导翻译的一个步骤。 在从词法分析到语义分析的过程中，跨度十分巨大。实际上，真正的语法分析工作已经由antlr生成的语法树完成，难点在于最后一步json的构造。无论使用哪种方法，包括递归下降器、手工搓字符串或AST节点法，无论语法的BNF表示是简单还是复杂，无论语法定义是否接近老师的目标节点，最终代码的行数和复杂度都较高。这主要是因为目标对应的json树和antlr树是完全不同的结构。 作者通过反思，认为本次实验的难度可以归纳为一个原因：将CST树转化为AST树。在这个过程中，需要思考如何更优雅地展平语法树。 在展开讨论抽象语法树和语法树的区别时，作者提出了一个例子句子：“如何优雅地展平你的语法树”。语法树是一个从语法推导中得出的树形结构，它反映了语法规则的结构和语句的演绎过程。而抽象语法树是为了更好地描述语言的语义而创建的。它抽象掉了语法规则中的一些细节并保留了语义上的重要信息。 作者进一步讨论了抽象语法树和语法树的不同之处。语法树更加关注语法规则和演绎过程，而抽象语法树更加注重语义的表示。在编译原理中，抽象语法树用于语法制导翻译，将源代码转化为目标代码。因此，在语法分析的基础上，将CST树转化为AST树是本次实验的实质。 在解决如何优雅地展平语法树的过程中，作者提出了几个思考和解决方法。首先，观察antlr生成的语法树的结构，了解其中的细节和层次关系。其次，根据需要展平的语法树节点，选择合适的方法进行展开。作者介绍了两种方法：一种是基于深度优先搜索的方法，一种是基于递归的方法。然后，作者提供了一个用于展平语法树的示例代码，详细解释了其中的实现思路和细节。 最后，作者总结了展平语法树的优缺点。展平语法树可以使代码更加简洁、易于理解和维护，减少冗余节点和层级，提高性能。然而，展平语法树也可能导致代码过于简单，丢失一些细节信息，不适合处理复杂的语法规则。 综上所述，展平语法树是编译原理实验中的一个关键步骤，将CST树转化为AST树是本次实验的实质。在展平语法树的过程中，可以使用不同的方法和技巧来实现优雅的展开。展平语法树的优缺点需要权衡，并根据具体的需求和场景来选择适合的展开方式。通过本次实验，作者深入理解了语法分析和抽象语法树的概念，提高了对编译原理的理解和实践能力。