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淺析AST抽象語法樹及Python代碼實現(xiàn)

2019-11-25 16:45:25
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供稿:網(wǎng)友

在計算機科學中,抽象語法樹(abstract syntax tree或者縮寫為AST),或者語法樹(syntax tree),是源代碼的抽象語法結(jié)構(gòu)的樹狀表現(xiàn)形式,這里特指編程語言的源代碼。樹上的每個節(jié)點都表示源代碼中的一種結(jié)構(gòu)。之所以說語法是“抽象”的,是因為這里的語法并不會表示出真實語法中出現(xiàn)的每個細節(jié)。比如,嵌套括號被隱含在樹的結(jié)構(gòu)中,并沒有以節(jié)點的形式呈現(xiàn);而類似于if-condition-then這樣的條件跳轉(zhuǎn)語句,可以使用帶有兩個分支的節(jié)點來表示。
和抽象語法樹相對的是具體語法樹(concrete syntaxtree),通常稱作分析樹(parse tree)。一般的,在源代碼的翻譯和編譯過程中,語法分析器創(chuàng)建出分析樹。一旦AST被創(chuàng)建出來,在后續(xù)的處理過程中,比如語義分析階段,會添加一些信息。
抽象語法樹的結(jié)構(gòu)不依賴于源語言的文法,也就是語法分析階段所采用的上下文無關(guān)文法。因為在Parser工程中,經(jīng)常會對文法進行等價的轉(zhuǎn)換(消除左遞歸、回溯、二義性等),這樣會給文法引入一些多余的成分,對后續(xù)階段造成不利影響,甚至會使各階段變得混亂。因此,很多編譯器(包括GJC)經(jīng)常要獨立地構(gòu)造語法分析樹,為前、后端建立一個清晰的接口。

Python實現(xiàn)
假設(shè)對'a + 3 * b'進行解釋,其中a=2,b=5
代碼很簡單,就不再進行詳細的解釋了。

Num = lambda env, n: n Var = lambda env, x: env[x] Add = lambda env, a, b:_eval(env, a) + _eval(env, b) Mul = lambda env, a, b:_eval(env, a) * _eval(env, b)  _eval = lambda env, expr:expr[0](env, *expr[1:])  env = {'a':2, 'b':5} tree = (Add, (Var, 'a'),        (Mul, (Num, 3),           (Var, 'b')))  print _eval(env, tree) 

輸出結(jié)果為17

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