用java实现一个简易编译器-语法解析
语法和解析树:
举个例子看看,语法解析的过程。句子:“我看到刘德华唱歌”。在计算机里,怎么用程序解析它呢。从语法上看,句子的组成是由主语,动词,和谓语从句组成,主语是“我”,动词是“看见”, 谓语从句是”刘德华唱歌“。因此一个句子可以分解成 主语 + 动词 + 谓语从句:
句子-->主语+动词 + 谓语从句
主语是名词,因此有 :
主语->名词
句子里的名词有: “我”, “刘德华”,因此有解析规则:
名词-> "我“ | "刘德华".
句子里的动词是“看见”, “唱歌”,由此有解析规则:
动词-> “看见” | “唱歌”
再看谓语从句,谓语从句由宾语和谓语动词组成, 宾语是 “刘德华”, 谓语动词是“唱歌", 谓语从句的解析规则就是:
谓语从句 -> 宾语 + 谓语动词
谓语动词是属于动词,于是又有:
谓语动词-> 动词
动词->”看见” | "唱歌"
这样,整个句子的解析规则就有:
1.句子-->主语+动词 + 谓语从句
2.谓语从句 -> 宾语 + 谓语动词
3.主语->名词
4.谓语动词->动词
5.动词-> “看见” | “唱歌”
6.名词-> "我“ | "刘德华".
上面这组解析规则就是在计算机中用来解析句子的算法,接下来我们通过一系列替换,从这组规则还原回句子,首先从第一个规则开始,用右边的式子替换左边的符号,
1. 句子 通过规则 :句子-->主语+动词 + 谓语从句 替换得到:
2. 主语+动词 + 谓语从句, 通过规则 主语->名词 替换得到:
3. 名词 + 动词 + 谓语从句, 通过规则 名词-> "我“ | "刘德华" 替换得到
4. 我 + 动词 + 谓语从句, 通过规则 动词-> "看见" 替换得到:
5. 我 看见 + 谓语从句, 通过规则 谓语从句 -> 宾语 + 谓语动词 替换得到:
6. 我 看见 宾语+谓语动词, 通过规则 宾语->名词 替换得到:
7. 我 看见 名词+谓语动词, 通过规则 名词-> "我“ | "刘德华" 替换得到:
8. 我 看见 刘德华 + 谓语动词, 通过规则 谓语动词->动词 替换得到:
9. 我 看见 刘德华 动词。通过规则 动词-> “唱歌” 替换得到
10 我 看见 刘德华 唱歌
至此,我们已经没有可替换的地方,于是语法解析完成。 由此可见,语法解析就是通过设立一组规则,然后判断输入的文本是否符合给定规则的过程。我们看到,最底层的一些规则是这样的:
名词-> "我“ | "刘德华", 动词-> “看见” |“唱歌“
这几条规则,其实就是以前(http://blog.csdn.net/tyler_download/article/details/50668983)所说的词法分析,-> 左边就是标签,右边就是词法分析的字符串。整个解析过程,形成了一种树状结构,这个结构就叫语法解析树:
设想,由文字组成的文本,其形式是无穷的,语法解析的规则是将无穷的文本中,选取出组合形式符合语法规则的文本,例如对于上述语法,句子:“我看见张学友唱歌” 就无法通过语法规则,按照上面的替换过程,我们发现,到第7步时 解析到宾语,宾语替换成名词后无法将名词替换成“张学友”, 因此“我看见张学友唱歌”对于上面的语法规则而言,是非法输入。
当然,语法规则所限定的文本输入也不是唯一的,句子:“刘德华看见我唱歌” 也符合上面的语法规则,大家可以仿照上面的替换过程验证一下。
如果想要语法识别“我看见张学友唱歌”, 那么只要将规则改一下:名词->”我“ | ”刘德华” | “张学友” 即可。
我们看看,将上述替代过程转成计算机伪码是怎样的:
假定“我看见刘德华唱歌” 这歌句子存在缓冲区buffer 里,那么代码表述如下:
句子(buffer) {
//主语 + 动词 + 谓语从句 替换 句子
主语(buffer);
动词(buffer);
谓语从句(buffer);
}
主语(buffer) {
//名词 替换 主语
名词(buffer);
}
名词(buffer) {
// “我” | “刘德华” 替换 名词
if (buffer[0] == “我”) {
buffer = buffer.substring(1);
return;
}
if (buffer[0,1,2] == “刘德华”) {
buffer = buffer.substring(3);
return;
}
throw new Exception (“该语句不符合语法”);
}
动词(buffer) {
// “看见” | “唱歌“ 替换 动词
if (buffer[0,1]== “看见” || buffer[0,1] == “唱歌") {
buffer = buffer.substring(2);
return;
}
throw new Exception (“该语句不符合语法”);
}
谓语从句(buffer) {
//宾语 谓语动词 替换 谓语从句
宾语(buffer);
谓语动词(buffer);
}
宾语(buffer) {
//名词 替换 宾语
名词(buffer);
}
谓语动词(buffer) {
//动词 替换 谓语动词
动词(buffer);
}
在下一篇,我们看看,如何对带有加好和乘号的算术表达式,如何制定一套语法规则以及相应的语法替换代码。
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