语法树：手写 SQL 编译器中的语法解析基础

导言

语法树是编译器设计中的一个基本概念，它以层次结构的方式表示程序的语法。在本篇文章中，我们将讨论如何生成语法树，重点关注手写 SQL 编译器的语法树实现。

什么是语法树？

语法树是一种抽象数据结构，它以树状结构表示程序的语法。树中的每个节点表示语法规则中的一个元素，而树中的子节点则表示该元素的子元素。

在 SQL 编译器中的语法树

在 SQL 编译器中，语法树用于表示 SQL 查询的结构。例如，对于以下 SQL 查询：

SELECT name, age
FROM users
WHERE age > 18;

对应的语法树可能是这样的：

                   Query
                   /    \
                 /      \
                /        \
               /          \
              /            \
             /              \
       SELECT      FROM       WHERE
       /  \          /  \      /   \
      /    \        /    \    /     \
     /      \      /      \  /       \
    /        \    /        \ /         \
   /          \  /          \/           \
  /            \/            \            \
 name        age       users      age        18

这个语法树显示了查询的不同部分的层次结构关系，例如 SELECT 子句、FROM 子句和 WHERE 子句。

生成语法树

生成语法树通常是编译器设计中的第一步。可以使用自顶向下的解析方法或自底向上的解析方法来生成语法树。在自顶向下的方法中，从语法规则的根节点开始，逐步解析输入的文本。在自底向上的方法中，从输入的文本中逐步构建语法树。

自顶向下的语法树生成

自顶向下的语法树生成算法使用递归下降解析器。该解析器从语法规则的根节点开始，并根据当前输入符号应用匹配规则。如果匹配成功，则将输入符号从输入流中删除，并使用规则的子规则继续解析。如果匹配失败，则解析器将回溯并尝试不同的匹配规则。

自底向上的语法树生成

自底向上的语法树生成算法使用移位-归约解析器。该解析器将输入符号移位到一个栈中，直到可以将栈中的符号归约为一个语法规则的右部。如果可以归约，则解析器将栈顶符号用规则的左部替换，并继续解析。如果无法归约，则解析器将继续移位输入符号。

手写 SQL 编译器中的语法树生成

在手写 SQL 编译器中，我们使用自顶向下的语法树生成算法，即递归下降解析器。该解析器实现了我们之前文章中定义的语法规则。当解析器解析输入查询时，它会创建对应的语法树。

结语

语法树是编译器设计中的一个基本概念。它以层次结构的方式表示程序的语法，对于分析和优化程序至关重要。在本篇文章中，我们讨论了如何生成语法树，重点关注手写 SQL 编译器中的语法树实现。