从零开始理解抽象语法树（AST）

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2024-02-10 01:48:47

什么是抽象语法树（AST） ？

抽象语法树（AST）是一种用树形结构表示源代码抽象语法的数据结构。简单来说，它是一棵树，树上的每个节点都表示源代码中的一种语法结构，如函数、变量声明或表达式。

AST 的好处

AST 为源代码提供了一种结构化和抽象的表示方式，这使其对于许多编译器和语言处理器非常有用。它允许工具分析和操作代码，而无需担心代码的具体语法细节。

AST 的工作原理

AST 是由源代码解析器生成的。解析器将源代码解析为一组语法令牌，然后使用这些令牌构建 AST。AST 节点可以具有子节点，这些子节点表示代码中的嵌套结构。

AST 的表示

AST 可以使用各种方式表示。最常见的方法是使用树形结构，其中每个节点都表示源代码中的语法结构。节点可以具有类型（例如函数、变量或表达式），以及一个子节点数组，用于表示子结构。

AST 的应用

AST 用于各种应用程序，包括：

编译器和解释器
静态分析工具
语言处理和自然语言处理
代码重构和代码生成

AST 入门

对于初学者来说，了解 AST 的最佳方式是通过示例。考虑以下简单的 C++ 代码：

int main() {
  int x = 5;
  return x + 1;
}

此代码的 AST 可能如下所示：

FunctionDeclaration
  |
  +-- Identifier "main"
  |
  +-- BlockStatement
     |
     +-- VariableDeclaration
        |
        +-- Type "int"
        |
        +-- Identifier "x"
        |
        +-- AssignmentOperator "="
        |
        +-- IntegerLiteral "5"
     |
     +-- ReturnStatement
        |
        +-- BinaryOperator "+"
           |
           +-- Identifier "x"
           |
           +-- IntegerLiteral "1"