语法分析：将单词组合成有意义的句子

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2023-11-06 06:54:33

Kotlin写一个解释器（2）---语法分析

在上一篇文章中，我们构建了一个词法分析器来识别单词。现在，我们需要将这些单词组合成有意义的句子，这就是语法分析要做的事情。

语法基础

语法定义了单词如何组合成句子的规则。它指定单词序列的合法性以及它们之间的关系。语法通常使用上下文无关文法 (CFG) 来定义，CFG 由以下元素组成：

非终结符： 代表句子的组成部分，如表达式、语句等。
终结符： 词法分析器识别的单词。
产生式： 定义如何将非终结符替换为终结符或其他非终结符。

语法分析方法

语法分析有两种主要方法：自顶向下和自底向上。

自顶向下： 从 CFG 开始，尝试将非终结符替换为终结符，直到达到所分析的句子。
自底向上： 从终结符开始，尝试根据 CFG 将它们组合成更大的单元，直到达到句子。

Kotlin 中的语法分析

在 Kotlin 中，可以使用 ANTLR 这样的语法分析框架，也可以使用原生方法实现。下面是一个使用原生方法的自底向上语法分析器的示例：

fun main() {
    val tokens = listOf("a", "b", "c", "d")
    val grammar = mapOf(
        "S" to listOf(listOf("a", "S"), listOf("b", "c")),
        "C" to listOf(listOf("c", "d"))
    )

    var stack = listOf("S")
    var input = tokens.toMutableList()

    while (stack.isNotEmpty() && input.isNotEmpty()) {
        val state = stack.last()
        val symbol = input.first()

        if (state == symbol) {
            stack = stack.dropLast(1)
            input = input.drop(1)
        } else if (state in grammar) {
            stack = stack.dropLast(1) + grammar[state]!!.first()
        } else {
            println("Syntax error: Unexpected symbol $symbol at state $state")
            break
        }
    }

    if (stack.isEmpty() && input.isEmpty()) {
        println("Sentence is valid")
    } else {
        println("Syntax error: Sentence is not valid")
    }
}