最简单的语法分析器解析加减法：轻松入门表达式解析器

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2023-09-13 00:33:39

表达式解析器的奥秘：轻松解析加减法表达式

语法分析器在编程语言学习中的重要性

语法分析器是编程语言学习中的基石，它解析源代码的语法结构，将代码转换为计算机可以理解的格式。这篇文章将带你探索最简单的语法分析器，它可以解析加减法表达式，揭开表达式解析器的神秘面纱。

语法分析器的种类

语法分析器分为自顶向下和自底向上两种类型。自顶向下语法分析器从文法开始，将输入的代码分解成语法树。自底向上语法分析器则从代码开始，将语法规则应用于代码片段，逐步构建语法树。

最简单的语法分析器：解析加减法表达式

1. 文法定义

首先，我们需要定义表达式的文法，即表达式语法规则的集合。对于加减法表达式，文法如下：

E -> T | E + T | E - T
T -> N
N -> 数字

2. 语法分析器代码

以下是最简单的语法分析器代码，仅需不到 20 行：

def parse_expression(expression):
    """
    解析加减法表达式

    Args:
        expression: 输入的表达式字符串

    Returns:
        语法树
    """

    tokens = expression.split()  # 将表达式拆分成词法单元
    tree = []  # 用于存储语法树

    # 遍历词法单元
    for token in tokens:
        if token in ["+", "-"]:  # 如果是运算符
            tree.append(token)  # 将运算符加入语法树
        else:  # 如果是数字
            tree.append(int(token))  # 将数字加入语法树

    return tree

递归加循环解析表达式

最简单的语法分析器虽然简单，但只能解析有限的表达式。递归加循环解析表达式可以解析更复杂的表达式。

1. 递归解析

该方法将表达式分解成子表达式，递归地解析这些子表达式，然后将子语法树组合成完整的语法树。

2. 代码示例

def parse_expression(expression):
    """
    递归加循环解析加减法表达式

    Args:
        expression: 输入的表达式字符串

    Returns:
        语法树
    """

    # 将表达式拆分成词法单元
    tokens = expression.split()

    # 创建语法树
    tree = []

    # 遍历词法单元
    while tokens:
        # 如果当前词法单元是运算符
        if tokens[0] in ["+", "-"]:
            # 将运算符加入语法树
            tree.append(tokens.pop(0))

        # 如果当前词法单元是数字
        elif tokens[0].isdigit():
            # 将数字加入语法树
            tree.append(int(tokens.pop(0)))

        # 如果当前词法单元是左括号
        elif tokens[0] == "(":
            # 递归解析括号内的表达式
            subtree = parse_expression(" ".join(tokens[1:]))
            # 将子语法树加入语法树
            tree.append(subtree)

            # 去除括号
            tokens.pop(0)  # 左括号
            tokens.pop(0)  # 右括号

    # 返回语法树
    return tree