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递归下降--自顶向下的解析方法

news/2024/10/10 10:24:59

递归下降（Recursive Descent Parsing）是一种自顶向下的解析方法，用于解析编程语言的语法或表达式。
它通过使用一组递归的函数来处理文法规则（通常是上下文无关文法），从而将输入字符串解析为语法树或抽象语法树（AST）。
递归下降解析器是手工编写的，因此可以根据具体需要灵活地控制解析行为。

递归下降的基本思想

递归下降解析器的核心思想是：每个非终结符都对应一个解析函数，该函数负责根据文法规则处理相应的部分输入。
如果当前输入匹配文法规则，该函数会递归调用其他函数来解析子规则，并返回解析结果。

例如，考虑一个简单的四则运算表达式文法：

E -> T + E | T
T -> F * T | F
F -> ( E ) | number

其中：

E 表示表达式（expression），
T 表示项（term），
F 表示因子（factor）。

在递归下降解析器中，每个文法规则都会有一个相应的函数。

递归下降的过程

以上面的四则运算为例，递归下降的过程如下：

启动解析：从最高层的非终结符 E（表达式）开始调用解析函数。E 会尝试匹配 T + E 或 T。
递归解析：如果 E 的第一个规则（T + E）匹配，解析器会调用解析 T 的函数，然后期望遇到一个加号 +，然后递归地解析下一个 E。
处理子规则：解析函数会递归调用其他解析函数，直到匹配终结符（如数字）或遇到错误为止。

代码示例

以下是一个简化的递归下降解析器，用来解析简单的四则运算表达式：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;class Parser {
public:Parser(const string& input) : input(input), pos(0) {}// 解析表达式int parse() {return parseExpression();}private:string input;size_t pos;// 解析表达式：E -> T + E | Tint parseExpression() {int result = parseTerm();  // 解析 Twhile (pos < input.size() && input[pos] == '+') {pos++;  // 跳过 '+'result += parseTerm();  // 解析下一个 T}return result;}// 解析项：T -> F * T | Fint parseTerm() {int result = parseFactor();  // 解析 Fwhile (pos < input.size() && input[pos] == '*') {pos++;  // 跳过 '*'result *= parseFactor();  // 解析下一个 F}return result;}// 解析因子：F -> ( E ) | numberint parseFactor() {if (input[pos] == '(') {pos++;  // 跳过 '('int result = parseExpression();  // 递归解析括号内的表达式pos++;  // 跳过 ')'return result;} else {return parseNumber();  // 解析数字}}// 解析数字int parseNumber() {int result = 0;while (pos < input.size() && isdigit(input[pos])) {result = result * 10 + (input[pos] - '0');pos++;}return result;}
};int main() {string input = "2 + 3 * (5 + 1)";Parser parser(input);cout << "Result: " << parser.parse() << endl;  // 输出: Result: 20return 0;
}