淺析AST抽象語(yǔ)法樹及Python代碼實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2016年06月06日 15:08:39 作者：mattkang

Abstract Syntax Tree抽象語(yǔ)法樹簡(jiǎn)寫為ATS,是相當(dāng)于用樹結(jié)構(gòu)將代碼程式表現(xiàn)出來(lái)的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這里我們就來(lái)淺析AST抽象語(yǔ)法樹及Python代碼實(shí)現(xiàn)

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，抽象語(yǔ)法樹（abstract syntax tree或者縮寫為AST），或者語(yǔ)法樹（syntax tree），是源代碼的抽象語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的樹狀表現(xiàn)形式，這里特指編程語(yǔ)言的源代碼。樹上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都表示源代碼中的一種結(jié)構(gòu)。之所以說(shuō)語(yǔ)法是“抽象”的，是因?yàn)檫@里的語(yǔ)法并不會(huì)表示出真實(shí)語(yǔ)法中出現(xiàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)。比如，嵌套括號(hào)被隱含在樹的結(jié)構(gòu)中，并沒有以節(jié)點(diǎn)的形式呈現(xiàn)；而類似于if-condition-then這樣的條件跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句，可以使用帶有兩個(gè)分支的節(jié)點(diǎn)來(lái)表示。
和抽象語(yǔ)法樹相對(duì)的是具體語(yǔ)法樹（concrete syntaxtree），通常稱作分析樹（parse tree）。一般的，在源代碼的翻譯和編譯過(guò)程中，語(yǔ)法分析器創(chuàng)建出分析樹。一旦AST被創(chuàng)建出來(lái)，在后續(xù)的處理過(guò)程中，比如語(yǔ)義分析階段，會(huì)添加一些信息。
抽象語(yǔ)法樹的結(jié)構(gòu)不依賴于源語(yǔ)言的文法，也就是語(yǔ)法分析階段所采用的上下文無(wú)關(guān)文法。因?yàn)樵赑arser工程中，經(jīng)常會(huì)對(duì)文法進(jìn)行等價(jià)的轉(zhuǎn)換（消除左遞歸、回溯、二義性等），這樣會(huì)給文法引入一些多余的成分，對(duì)后續(xù)階段造成不利影響，甚至?xí)垢麟A段變得混亂。因此，很多編譯器（包括GJC）經(jīng)常要獨(dú)立地構(gòu)造語(yǔ)法分析樹，為前、后端建立一個(gè)清晰的接口。

Python實(shí)現(xiàn)
假設(shè)對(duì)'a + 3 * b'進(jìn)行解釋，其中a=2，b=5
代碼很簡(jiǎn)單，就不再進(jìn)行詳細(xì)的解釋了。

Num = lambda env, n: n 
Var = lambda env, x: env[x] 
Add = lambda env, a, b:_eval(env, a) + _eval(env, b) 
Mul = lambda env, a, b:_eval(env, a) * _eval(env, b) 
 
_eval = lambda env, expr:expr[0](env, *expr[1:]) 
 
env = {'a':2, 'b':5} 
tree = (Add, (Var, 'a'), 
       (Mul, (Num, 3), 
          (Var, 'b'))) 
 
print _eval(env, tree)

輸出結(jié)果為17

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