首先实现词法分析器将源码拆分为Token，接着设计AST节点表示数字与二元操作，再通过递归下降解析器按优先级构建表达式树，最终组合Lexer与Parser完成对“2 + 3 * 4”等算术表达式的AST解析。
实现一个简单的AST（抽象语法树）解析器，需要从词法分析开始，逐步构建语法结构。C++中可以通过手动编写递归下降解析器来完成这一过程。下面是一个简化但完整的流程，帮助你理解编译原理中的核心环节：词法分析、语法分析和AST构建。
词法分析器（Lexer）
词法分析器负责将源代码拆分为一个个有意义的“记号”（Token）。例如，表达式 2 + 3 * 4 可以被分解为数字、操作符等Token。
定义Token类型：
enum TokenType { TOKEN_NUMBER, TOKEN_PLUS, TOKEN_MINUS, TOKEN_STAR, TOKEN_SLASH, TOKEN_EOF};
每个Token包含类型和可能的数值（如数字的值）：
struct Token { TokenType type; double value; // 仅用于数字};
Lexer类读取输入字符串，逐字符扫描并生成Token序列：
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
class Lexer {public: Lexer(const std::string& src) : source(src), pos(0) {}Token nextToken() { if (pos >= source.length()) return {TOKEN_EOF, 0}; char c = source[pos]; if (isdigit(c)) { std::string num; while (pos < source.length() && isdigit(source[pos])) { num += source[pos++]; } return {TOKEN_NUMBER, std::stod(num)}; } if (c == '+') { pos++; return {TOKEN_PLUS, 0}; } if (c == '-') { pos++; return {TOKEN_MINUS, 0}; } if (c == '*') { pos++; return {TOKEN_STAR, 0}; } if (c == '/') { pos++; return {TOKEN_SLASH, 0}; } pos++; // 跳过未知字符 return nextToken();}
private:std::string source;size_t pos;};
AST节点设计
抽象语法树由不同类型的节点构成。常见的有数字节点和二元操作节点。
struct ASTNode { virtual ~ASTNode() = default;};
数字节点存储常量值：
struct NumberNode : ASTNode { double value; NumberNode(double v) : value(v) {}};
二元操作节点保存左右子节点和操作符：
struct BinaryOpNode : ASTNode { std::unique_ptr left; std::unique_ptr right; TokenType op;BinaryOpNode(TokenType o, std::unique_ptr l, std::unique_ptr r) : op(o), left(std::move(l)), right(std::move(r)) {}
};
递归下降解析器（Parser）
解析器根据语法规则从Token流构建AST。我们实现最简单的算术表达式解析，支持加减乘除，并遵循优先级。
语法大致如下：
expr → term (('+' | '-') term)*term → factor (('*' | '/') factor)*factor → NUMBER
解析器代码：
class Parser {public: Parser(Lexer l) : lexer(std::move(l)) { currentToken = lexer.nextToken(); }std::unique_ptr parse() { return parseExpr();}
private:Lexer lexer;Token currentToken;
void consume(TokenType expected) { if (currentToken.type == expected) { currentToken = lexer.nextToken(); } else { throw std::runtime_error("Unexpected token"); }}std::unique_ptr parseExpr() { auto node = parseTerm(); while (currentToken.type == TOKEN_PLUS || currentToken.type == TOKEN_MINUS) { TokenType op = currentToken.type; consume(op); auto rhs = parseTerm(); node = std::make_unique(op, std::move(node), std::move(rhs)); } return node;}std::unique_ptr parseTerm() { auto node = parseFactor(); while (currentToken.type == TOKEN_STAR || currentToken.type == TOKEN_SLASH) { TokenType op = currentToken.type; consume(op); auto rhs = parseFactor(); node = std::make_unique(op, std::move(node), std::move(rhs)); } return node;}std::unique_ptr parseFactor() { if (currentToken.type == TOKEN_NUMBER) { auto node = std::make_unique(currentToken.value); consume(TOKEN_NUMBER); return node; } throw std::runtime_error("Expected number");}
};
测试与使用
将各部分组合起来，测试一个简单表达式：
int main() { std::string source = "2 + 3 * 4"; Lexer lexer(source); Parser parser(std::move(lexer));try { auto ast = parser.parse(); // 这里可以添加遍历AST并求值的逻辑 std::cout << "AST parsed successfully.n";} catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Parse error: " << e.what() << 'n';}return 0;
}
你可以进一步扩展这个解析器，加入变量、函数调用、控制流等结构。关键在于分层处理：先分词，再按优先级解析语法，最后构造树形结构。
基本上就这些。不复杂但容易忽略细节，比如Token消费时机和内存管理（这里用了unique_ptr自动释放）。理解这个流程后，就能在此基础上实现更完整的语言前端。
以上就是C++如何实现一个简单的AST解析器_C++编译原理与抽象语法树解析器实现的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/1484670.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
