计算机自制解释器Pascal（七）：抽象语法树AST

Question

如题所述

Answer 1

深入探索计算机编程世界的秘境，我们今天将聚焦于神秘的Pascal语言，解析器如何编织出抽象语法树（AST）的奇妙编译艺术。想象一下，如同构建乐高积木，每个积木代表一个符号或运算，而AST就是这构建过程的蓝图。让我们从底层开始，一步步构建这个结构的精巧之处。

构造基石：Parser模块的魔法

在Pascal的编译旅程中，Parser如同魔术师，他通过词法分析器的精细洞察，识别出一个个TOKEN，如整数、运算符和括号。他的首要任务是生成AST，通过递归调用factor()，构建出整数和括号的坚实基础；接着，term()层则负责乘除运算，就像拼接积木中的积木块；而expr()函数，则是整个结构的顶层指挥者，巧妙地将加减运算串联起来。

示例解读：6/3*2+4*5的AST之旅

想象一下，从factor()的魔法棒挥出，数字6和3、2和4被转化为树的叶子，随后，乘法运算符" *"将它们连接，形成一个子树。当expr()接手时，它再将加号" + "加入，构建出整个表达式的结构。这就是AST如何将简单的算术表达式转化为复杂树形结构的精髓。

树状探索：AST的深度遍历

对于我们的解释器来说，AST就像是一个宝藏地图，每个节点都是一个关键线索。我们通过递归地访问每个节点，从顶层expr()开始，逐层深入，直到遇到具体的数字或运算符。这样的结构设计，使得计算过程如同解码谜题，既优雅又高效。

关键步骤：从代码到AST的旅程
- Token类和Lexer合作：词法分析器如同眼睛，它扫描输入，识别TOKEN，如整数、运算符和括号，为构建AST提供基础。
- Parser的舞蹈：Parser接过TOKEN，通过树的组合函数，一步步构造出AST，每一步都遵循严格的规则和逻辑。
- Interpreter的揭秘者：AST的最终目的，是为了让Interpreter理解并执行。遍历AST，它会按照特定顺序执行计算，直到给出最终的答案。

在这个过程中，我们不仅锻炼了语法解析和抽象思维，还领悟到编程的内在逻辑。每一行代码，每一步解析，都是为了编织出一个功能强大的计算机语言解释器。现在，你是否对Pascal语言的抽象语法树有了更深入的理解？