抽象语法树和打印

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了抽象语法树和打印相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

目标是使用提供的Node，IDNode，INTNode和StringNode类在JavaCC中创建AST。我相信这部分很好，但我还需要创建一个打印方法，它接受一个Node参数并打印AST节点标签。最初，我的问题是Nodes的子节点是LinkedLists，它们无法转换为Node进行递归打印。目前，我收到编译错误，声称Node n可能尚未在AST的几个部分中初始化。

我已经尝试过递归打印和循环打印以及直接从LinkedList对象访问标签而不是从Node对象访问标签。我甚至无法测试以确保AST按预期工作（我按照我在课堂和实验表中显示的方式编写代码），因为我无法编译java。

public class Node
{
    String label;
    LinkedList<Node> children;

    public Node(String label)
    {
        this.label = label;
    }

    public void addChild(Node n)
    {
        if(children == null)
            children = new LinkedList<Node>();
        children.add(n);
    }
}

public class IDNode extends Node
{
    String id;

    public IDNode(String id)
    {
        super("ID");
        this.id = id;
    }
}

public class INTNode extends Node
{
    int value;

    public INTNode(String value)
    {
        super("INT");
        this.value = Integer.parseInt(value);
    }
}

public class StringNode extends Node
{
    String text;

    public StringNode(String text)
    {
        super("STRING");
        this.text = text;
    }
}

PARSER_BEGIN(PPL)

    import java.io.*;
    import java.util.LinkedList;

    class PPL
    {
        public static void main(String[] args) throws ParseException, TokenMgrError
        {
            if(args.length > 0)
            {
                try
                {
                    PPL scan = new PPL(new FileInputStream(args[0]));
                    scan.Program();
                }
                catch(FileNotFoundException ex)
                {
                    System.out.println("File " + args[0] + " not found.");
                }
            }
            else
            {
                System.out.println("Must specify source code file name.");
            }

            Node n = Program();
            printAST(n);
        }

        public static void printAST(Node n)
        {
            if(n == null)
            {
                return;
            }

            System.out.println(n.label);

            while(n != null)
            {
                LinkedList<Node> m = n.children;
                System.out.println(m.label);
            }
        }
    }

/* JavaCC input file for PPL
/* Author: Michael Lord
*/

PARSER_BEGIN(PPL)

    import java.io.*;
    import java.util.LinkedList;

    class PPL
    {
        public static void main(String[] args) throws ParseException, TokenMgrError
        {
            if(args.length > 0)
            {
                try
                {
                    PPL scan = new PPL(new FileInputStream(args[0]));
                    scan.Program();
                }
                catch(FileNotFoundException ex)
                {
                    System.out.println("File " + args[0] + " not found.");
                }
            }
            else
            {
                System.out.println("Must specify source code file name.");
            }

            Node n = Program();
            printAST(n);
        }

        public static void printAST(Node n)
        {
            if(n == null)
            {
                return;
            }

            System.out.println(n.label);

            while(n != null)
            {
                LinkedList<Node> m = n.children;
                System.out.println(m.label);
            }
        }
    }

PARSER_END(PPL)

SKIP : { " " }
TOKEN : { <NEWLINE : "
"> }
TOKEN : { <TAB : "	"> }
TOKEN : { <IN : "IN"> }
TOKEN : { <OUT : "OUT"> }
TOKEN : { <IS : "IS"> }
TOKEN : { <IF : "IF"> }
TOKEN : { <ELSE : "ELSE"> }
TOKEN : { <REPEATIF : "REPEATIF"> }
TOKEN : { <PLUS : "+"> }
TOKEN : { <MINUS : "-"> }
TOKEN : { <MUL : "*"> }
TOKEN : { <DIV : "/"> }
TOKEN : { <LEFT_PAREN : "("> }
TOKEN : { <RIGHT_PAREN : ")"> }
TOKEN : { <LESS_THAN : "<"> }
TOKEN : { <MORE_THAN : ">"> }
TOKEN : { <LESS_THAN_OR_EQUAL : "<="> }
TOKEN : { <MORE_THAN_OR_EQUAL : ">=">}
TOKEN : { <NOT_EQUAL : "NOT="> }
TOKEN : { <EQUAL : "="> }
TOKEN : { <AND : "AND"> }
TOKEN : { <OR : "OR"> }
TOKEN : { <NOT : "NOT"> }
TOKEN : { <INT : "0" | ["1" - "9"](["0" - "9"])*> }
TOKEN : { <ID : (["a" - "z", "A" - "Z"])+ ((["0" - "9"] | ["_"])* (["a" - "z", "A" - "Z"])*)* > }
TOKEN : { <OPEN_STRING: """> :  STRING }
<STRING> TOKEN : { <STRING_BODY : ("\\" | "\"" | ~[""", "\"])+> }
<STRING> TOKEN : { <CLOSE_STRING : """> : DEFAULT }


Node Program():
{
    Node n, child;
}
{
                 { n = new Node("Program"); }
    child = Statement_List() { n.addChild(child); }
    <EOF>
                 { return n; }
}

Node Statement_List():
{
    Node n, child;
}
{
                 { n = new Node("Statement_list"); }
    child = Statement()      { n.addChild(child); }
    (
    child = Statement_List() { n.addChild(child); }
    )?
                 { return n; }
}

Node Statement():
{
    Node n, child;
}
{
                  { n = new Node("Statement"); }
    child = Input()       { n.addChild(child); }
    |
    child = Output()      { n.addChild(child); }
    |
    child = Assign()      { n.addChild(child); }
    |
    child = Conditional() { n.addChild(child); }
    |
    child = Loop()        { n.addChild(child); }
    |
    <NEWLINE>
                  { return n; }
}

Node Input():
{
    Node n, child;
}
{
                 { n = new Node("IN"); }    
    <IN> 
    child = Identifier() { n.addChild(child); } 
    <NEWLINE>
                 { return n; }
}

Node Output():
{
    Node n, child;
    Token t;
}
{
                  { n = new Node("OUT"); }
    <OUT> 
    <LEFT_PAREN> 
    (
    <OPEN_STRING> 
    t = <STRING_BODY>     { n.addChild(new StringNode(t.image)); }
    <CLOSE_STRING> 
    (
    child = Concatenate() { n.addChild(child); }
    child =  Factor()     { n.addChild(child); }
    ( 
    child = Concatenate() { n.addChild(child); }
    <OPEN_STRING> 
    t = <STRING_BODY>     { n.addChild(new StringNode(t.image)); } 
    <CLOSE_STRING>
    )?)?) 
    <RIGHT_PAREN> 
    <NEWLINE>
                  { return n; } 
}

Node Assign():
{
    Node n, child;
}
{
                 { n = new Node("IS"); }
    child = Identifier() { n.addChild(child); } 
    <IS> 
    child = Expression() { n.addChild(child); }
    <NEWLINE>
                 { return n; }
}

Node Conditional():
{
    Node n, child;
}
{
                 { n = new Node("IF"); }
    <IF> 
    <LEFT_PAREN> 
    child = Comparison() { n.addChild(child); }
    <RIGHT_PAREN> 
    <NEWLINE> 
    child = Block()      { n.addChild(child); }
    (
    <ELSE> 
    child = Block()      { n.addChild(child); }
    )?
                 {return n; }
}

Node Loop():
{
    Node n, child;
}
{
    <REPEATIF>      { n = new Node("REPEATIF"); }
    <LEFT_PAREN>
    child = Comparison()    { n.addChild(child); }
    <RIGHT_PAREN>
    <NEWLINE> 
    child = Block()     { n.addChild(child); }
                { return n; }
}

Node Block():
{
    Node n, child;
}
{
                { n = new Node("Block"); }
    (
    <TAB> 
    child = Statement() { n.addChild(child); }
    )+ 
    <NEWLINE>
                { return n; } 
}

Node Expression():
{
    Node n, child;
}
{
             { n = new Node("Expression"); }
    child = Term()   { n.addChild(child); }
    ((
    <PLUS>       { n.addChild(new Node("PLUS")); }
    |
    <MINUS>      { n.addChild(new Node("MINUS")); }
    )
    child = Term()   { n.addChild(child); }
    )*
             { return n; }
}

Node Term():
{
    Node n, child;
}
{
             { n = new Node("Term"); }
    child = Factor() { n.addChild(child); }
    ((
    <MUL>        { n.addChild(new Node("MUL")); }
    |
    <DIV>        { n.addChild(new Node("DIV")); }
    )
    child = Factor() { n.addChild(child); }
    )*
             { return n; }
}

Node Factor():
{
    Node n, child;
}
{
                 { n = new Node("Factor"); }
    child = Identifier() { n.addChild(child); }
    |
    child = Integer()    { n.addChild(child); }
    |
    <LEFT_PAREN> 
    child = Expression() { n.addChild(child); } 
    <RIGHT_PAREN>
                 { return n; }
}

IDNode Identifier():
{
    Token t;
}
{
    t = <ID> { return new IDNode(t.image); }
}

INTNode Integer():
{
    Token t;
}
{
    t = <INT> { return new INTNode(t.image); }
}

Node Comparison():
{
    Node n, child;
}
{
                   { n = new Node("Comparison"); }
    child = Factor()           { n.addChild(child); } 
    (
    child = Compare_Operator() { n.addChild(child); }
    child = Factor()       { n.addChild(child); }
    )?
                   { return n; }
}

Node Compare_Operator():
{
    Node n;
}
{
                { n = new Node("Compare_Operator"); }
    <LESS_THAN>         { n.addChild(new Node("LESS THAN")); }
    |
    <MORE_THAN>         { n.addChild(new Node("MORE THAN")); }
    |
    <LESS_THAN_OR_EQUAL>    { n.addChild(new Node("LESS THAN OR EQUAL")); }
    |
    <MORE_THAN_OR_EQUAL>    { n.addChild(new Node("MORE THAN OR EQUAL")); }
    |
    <NOT_EQUAL>     { n.addChild(new Node("NOT EQUAL")); }
    |
    <EQUAL>         { n.addChild(new Node("EQUAL")); }
                { return n; }
}

Node Concatenate():
{
}
{
    <PLUS>  { return new Node("PLUS"); }
}

期望构建AST并按顺序打印节点的标签。相反，我得到编译错误，使用一些打印方法我得到转换错误或LinkedList和Node之间不兼容的类型错误。在一些语法方法中，它开始说“n可能没有被初始化”的其他方法，即使它是。

答案

我认为主要的问题在于你如何编写Statement和类似的例程。你有

Node Statement():
{
    Node n, child;
}
{
                  { n = new Node("Statement"); }
    child = Input()       { n.addChild(child); }
    |
    child = Output()      { n.addChild(child); }
    | 
       etc etc
    |
    <NEWLINE>
                  { return n; }
}

问题是组合的优先级高于交替。你需要括号。像这样。

Node Statement():
{
    Node n, child;
}
{
    { n = new Node("Statement"); }
    (
       child = Input()       { n.addChild(child); }
    |
       child = Output()      { n.addChild(child); }
    | 
       etc etc
    |
       <NEWLINE>
    )
    { return n; }
}

在Term，Factor和Compare_Operator中也存在类似的错误。

另一答案

这是一种任务递归。你没有列出你所有的错误，所以我不知道这是否会解决它，但它是朝着正确方向迈出的一步。你的问题是你试图打印m的标签，但m是LinkedList，而不是节点。您需要打印LinkedList中包含的节点的标签。

    public static void printAST(Node n)
    {
        if(n == null)
        {
            return;
        }


        System.out.println(n.label);

        if (n.children == null) {
            return;
        }
        for (Node m : n.children)
        {
            printAST(m);
        }
    }

以上是关于抽象语法树和打印的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

符号表和抽象语法树是啥关系？两者在编译器设计中是不是必需

虚拟DOM和抽象语法树

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在下面的代码片段中的剩余 ='passthrough' 处的代码中出现语法错误