友情提示：本文共有 1953 个字，阅读大概需要 4 分钟。
语法分析的目的，是构建抽象语法树（AST）。
在语法分析之前，需要先准备与AST有关的数据结构，也就是编程语言教程里经常提到的类型、变量、运算符、表达式、语句、函数、作用域等。
编译器内还多了一个，抽象语法树的节点。
这些数据结构设计起来复杂的地方在于，他们之间是有关联的，而且有时候还比较紧密。
怎么解耦合，是设计时的要点。
1，类型与变量，
类型声明了变量，变量也就有了类型。
类型与变量，是互相关联的。
乍一看是用类型去声明变量，但不是所有的类型都是基本类型，还有自定义的类。
类里也是可以有变量的，同时类还可以声明变量（即类的对象），类的对象还可以作为其他类的成员变量。
类型与变量，是在数据结构设计时，需要第一个解耦合的点。否则，就只能支持简单类型了，而没法支持复杂数据结构。
一般的办法就是，在类型type和变量variable的数据结构里都包含一个整数字段，当这个整数相同时，表示变量的基本类型是某个类型。
变量还可以是指针、数组等扩展类型，所以变量variable的数据结构里还需要记录是几级指针，数组的话还要同时记录数组的维数和每一维的大小。
如果变量声明时没有指定数组大小，则需要后续初始化时确定，可以先把数组大小设置为-1，然后留到语义分析时再回填。
如果是多维数组，没有指定的维数只能有一维，否则程序没法根据初始化数据确定数组的真实大小。
常量，就是设置了const标示的变量。因此，变量variable里需要有一个const标示。
variable还需要有一个literal标示用来区分是常量字面值，还是用const关键字声明的变量。
字面值是不能赋值的，但const指针是可以用同类型变量的地址给它赋值的，只是不能修改它的内容，即不能赋值解引用。
int a = 1;
const int * p = &a;
是可以的，但不能*p = 2;
这个检查可以留到语义分析时去做，语法分析以构建AST为主。
2，变量与表达式，
变量可以在声明之后紧跟着赋值运算符=进行初始化，初始化的数据可以来自于一个表达式expr。
表达式，是由变量、常量、运算符组成，这里就有了耦合。
一个可行的解决办法是，借助AST的节点。
变量声明，和变量初始化是两个步骤。
声明的变量只需要记录在当前作用域scope，并不需要生成运算代码，如果没有语句使用它的话。
变量的初始化，是一个含有赋值运算的表达式语句，是需要生成代码的。
需要生成代码，就需要为它生成一个AST节点，并且标示该节点是需要生成代码的。
表达式对应的是一个AST的节点，该节点的子节点就是表达式的内容，可以有多级子节点来表示复杂的表达式。
AST的节点，也可以只指向一个变量，它是表达式的叶子节点。这还解决了同一个变量被多个表达式多次使用的问题。
即，表达式的节点使用AST的节点node，然后用node指向变量，而不是直接使用变量本身。
变量的初始化表达式，是当前块的一个节点。变量本身，则记录在当前块的作用域里。
例如，如下代码，main函数的代码块里要有表达式a = 1的节点，它的作用域里要记录变量a和常量1。
int main()
{
int a = 1；
}
3，表达式与语句，
if语句的条件就是一个表达式，返回一个bool。
if块与else块，则是一个语句块，也是可以含有表达式的，还可以含有其他语句。
4，函数，
函数是一个特殊的节点，他含有一个作用域，和一个语句块。
在书写代码时，这两个是写到一起的，更符合人的读写习惯，但在语法分析时则是分开的。
因为一个变量不能多次声明，但可以多次使用，所以同一个作用域里的同名变量只能有一个，但指向该变量的节点可以有多个，并且在AST中出现在不同的位置。
5，节点的类型，
AST的节点node自然要有不同的类型，以分别对应函数、表达式、运算符、if语句、while语句、for语句，以及最常见的顺序语句，即顺序块block。
main函数的函数体就是一个顺序块，他里面可以包含各种分支和循环语句定义的其他块，形成复杂的程序流程。
6，AST所需的数据结构列表：
type ，variable，expr，block，scope，function，node。
function和block都有scope。
expr，block，function，都是特别的node。
type和variable，则隶属于不同的scope。
node是AST的基类，它还需要有指向父节点的指针parent，和子节点的指针列表childs。
7，运算符，
是一个单独的结构operator，里面记录运算符的类型，名字，优先级，结合性，等等。
在构成表达式时，和变量一样用node节点去指向它，只是运算符的node可以有子节点，且子节点个数等于运算符的目数。
单目运算符1个子节点，双目运算符2个子节点，etc.
本文如果对你有帮助，请点赞收藏《编译器入门 语法分析 数据结构》，同时在此感谢原作者。
