Java-如何處理葉節點的解析樹遞歸？

Question

首先，不好意思稱呼。 我真的不知道該怎么稱呼這個問題。

我正在嘗試為我的Turtle圖形程序編寫一個解析器（如果您不知道它是什么，您基本上會創建一種小型編程語言，該語言由用於指導“ Turtle”運動的命令組成。例如，輸入“ FORW 5. LEFT 45.”將使烏龜向前移動5步，然后向左旋轉45度。）

我的BNF語法如下：

<EXPR>::= <CMD><EXPR> | <EOF>

<CMD>::=
  <FORW><INT><PERIOD>
| <BACK><INT><PERIOD>
| <LEFT><INT><PERIOD>
| <RIGHT><INT><PERIOD>
| <DOWN><PERIOD>
| <UP><PERIOD>
| <COLOR><HEX><PERIOD>
| <REP><INT><CMD>
| <REP><INT><QUOTE><EXPR><QUOTE>

（除<EXPR>和<CMD>之外，所有<-.->都是終端[令牌]。）

REP命令將一組命令（引號內的命令）重復X次。 例如： REP 3 "FORW 5. LEFT 45." 重復命令FORW5。向左移45。3次。

這是我在解析器中實現時遇到的命令（REP）（因為它的語法中包含非終結符）。

解析樹：

// Ett syntaxträd
abstract class ParseTree {
    abstract public int evaluate();
}

// Ett syntaxträd som representerar ett tal
class ExprNode extends ParseTree {
    ParseTree left, right;
    public ExprNode(ParseTree left, ParseTree right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
    public int evaluate() {
        return 0;
    }
}

// Ett syntaxträd som representerar någon av de fyra binära operationerna
class CMDNode extends ParseTree {
    TokenType cmd;
    int num;
    String hex;
    ParseTree child;

    public CMDNode(TokenType cmd) {
        this.cmd = cmd;
    }

    public CMDNode(TokenType cmd, int num) {
        this.cmd = cmd;
        this.num = num;
    }

    public CMDNode(TokenType cmd, String hex) {
        this.cmd = cmd;
        this.hex = hex;
    }

    public CMDNode(TokenType cmd, ParseTree child) {
        this.cmd = cmd;
        this.child = child;
    }

    public int evaluate() {
        return 0;
    }
}

（對不起，以瑞典語為准）

分析器：

/**
 * En rekursiv medåknings-parser för aritmetiska uttryck.
 * Se README för mer info.
 *
 * 
 */
public class Parser {
    private Lexer lexer;

    /** Variabler för att kunna ge pratig förklaring av vad som händer
     * i parsningen.  Om man inte har behov av denna feature kan koden
     * som relaterar till dessa variabler tas bort.
     */
    private boolean verbose;
    private int depth;

    /** Om verbose är satt till sann kommer Parsern att prata en massa
     * medans den gör sitt jobb.
     */
    public Parser(Lexer lexer, boolean verbose) {
        this.lexer = lexer;
        this.verbose = verbose;
    }

    private void talk(String s) {
        if (verbose)
            System.out.printf("%"+(3*depth+1)+"s%s\n", "", s);
    }

    public ParseTree parse() throws SyntaxError {
        // Startsymbol är Expr
        depth = 0;
        talk("Start parse()");
        ++depth;
        ParseTree result = Expr();
        // Borde inte finnas något kvar av indata när vi parsat ett uttryck
        if (lexer.nextToken().getType() != TokenType.EOF) {
            throw new SyntaxError();
        }
        return result;
    }

    private ParseTree Expr() throws SyntaxError {
        //talk("Enter Expr()");
        //++depth;
        ParseTree result = Cmd();
        //talk("[Expr()] Read cmd done");
        while (lexer.peekToken().getType() == TokenType.FORW ||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.BACK||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.LEFT||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.RIGHT||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.UP||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.DOWN||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.COLOR||
               lexer.peekToken().getType() == TokenType.REP) {
            ParseTree expression = Expr();
            //talk("[Expr()] Read operator " + operator);

            //talk("[Expr()] Read term done");
            result = new ExprNode(result, expression);
        }
        //--depth;
        //talk("Leave Expr()");
        return result;
    }

    private ParseTree Cmd() throws SyntaxError  {
        Token t = lexer.nextToken();
        if(t.getType() == TokenType.FORW || t.getType() == TokenType.BACK || t.getType() == TokenType.LEFT || t.getType() == TokenType.RIGHT) {
            Token num = lexer.nextToken();
            if(num.getType() != TokenType.DECIMAL) {
                throw new SyntaxError();
            }
            if(lexer.nextToken().getType() != TokenType.PERIOD) {
                throw new SyntaxError();
            }
            return new CMDNode(t.getType(), (Integer)num.getData());
        }
        else if(t.getType() == TokenType.UP || t.getType() == TokenType.DOWN) {
            if(lexer.nextToken().getType() != TokenType.PERIOD) {
                throw new SyntaxError();
            }
            return new CMDNode(t.getType());
        }
        else if(t.getType() == TokenType.COLOR) {
            Token hex = lexer.nextToken();
            if(hex.getType() != TokenType.HEX) {
                throw new SyntaxError();
            }
            if(lexer.nextToken().getType() != TokenType.PERIOD) {
                throw new SyntaxError();
            }
            return new CMDNode(t.getType(), (String)hex.getData());
        }
        else if(t.getType() == TokenType.REP) {
            Token num = lexer.nextToken();
            if(num.getType() != TokenType.DECIMAL) {
                throw new SyntaxError();
            }
            if(lexer.peekToken().getType() == TokenType.QUOTE) {
                Expr();
            }
            else {
                Cmd();
            }
        }
        else {
            throw new SyntaxError();
        }
        return null;

    }

}

我添加了所有代碼，但是當我嘗試處理REP令牌時，最重要的部分（我正在努力的部分）位於解析器代碼的底部。

else if(t.getType() == TokenType.REP) {
            Token num = lexer.nextToken();
            if(num.getType() != TokenType.DECIMAL) {
                throw new SyntaxError();
            }
            if(lexer.peekToken().getType() == TokenType.QUOTE) {
                Expr();
            }
            else {
                Cmd();
            }

根據語法，REP可以有兩個“結果”。 它只能重復一個命令X次或一組命令X次（我在QUOTE令牌的幫助下識別了一組命令）。 但是我不知道在第二個if和else語句中該做什么或該寫else 。 我目前僅對Expr()函數或Cmd()函數添加了遞歸調用，但是我認為這是錯誤的。 我認為這將代替創建連接到當前CMDNode的節點來創建第二個“解析樹”。 我不知道該如何解決。

很抱歉，冗長而and腳的解釋，但我希望您已經了解了問題所在。

只是作為旁注，我對樹結構沒有很早的經驗，所以這個問題對您來說似乎很愚蠢:)

謝謝！

Answer 1

這是未經測試的偽代碼，但足以幫助您繼續開發。

        if(lexer.peekToken().getType() == TokenType.QUOTE) {
            // Here we know there will be one or more children and that the sequence starts and ends with a "quote command"
            List<ParseTree> children = new ArrayList<>();
            ParseTree child = Cmd(); // The initial "quote command" - just ignore
            while ((child = Cmd()) != TokenType.QUOTE) {
                // Will stop looping when the second quote is found
                children.add(child);
            }
            return new CMDNode(t.getType(), children); // Yes, you need to create a new constructor
        }
        else {
            // Here we know there will only one child
            ParseTree child = Cmd();
            return new CMDNode(t.getType(), child);
        }

您還需要添加一個新的“ quote命令”：

// Existing code
else if(t.getType() == TokenType.REP) {
     ...
}
// New code starts here
else if(t.getType() == TokenType.QUOTE) {
    // This "command" is only used when parsing the input string.
    return new CMDNode(t.getType());
}
// Existing code again
else {
    throw new SyntaxError();
}