compiler-construction - 编译器AST如何实现语句和表达式

Question

目前正在开发一个小玩具编译器，请考虑以下代码:

// AST base class
abstract class AST { /* codegen methods */}

// abstract classes for Statements and Expressions
abstract class Statement : AST {}
abstract class Expression : AST {}

// usage of the abstract classes
class CodeBlock : AST {
    public List<Statement> BlockStatements;
}
class BinOp : AST {
    public Expression LHS, RHS;
    public char Operator;
}

// a constant value is always an expression
class ConstantInt : Expression {
    public int Value;
}

现在问题来了，我将如何实现 FunctionCall 类？如果它用在表达式中，它将是表达式的一部分，例如 min(4, 5) + 3 因此 FunctionCall : Expression 是有意义的。但是我不能在这样的 block 中调用函数 { writeToConsole("Hello World"); } 所以 FunctionCall : Statement 听起来很合理，但这不适用于表达式语法。使 Statement 从 Expression 继承也不会起作用，因为它允许像这样的 AST min(4, 5) + int a。

我想获得有关如何将语句和表达式分开的建议，但可以同时分开的事情除外。

Answer 1

使语句成为表达式确实不是一个好主意(出于您指出的原因)。然而，使表达式成为语句具有更多优点。

事实上，大多数¹ 语言的语法都有一个与此类似的条目:

statement ::= expression ';'

也就是说一个表达式后面跟一个分号就是一个语句，即所谓的表达式语句。在您的 AST 中，您可以通过使 Expression 继承 Statement 或通过创建类 ExpressionStatement 来表示它，它只是包装 Expression.

除了允许函数调用作为语句外，它还允许其他表达式作为语句。对于赋值、复合赋值或增量表达式等副作用表达式，这很有意义。

对于没有副作用的表达式，比如简单的算术，它的意义不大。在 C 和 C++ 中，像 a + b; 这样的语句实际上是合法的，但会在大多数编译器中引起警告。在其他语言中，有一条明确的规则禁止将某些类型的表达式用作语句表达式。

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¹ 当然，只考虑那些完全区分语句和表达式的语言。