我的 AST 应该是什么样子才能轻松转换？答案

【问题标题】：What should my AST look like for easy transforms?我的 AST 应该是什么样子才能轻松转换？
【发布时间】：2010-07-24 11:14:08
【问题描述】：

我有一个类似于 javascript 的最小玩具语言。我生成了一个 AST 来尝试一些优化技术，比如逃逸分析、类型推断。我尝试了一些方法，例如概括运算符令牌而不是每个类/函数，在每个节点上保留类型信息......但我仍然觉得我不会去任何地方。处理起来很快就会变得笨拙......

我研究过 lua5、neko、v8，但是……嗯……我肯定不是周围最聪明的人之一。

有没有人有设计 AST 和在 AST 上实现转换的经验，这很容易处理？我会感谢那些让您的生活更轻松的提示和技巧？

（请不要叫我去读龙书，我已经有了。）

【问题讨论】：

唯一的问题是“它变得笨拙”。什么（什么事情，什么动作）变得笨拙？您使用什么工具？
我有一个 ast 作为 javascript 对象。例如，当我有一个操作员节点时，我有不太通用的左右字段而不是子数组。我不知道这是否是一个好的选择（例如：推断类型），即使我尝试了另一种方式。

标签： compiler-construction abstract-syntax-tree

【解决方案1】：

正如 Alan 所说，Appel 的书籍很棒。我有现代编译器在 ML 中实现的编译器本科课程。

我个人会避免对 AST 进行许多转换，因为您可以拥有多种不同的构造以及可以表达同一事物的多种方式。您将经常不得不编写处理大量案例和子案例的代码，而且正如您所说，它会很快变得笨拙。

最好将 AST 转换为更小的表示形式，例如控制流图中的基本块。然后可以将每个操作编写为基本块中的简单语句。可能的操作集应保持较小。只要确保保留足够的信息，您仍然可以进行所有您想要的转换（特别是不要丢弃类型）。您还可以使用单一静态分配形式，其中每个程序变量只分配一次。这提供了一个不变量，简化了许多转换和分析。

【讨论】：

【解决方案2】：

我使用ANLTR.org，我觉得这很容易。

【讨论】：

【解决方案3】：

好吧，我不推荐龙书，因为你已经有了。我可以推荐Appel 的书吗？甚至有一些 source code 演示了这些概念，其中使用访问者模式将抽象语法树转换为具体语法树。祝你好运，尽情享受！

【讨论】：

【解决方案4】：

AST 表示程序的结构。对于复杂的语言，你的 AST 一定会很复杂。所以不要假设这个应该是“容易的”。

许多人认为拥有 AST，生活会更轻松。但解析只是喜马拉雅山脚下。 AST 不代表常见的推论，比如标识符的含义，接下来执行什么语句，使用此数据的位置。除非你拥有所有这些，否则你不会能够用真正的语言做很多事情，更不用说轻松搞定。

最好将这些推理结果缓存或显式：符号表、控制流、数据流……

可以添加模式匹配语言来启用识别语法结构，甚至写转换规则：

optimize_increment(x:exp):statement
= " \x=\x+1; " -->  " \x++ " if no_side_effects(x);

此类规则需要利用缓存的推论（例如， “副作用”）。

尝试构建这一切真的很难。一种制作方法这实际上是将基础设施成本摊销许多语言和转换应用程序。我们的DMS Software Reengineering Toolkit 在不同程度上为各种语言提供了所有这些机制，包括 C、C++、Java、C# 和 COBOL。

【讨论】：