C++ 的解析器如何区分比较和模板实例化？答案

【问题标题】：How does a parser for C++ differentiate between comparisons and template instantiations?C++ 的解析器如何区分比较和模板实例化？
【发布时间】：2016-05-25 07:09:20
【问题描述】：

在 C++ 中，符号“”用于比较以及表示模板参数。因此，代码 sn -p

[...] Foo < Bar > [...]

可能被解释为以下两种方式中的任何一种：

带有模板参数 Bar 的 Foo 类型对象
将 Foo 与 Bar 进行比较，然后将结果与接下来的结果进行比较

C++ 编译器的解析器如何有效地在这两种可能性之间做出决定？

【问题讨论】：

您可以通过检查什么是 LL 语法来很好地了解会发生什么。 ;-)
@Caduchon AFAIK C++ 语法既不是 LL 也不是 LR。事实上，我相信它根本不是上下文无关的。答案中暗示了这一点，其中有关上下文的知识似乎是正确解析所必需的。
@Bakuriu：大多数传统语法（左侧单非终结符）根据定义都是上下文无关的。 C++ 不会改变这一点。对于大多数语言，语法的解释在实践中不是上下文无关的。 C++ 在这方面没有什么不同。
@Askaga：您将狭义的“解析”与确定语法的含义混淆，其中一部分是解析源代码中每个点使用的每个标识符的含义（“名称分辨率”。

标签： c++ parsing syntax compiler-construction

【解决方案1】：

如果已知Foo 是模板名称（例如，template <...> Foo ... 声明在范围内，或者编译器看到template Foo 序列），则Foo < Bar 不能作为比较。它必须是模板实例化的开始（或者本周调用的任何 Foo < Bar >）。

如果Foo 不是模板名称，则Foo < Bar 是一个比较。

在大多数情况下，Foo 是什么是已知的，因为标识符通常必须在使用前声明，因此选择一种方式或其他方式没有问题。但是有一个例外：解析模板代码。如果Foo<Bar>在模板内部，Foo的含义依赖于模板参数，则不知道Foo是否是模板。语言标准指示将其视为非模板，除非前面有关键字 template。

解析器可以通过将上下文反馈给词法分析器来实现这一点。词法分析器将Foo 识别为不同类型的标记，具体取决于解析器提供的上下文。

【讨论】：

添加到这个答案：当编译器没有上下文时，例如当Foo 是一个依赖名时，你需要告诉编译器它是一个模板：template Foo<Bar>
我明白了。因此，由于在 C++ 中，所有内容都必须在使用之前进行声明，因此词法分析器和解析器阶段可以相互关联，并且解析器不断将当前类型和变量名称反馈给词法分析器，因此它可以生成最可能的标记，或者 标识符或类型标识符，对吗？如果无法确定，程序员必须在类型标识符前面加上“模板”关键字。
实际上，词法分析器通常区分至少三种标识符：“模板”、“类型定义/类名”和“普通标识符”。对于未知的情况有两个不同的前缀：template 和 typename。
Foo<Bar> 是一个 template-id。

【解决方案2】：

C 和 C++ 解析器是“上下文敏感的”，换句话说，对于给定的标记或词位，它不能保证是不同的并且只有一个含义 - 它取决于使用标记的上下文。

因此，编译器的解析器部分将知道（通过理解“它在源代码中的位置”）它正在解析某种类型或某种比较（这并不容易知道，这就是为什么阅读合格的 C 或 C++ 编译器的来源并不完全直截了当 - 有很多条件和函数调用检查“这是其中之一，如果是，则执行此操作，否则执行其他操作”）。

关键字template 帮助编译器了解正在发生的事情，但在大多数情况下，编译器只是知道，因为< 在另一方面没有意义 - 如果它在任何一个方面都没有意义形式，那么它就是一个错误，那么这只是试图弄清楚程序员可能想要什么的问题 - 这就是有时，一个简单的错误（例如缺少}或template）可以导致整个解析误入歧途并导致成百上千的错误[尽管理智的编译器会在合理的数量后停止，以免错误消息填满整个宇宙]

【讨论】：

【解决方案3】：

要记住的重要一点是 C++ 语法不是上下文无关的。即，当解析器看到Foo < Bar（在大多数情况下）知道Foo 指的是模板定义（通过在符号表中查找），因此< 不能作为比较。

有一些困难的情况，当你真的必须指导解析器时。例如，假设正在编写一个带有模板成员函数的类模板，您想明确地对其进行专门化。您可能必须使用如下语法：

 a->template foo<int>();

（在某些情况下；详情请参阅Calling template function within template class）

此外，非类型模板参数内部的比较必须用括号括起来，即：

foo<(A > B)>

不是

foo<A > B>

非静态数据成员初始化器带来更多乐趣：http://open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/cwg_active.html#325

【讨论】：

好点。这是一个离题的问题。假设 C++ 设计者或新语言的设计者决定为模板参数使用另一个符号而不是 < >。候选人( )、[ ] 和{ } 用于其他目的。有没有其他替代语言？

【解决方案4】：

这里的大多数答案都将确定符号的含义（我称之为“名称解析”）与解析（狭义地定义为“可以读取程序的语法”）混淆。

你可以do these tasks separately.。

这意味着您可以为 C++ 构建一个完全无上下文的解析器（就像我的公司 Semantic Designs 所做的那样），而将决定符号含义的问题留给一个明确的单独的后续任务。

现在，该任务由源代码的可能语法解释驱动。在我们的解析器中，这些被捕获为解析中的歧义。

名称解析的作用是收集有关名称声明的信息，并使用该信息来确定哪些模棱两可的解析没有意义，然后简单地删除它们。剩下的是一个有效的解析，只有一个有效的解释。

在实践中完成名称解析的机制是一团糟。但这是 C++ 委员会的错，而不是解析器或名称解析器。使用我们的工具消除歧义实际上是自动完成的，这使得该部分实际上非常好，但如果您不查看我们的工具，您将不会欣赏这一点，但我们这样做是因为这意味着一个小型工程团队能够构建它。

See an example of resolution of template-vs-less than on C++s most vexing parse 由我们的解析器完成。

【讨论】：