如何理解 C99 标准语法答案

【问题标题】：how to understand C99 standard syntax如何理解 C99 标准语法
【发布时间】：2012-04-25 13:05:22
【问题描述】：

我不太明白 C99 中的语法是什么意思。这里所说的 C99 是指 ISO/IEC 9899:1999。好吧，我认为语法部分自 ANSI C、C89 以来并没有太大变化。

6.5.5 Multiplicative operators
  Syntax
    multiplicative-expression:
      cast-expression
      multiplicative-expression * cast-expression
      multiplicative-expression / cast-expression
      multiplicative-expression % cast-expression

  Constraints

Each of the operands shall have arithmetic type. The operands of the % operator
shall have integer type.

  Semantics

The usual arithmetic conversions are performed on the operands.
The result of the binary * operator is the product of the operands.
The result of the / operator is the quotient

我想知道为什么在乘法运算符的语法中我们有一个“cast-expression”？这个语法可以暗示什么语法？在that question@Avi 说在

a*b*c

“c 必须被解析为强制转换表达式”，我不太明白。

再举一个c99 6.6.1的例子，常量表达式的语法

Syntax
   constant-expression:
       conditional-expression

为什么这个条件表达式会出现在这里？有人可以告诉我如何解释这些语法吗？谢谢大家。

【问题讨论】：

标签： c c99 iso

【解决方案1】：

我想知道为什么在乘法运算符的语法中我们有一个“cast-expression”？

这是上下文无关文法中使用的典型设备，用于指定具有相同优先级的运算符的分组并首先指定优先级（好吧，这并不精确；文法可以表达的不仅仅是分配优先级给运算符，但如果我们只想在 CFG 中表达简单的基于优先级的表达式求值，我们会这样做）。 cast-expression 与multiplicative-expression 无关；它只是“任何不包含乘法运算或低优先级运算的表达式”。

那么，这将如何工作：

同优先级运算符的分组：
```
1*2*3*4
```
在这种情况下，有以下分组可能性（仅限顶级）：
- 1*(2*3*4)
- (1*2)*(3*4)
- (1*2*3)*4
通过查看语法，我们知道* 左侧的任何内容都必须是cast-expression，也就是说，不得包含（未加括号的）*。因此，只有第三种方案是可行的
优先级。想象一下表情
```
a*b+c
```
它可以被解析为任一
- (a*b)+c
- a*(b+c)
但是，我们知道右侧的 cast-expression 不能包含（未加括号的）+（或者，如果我们检查它，我们可以从语法中解决它）。这使得第一个选项成为唯一可能的选择。

另一种表达方式
```
a+b*c
```
可以依次解析为
- (a+b)*c
- a+(b*c)
但是，* 左侧的 multiplicative-expression 也不能包含（未加括号的）+（留作练习供读者使用）。因此，只有第二种方案是可行的。

关于条件表达式的问题：语法规则不允许将任何等效或低于赋值运算符的内容解析为constant-expressions。因此，a=b、a,b、a+=b 不可能是常量表达式，而 a+b、a[b] 和 a(b) 可能可以。请注意，它不允许例如。 (a=b);您必须查看指定什么是常量表达式的实际子句，这比语法更限制了常量表达式的范围。

【讨论】：

我可以看到，如果我们只是把cast-expression当作不是multiplicative-expression的表达式，那么我们就可以知道乘法表达式的结合性。但是，cast-expression 本身在 c99 中确实有语法 6.5.4.1，我们不需要确保示例表达式中的 'c' 是 cast-expression？你能解释一下conditional-expression 部分吗？
这意味着我们也可以简单地将cast-expression 更改为conditional-expression 吗？
强制转换运算符恰好是比乘法运算符优先级高的一系列运算符。标准的整个运算符优先级章节以相同的方式构建。是的，它非常不清楚和令人困惑，就像关于标准中表达式的整章一样。
@AllanRuin：“但是，cast-expression 本身在 c99 6.5.4.1 中确实有语法，我们不需要确保示例表达式中的 'c' 是 cast-expression？”我们当然需要。然后我们查看标准，看到cast-expression -> unary-expression、unary-expression -> postfix-expression、postfix-expression -> primary-expression 和primary-expression -> identifier（-> 表示“可以重写”）。 c 是一个标识符，因此可以解析为cast-expression。

【解决方案2】：

我想知道为什么在乘法运算符的语法中我们有一个“cast-expression”？

让我们从一个更简单的问题开始，以及相应更简单的语法。我们将定义一个语法来表示一个简单的算术表达式（1 + 2、3 * (4 - 2)、42 等）。因为我们希望一个普通的数字常量是一个合法的表达式，我们必须定义我们的语法，使得有一条从根非终结符表达式到一个简单的数字的路径：

表达式：术语 | 术语附加操作表达式 术语：因素 | 因子 mul-op 项 因素：号码 | (表达式)

number、add-op 和 mul-op 等非终结符应该很明显。

42是一个数字，是factor的产生，term的产生，term的产生表达式。因此42 根据我们的语法是合法的算术表达式； term 和 factor 是这条路径的中间产物。

类似的事情发生在 C 语法中。 cast-expression 是 expression 和某个终结符（例如标识符或数字常量）之间的中间产生式。我们的简单语法定义了 2 个优先级； C 语法定义了 16 个不同的优先级，其中包含更多的运算符，因此沿着这条路径有更多的中间产品。我们希望 cast-expression 具有比 multiplicative-expression 更高级别的优先级，这样我们就可以处理像

这样的情况

x = a * (int) b;

正确。

【讨论】：