语法树与抽象语法树
复习
- 语法分析要解决什么：给出语法结构
- 上下文无关文法：推导对应语法树
- 树：用父子关系表示层次结构
TL;DR
- 语法树忠实反映文法推导的每一步
- 抽象语法树（AST）去掉了只为文法服务的节点
- AST 更简洁，更适合后续处理
- 语义分析和代码生成主要基于 AST
正文
语法分析的结果是一棵树。不过，这棵树有两种“详细程度”，需要分清。
忠实记录推导的“具体语法树”
最直接的产物叫具体语法树（也叫语法分析树，parse tree）。它忠实反映推导的每一步：每用一条产生式，就长出一层节点。
好处是完整、精确；坏处是啰嗦。很多节点只是文法的“中间产物”，对理解程序含义没什么用。
比如 1 + 2 用分层文法推导，可能会长出“表达式 → 项 → 因子 → 数字”这样一串中间节点，还有括号之类的符号节点。可对“计算 1+2”来说，我们关心的是“加法，左 1、右 2”，那些中间层纯属陪衬。
精简之后的“抽象语法树”
抽象语法树（AST，Abstract Syntax Tree）就是去掉这些陪衬后的结果：只保留真正有意义的语法结构——运算符、操作数、控制结构等，去掉那些只为文法服务的中间节点和冗余符号。
对比一下 1 + 2 * 3：
- 具体语法树：层层叠叠，包含所有中间非终结符和括号
- 抽象语法树：一个
+节点，左孩子是1，右孩子是一个*节点（左 2、右 3）
后者小得多，也清楚得多，一眼就能看出“先乘后加”。 这正是编译器想要的。
后续阶段为什么爱用它
编译器后面的阶段——语义分析、优化、代码生成——几乎都以 AST 为基础。原因很自然：
- 它精简，处理起来更快
- 它只表达语义结构，不带文法噪音，逻辑更清晰
- 它与具体文法解耦，换一种写法解析同一段程序，AST 可以保持一致
可以说，从“具体语法树”到“抽象语法树”，是编译器做的第一次重要抽象。 它把“文法怎么推导”这件事留在身后，正式进入“程序是什么意思”的世界。
而这，正是下一组——语义分析——要登场的舞台。
思考题 1
具体语法树和抽象语法树，有什么区别？
思考题 2
为什么编译器的后续阶段更愿意使用抽象语法树？
小结
知识点
- 具体语法树忠实反映文法推导的每一步
- 抽象语法树去掉只为文法服务的中间节点
- AST 更精简、更清晰，且与具体文法解耦
- 语义分析与代码生成主要以 AST 为基础
参考资料
- Wikipedia(zh)：抽象语法树：去掉冗余节点后的语法结构表示
- Wikipedia(zh)：语法树：推导过程的树形表示
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
具体语法树忠实记录推导的每一步，包含所有中间非终结符和符号节点，比较冗长；抽象语法树则去掉这些只为文法服务的节点，只保留有语义的结构（如运算符、操作数、控制结构），因此更精简。
思考题 2
因为 AST 更小、更清晰，去掉了文法噪音，只表达程序的语义结构，处理更快也更方便；而且它与具体文法解耦，即使解析方式变化，AST 也能保持稳定。所以后续的语义分析、优化和代码生成都基于它。
协议
本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议进行许可。
封面图
设计师 | 南国微雪