如何使用Struct创建带树的表达式解析器

我有一个我不明白的问题。我想创建一个表达式解析器。首先，我为解析器创建了一个树。就是这样

enum{
整数、加号、减号、倍数、除数、字符串、字符
};
结构树{
int操作；
结构树*左；
结构树*右；
字符*值；
};
结构树*生成节点（int操作，结构树*左，结构树*右，字符*值）{
结构树*n；
n=（结构树*）malloc（sizeof（结构树））；
如果（n==NULL）{
printf（“无法malloc\'make\'u node（）\'\n”）；
}
n->操作=操作；
n->左=左；
n->右=右；
n->value=value；
返回n；
}
//打印排序器
整型打印\后序\数据（结构树*n）{
如果（n==NULL）{
返回0；
}
打印后订单数据（n->左）；
打印后订单数据（n->右）；
printf（“操作=>%d\t值=>%s\n”，n->操作，n->值）；
}
内部主（空）{
结构树*m；
//表达式为（2+3*5-8/3）
m=make_节点（加，空，空，空）；
m->left=make_节点（减，空，空，空）；
m->right=make_节点（整数，NULL，NULL，“2”）；
m->left->left=make_节点（多，空，空，空）；
m->left->right=make_节点（divis，NULL，NULL，NULL）；
m->left->left->left=make_节点（整数，NULL，NULL，“3”）；
m->left->left->right=make_节点（整数，NULL，NULL，“5”）；
m->left->right->left=make_节点（整数，NULL，NULL，“8”）；
m->left->right->right=make_节点（整数，NULL，NULL，“3”）；
打印后订单数据（n）；
返回0；
}

您可以看到，我已经为expression手动创建了树。表达为2+3*5-8/3

假设这个程序可以将2识别为一个数字，+识别为一个加号等等。我该如何为此编写解析器。也就是说，要创建如上所述的节点吗？你能告诉我这个的代码或伪代码吗

以下是更多信息

例如=>1+2*3
这棵树是，
+
/ \
/   \
*     1
/ \
/   \
2     3
1 + 2 * 3 => 1 + ( 2 * 3 )
所以我可以手动创建这样的树。
结构树*n；
n=make_节点（加，空，空，空）；
n->left=make_节点（多，空，空，空）；
n->right=make_节点（整数，NULL，NULL，“1”）；
n->left->left=make_节点（整数，NULL，NULL，“2”）；
n->left->right=make_节点（整数，NULL，NULL，“3”）；

我试图创建一个这样的解析器

上瘾的_表达式（）{
乘法_表达式（）
而(1){
乘法_表达式（）
....
}
}
乘法_表达式（）{
主_表达式（）
而（+| |*| |/）{
主_表达式（）
....
}
}
主_表达式（）{
交换机（当前令牌）{
大小写整数：
....
....
}
}

虽然我试图这样做，但我很难想出如何将树连接到它

编辑1

我想创建一个解析器，而不使用Bison等工具

此所需的lexer已生成

编辑2:

// This is the Source of Struct Tree
struct TREE {
        int operation;
        struct TREE *left;
        struct TREE *right;
        char *value;
} Tree;

struct TREE *create_new_node(int operation, struct TREE *left, struct TREE *right, char value[MAX_LENG]) {
        struct TREE *n;

        n = (struct TREE *) malloc (sizeof(struct TREE));

        if(n == NULL) {
                fatal("Unable to Malloc New Structure TREE in \'create_new_node()\' Function in tree.c File");
        }

        n -> operation = operation;
        n -> left = left;
        n -> right = right;
        n -> value = value;

        return n;
}

// This is the Source of Parser
int expression(void) {
        next_token(); // This Function will get the next Token

        addictive_expression();
}

int addictive_expression(void) {
        int token_type;

        multiplicative_expression();

        token_type = Token.current_token; // Token.current_token is the Current Token
        if(token_type == END_FILE) {
                return 0;
        }

        while(1) {
                next_token();

                multiplicative_expression();
                
                token_type = Token.current_token;
                if(token_type == END_FILE) { // End File is a Enum
                        return 0;
                }
        }

        return 0;
}

int multiplicative_expression(void) {
        int token_type;

        primary_expression();

        token_type = Token.current_token;
        if(token_type == END_FILE) {
                return 0;
        }

        // O_MLTI, O_DIVS. O_MUDL are the tokens ( Enum )
        while(token_type == O_MLTI || token_type == O_DIVS || token_type == O_MUDL) {
                next_token();

                primary_expression();

                token_type = Token.current_token;
                if(token_type == END_FILE) {
                        return 0;
                }
        }

        return 0;
}

int primary_expression(void) {
        switch(Token.current_token) {
                case INTEGER:
                        next_token();
                        break;
                
                case O_PLUS:
                case O_MNUS:
                case O_MLTI:
                case O_DIVS:
                case O_MUDL:
                        next_token();
                        break;
                
                default:
                        error_d("Syntax Error in Primary Expression", Token.current_token); // Custom Error Message
                        break;
        }

        return 0;
}

/*
    struct Tree *m;

    m = make_node(plus, NULL, NULL, NULL);
    m -> left = make_node(minus, NULL, NULL, NULL);
    m -> right = make_node(integer, NULL, NULL, "2");
    m -> left -> left = make_node(multi, NULL, NULL, NULL);
    m -> left -> right = make_node(divis, NULL, NULL, NULL);
    m -> left -> left -> left = make_node(integer, NULL, NULL, "3");
    m -> left -> left -> right = make_node(integer, NULL, NULL, "5");
    m -> left -> right -> left = make_node(integer, NULL, NULL, "8");
    m -> left -> right -> right = make_node(integer, NULL, NULL, "3");
*/

---

我很难弄清楚如何将树连接到它。你能给我一个解决方案吗？

语法的非终结符是由函数实现的，这些函数本身返回一个子表达式，在你的例子中是由

结构树*

表示的

这允许在递归调用时构造树

所以基本上你的

上瘾的表达应该是这样的：

static struct Tree *addictive_expression() {
    struct Tree *expr = multiplicative_expression();
    while (token->type == OPERATOR && (token->op == PLUS || token->op == MINUS)) {
        Operator op = token->op;
        token = next_token();
        struct Tree *expr2 = multiplicative_expression();
        switch (op) {
            case PLUS:
                expr = create_new_node(OPERATOR, PLUS, expr, expr2, NULL);
                break;
            case MINUS:
                expr = create_new_node(OPERATOR, MINUS, expr, expr2, NULL);
                break;
        }
    }
    return expr;
}

它是如何工作的：

它调用
乘法表达式
，而乘法表达式又调用其他函数来获得表达式。在递归降序解析的简单形式中，每个优先级都有一个单独的函数。由于加号和减号是左关联运算符，因此它们在循环中处理。如果存在具有相同优先级的连续操作，则在创建新节点时，将前一个节点设置为左表达式

为了更好地理解，我在这里添加了一个带有加号和减号的switch语句，但正如您所看到的，您可以将其简化为：

static struct Tree *multiplicative_expression() {
    struct Tree *expr = value_expression();
    while (token->type == OPERATOR && (token->op == MULT || token->op == DIV)) {
        Operator op = token->op;
        token = next_token();
        struct Tree *expr2 = value_expression();
        expr = create_new_node(OPERATOR, op, expr, expr2, NULL);
    }
    return expr;
}

这里只使用操作符创建一个新节点

数据结构

注：类型和运算符是分开的

typedef enum  {
    NONE,
    END,
    NUMERIC,
    OPERATOR
} Type;

typedef enum {
    INVALID,
    PLUS,
    MINUS,
    MULT,
    DIV
} Operator;

typedef struct {
    Type type;
    Operator op;
    char *value;
} Token;

然后，树结构是：

struct Tree {
    Type type;
    Operator op;
    struct Tree *left;
    struct Tree *right;
    char *value;
};

完整示例

因此，一个小而完整的示例，其中函数名基于问题中的示例代码段，可能看起来像这样，具有两个优先级：


*
和
/
+
和
-

这看起来像是正确的语法树
 也许首先使用Lex/Flex和Yacc/Bison并查看他们的教程会更容易：DOr甚至从O'Reilly@AnttiHaapala非常感谢。但我不喜欢使用Flex、Bison或其他生成工具。对不起！我将把它包含在函数中：）我的意思是，如果您从未编写过解析器或词法分析器，那么您肯定应该首先尝试它们。。。这样一来，你就不会有太多的事情要先考虑了。。。然后，如果您觉得简单的表达式解析是一个相对简单且易于实现的算法，那么您可以将bison、flex生成的代码扔掉。要了解更详细的内容，您可能需要了解如何构建LR解析器或packrat解析器。非常感谢。你把答案解释得很清楚。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "parser.h"
#include "lexer.h"

static Token *token;

static void fatal(char *msg) {
    fprintf(stderr, "%s\n", msg);
    exit(1);
}

static struct Tree *create_new_node(Type type,
                                    Operator operation,
                                    struct Tree *left,
                                    struct Tree *right,
                                    char *value) {
    struct Tree *n = (struct Tree*) malloc(sizeof(struct Tree));
    if (n == NULL) {
        fatal("Unable to Malloc New Structure Tree in \'create_new_node()\' Function in tree.c File");
    }
    n->type = type;
    n->op = operation;
    n->left = left;
    n->right = right;
    n->value = value;
    return n;
}


static struct Tree *value_expression() {
    if (token->type == NUMERIC) {
        struct Tree *result = create_new_node(NUMERIC, NONE, NULL, NULL, strdup(token->value));
        token = next_token();
        return result;
    }
    fatal("can't determine value for token");
}

static struct Tree *multiplicative_expression() {
    struct Tree *expr = value_expression();
    while (token->type == OPERATOR && (token->op == MULT || token->op == DIV)) {
        Operator op = token->op;
        token = next_token();
        struct Tree *expr2 = value_expression();
        expr = create_new_node(OPERATOR, op, expr, expr2, NULL);
    }
    return expr;
}

static struct Tree *addictive_expression() {
    struct Tree *expr = multiplicative_expression();
    while (token->type == OPERATOR && (token->op == PLUS || token->op == MINUS)) {
        Operator op = token->op;
        token = next_token();
        struct Tree *expr2 = multiplicative_expression();
        expr = create_new_node(OPERATOR, op, expr, expr2, NULL);
    }
    return expr;
}

struct Tree *expression() {
    token = next_token();
    struct Tree *expr = addictive_expression();
    putback_token(token);
    return expr;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "lexer.h"
#include "parser.h"

void test_parser();

int main(void) {
    test_parser();
    return 0;
}

void print_expr(struct Tree *expr, int level) {
    for(int i = 0; i < level; i++) {
        printf("  |  ");
    }
    switch(expr->type) {
        case OPERATOR:
            switch(expr->op) {
                case INVALID:
                    fprintf(stderr, "invalid op\n");
                    exit(1);
                case PLUS:
                    printf("+\n");
                    print_expr(expr->left, level + 1);
                    print_expr(expr->right, level + 1);
                    printf("\n");
                    break;
                case MINUS:
                    printf("-\n");
                    print_expr(expr->left, level + 1);
                    print_expr(expr->right, level + 1);
                    printf("\n");
                    break;
                case MULT:
                    printf("*\n");
                    print_expr(expr->left, level + 1);
                    print_expr(expr->right, level + 1);
                    printf("\n");
                    break;
                case DIV:
                    printf("/\n");
                    print_expr(expr->left, level + 1);
                    print_expr(expr->right, level + 1);
                    printf("\n");
                    break;
            }
            break;
        case NUMERIC:
            printf("%s\n", expr->value);
            break;
        case NONE:
            fprintf(stderr, "unexpected NONE\n");
            exit(1);
        case END:
            fprintf(stderr, "unexpected END\n");
            exit(1);
    }
}

void test_parser() {
    setup_lexer("../input.txt");
    struct Tree *expr = expression();
    print_expr(expr, 0);
}

-
  |  +
  |    |  2
  |    |  *
  |    |    |  3
  |    |    |  5


  |  /
  |    |  8
  |    |  3