c++是上下文无关的还是上下文敏感的?

我经常听到有人说c++是一种上下文敏感的语言。举个例子:

a b(c);

这是变量定义还是函数声明?这取决于符号c的含义。如果c是一个变量，则ab (c);定义一个名为b的类型为a的变量。它直接用c初始化。但如果c是类型，则ab (c);声明一个名为b的函数，该函数接受c并返回a。

如果您查找上下文无关语言的定义，它基本上会告诉您，所有语法规则的左侧必须恰好包含一个非终结符。另一方面，上下文敏感语法允许在左侧使用任意的终结符和非终结符字符串。

浏览“c++程序设计语言”的附录A，我找不到一条语法规则，它的左边除了一个非终结符之外，还有其他任何东西。这意味着c++是上下文无关的。(当然，每一种与上下文无关的语言也是与上下文相关的，因为与上下文无关的语言构成了与上下文相关的语言的一个子集，但这不是重点。)

那么，c++是上下文无关的还是上下文敏感的?

当前回答

是的，c++是上下文敏感的，非常上下文敏感。您不能通过使用上下文无关的解析器简单地解析文件来构建语法树，因为在某些情况下，您需要从以前的知识中了解符号来决定(例如。在解析时构建一个符号表)。

第一个例子:

A*B;

这是一个乘法表达式吗?

这是B变量作为a类型指针的声明吗?

如果A是一个变量，那么它就是一个表达式，如果A是类型，它就是一个指针声明。

第二个例子:

A B(bar);

这是一个函数原型接受一个条形参数吗?

这是声明A类型的变量B，并调用A的构造函数和bar常量作为初始化式吗?

您需要再次了解bar是符号表中的变量还是类型。

第三个例子:

class Foo
{
public:
    void fn(){x*y;}
    int x, y;
};

当解析时构建符号表没有帮助时，就是这种情况，因为x和y的声明在函数定义之后。因此，您需要首先浏览类定义，然后在第二步查看方法定义，以确定x*y是一个表达式，而不是指针声明或其他东西。

其他回答

真正的:)

斯坦利·沃福德。计算机系统。页341 - 346。

使用GLR解析器解析c++。这意味着在解析源代码期间，解析器可能会遇到歧义，但它应该继续并决定稍后使用哪个语法规则。

还看,

为什么c++不能用LR(1)解析器解析?

请记住，上下文无关语法不能描述编程语言语法的所有规则。例如，属性语法用于检查表达式类型的有效性。

int x;
x = 9 + 1.0;

你不能用上下文无关的语法描述下面的规则: 作业的右侧应与左侧的类型相同。

首先，你正确地观察到c++标准末尾的语法中没有上下文敏感的规则，因此语法与上下文无关。

然而，这种语法并不能精确地描述c++语言，因为它生成的是非c++程序，例如

int m() { m++; }

typedef static int int;

c++语言被定义为“一组格式良好的c++程序”，它不是与上下文无关的(可以证明，仅仅要求声明变量就可以做到这一点)。理论上，您可以在模板中编写图灵完备程序，并根据其结果使程序具有病态形式，因此它甚至不是上下文敏感的。

现在，(无知的)人们(通常不是语言理论家，而是解析器设计者)通常在以下一些含义中使用“not context-free”

模棱两可的不能用Bison解析而不是LL(k) LR(k) LALR(k)或任何他们选择的解析器定义的语言类

标准后面的语法不满足这些类别(即它是模糊的，不是LL(k)…)，所以c++语法对他们来说“不是上下文无关的”。从某种意义上说，他们是对的，要创建一个工作的c++解析器是非常困难的。

注意，这里使用的属性只与上下文无关的语言有微弱的联系——歧义与上下文无关没有任何关系(事实上，上下文敏感的规则通常有助于消除歧义)，另外两个只是上下文无关语言的子集。解析与上下文无关的语言不是一个线性过程(尽管解析确定性语言是)。

我感觉在“上下文敏感”的正式定义和“上下文敏感”的非正式使用之间存在一些混淆。前者有明确的含义。后者用于表示“为了解析输入，您需要上下文”。

这里也有一个问题: 上下文敏感性vs模糊性。

这是一个与上下文无关的语法:

<a> ::= <b> | <c>
<b> ::= "x"
<c> ::= "x"

它是模棱两可的，所以为了解析输入“x”，你需要一些上下文(或者忍受这种模棱两可，或者发出“警告:E8271 - input is ambiguous in line 115”)。但它肯定不是上下文敏感的语法。

你可能想看看Bjarne Stroustrup写的《c++的设计与进化》。在这篇文章中，他描述了他在尝试使用yacc(或类似的)来解析早期版本的c++时遇到的问题，并希望他当时使用的是递归下降。

推荐文章