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BNF 范式简介

席圣渠 2014/10/24

巴科斯范式(BNF 范式)是一种用于描述给定语言语法的形式化符号规范，很多编程语言的语法规则都

是通过 BNF 范式来定义的。BNF 的基本思想是一个符号可以被满足给定规则的一系列符号替换，它以

递归的方式描述语言中的各种成分，从一个起始符号开始，通过不断的符号替换，就可以得到多种多样

并且符合语法规则的程序。

我们以 C 语言为例。在 C 语言中，语句可以分为五个种类，即表达式语句、控制语句、复合语句、调用

语句和空语句。那么，我们可以说：

语句是表达式语句或者控制语句或者复合语句或者调用语句或者空语句

这句话的含义很清楚，接下来，我们尝试用符号来表达这句话的意思，可能是：

Stmt ::= ExpStmt | CondStmt | CompStmt | FuncStmt | SEMI

上述符号化的表述方式，就是 BNF 范式的表达方式，每一个符号的含义与自然语言的描述一一对应。

现在，语句已经被定义好了，但是我们还不清楚每一类语句，比如表达式语句的含义。因此，我们继续

定义表达式语句：

表达式语句是表达式分号

其对应的符号化表示为：

ExpStmt ::= Exp SEMI

就像这样，表达式语句也被定义好了，这就是文章刚开头指出的，递归的方式。只要不断的定义下去，

就能得到一种语言的整体的描述。那么，问题就来了，递归的定义什么时候终止呢？其实，只要符号被

表述成具体的内容就可以了，比如说分号或者加号就是具体的内容，更具体的例子就是：

Type ::= "int" | "float"

即类型Type 这个抽象符号可以被字符串 int 或者 float 替换，由于int 和 float 都是具体的表述，我们的

递归定义也就可以终止了。

一般的 BNF 范式的表述规则如下：

1. 在双引号中的字( "word" )代表着这些字符本身。

2. 方括号( [ ] ) 内包含的为可选项。

3. 大括号( { } ) 内包含的为可重复0 至无数次的项。

4. 竖线( | )表示在其左右两边任选一项，相当于"OR"的意思。

5. ::= 是“被定义为”的意思。

我们用这些规则，简单的表述一下 C 语言中的 i 语句：

IF ::= "if"

ELSE ::= "else"

LP ::= "("

RP ::= ")"

IfStmt ::= IF LP CompareExp RP Stmt [ELSE Stmt]

其中 CompareExp 表示比较表达式，Stmt 表示语句，这里就不递归定义了。

好了，关于 BNF 范式的基本知识，我们就讲完了，下面来说说这次作业。

1. 不需要递归定义所有符号，比如变量可以直接用Var 表示，递归定义 Var 就不需要了。但是，请

确保符号的含义能通过其名字猜测出来。

2. BNF 的表述规则尽可能符合规范，但不做强制要求。

3. 增加一条表述规则，大括号后边紧跟加号( { }+ )表示，大括号内部包含的内容至少 1 次。

以上内容应该可以帮助你完成作业了，如果依然有疑问，我会在QQ 上尽力解答。

祝好~

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