python语言的语法由一套严谨的bnf(backus-naur form)或ebnf(extended backus-naur form)规则定义,这对于理解语言的底层机制至关重要。赋值语句作为最基础的操作之一,其语法规则同样清晰明确。根据python官方文档,赋值语句assignment_stmt的bnf定义如下:
assignment_stmt ::= (target_list "=")+ (starred_expression | yield_expression) target_list ::= target ("," target)* [","] target ::= identifier | "(" [target_list] ")" | "[" [target_list] "]" | attributeref | subscription | slicing | "*" target
对于一个简单的赋值语句,例如a = 9,左侧的a显然可以匹配到target_list中的target,进而匹配到identifier。然而,右侧的9如何匹配到starred_expression或yield_expression,是许多初学者在深入BNF时遇到的困惑。
首先,yield_expression主要用于生成器函数,其结构为"yield" [expression_list | "from" expression],显然9无法匹配此规则。因此,我们的焦点应集中在starred_expression上。
揭秘starred_expression到数值字面量的路径starred_expression的BNF定义如下:
starred_expression ::= expression | (starred_item ",")* [starred_item] starred_item ::= assignment_expression | "*" or_expr
从这里我们可以看到,starred_expression可以直接是一个expression。这意味着,只要9能够被解析为一个expression,那么它就能成功匹配starred_expression。这便是解开谜团的关键一步。
接下来,我们需要追溯expression的BNF定义,直至其能包含数值字面量9。这个递归过程相当深入,但其核心思想是,许多高级表达式形式都允许其最简单的构成部分单独存在,即不包含任何操作符或额外关键字。
以下是expression到integer的完整BNF路径:
starred_expression ::= expression | (starred_item ",")* [starred_item] expression ::= conditional_expression | lambda_expr conditional_expression ::= or_test ["if" or_test "else" expression] or_test ::= and_test | or_test "or" and_test and_test ::= not_test | and_test "and" not_test not_test ::= comparison | "not" not_test comparison ::= or_expr (comp_operator or_expr)* or_expr ::= xor_expr | or_expr "|" xor_expr xor_expr ::= and_expr | xor_expr "^" and_expr and_expr ::= shift_expr | and_expr "&" shift_expr shift_expr ::= a_expr | shift_expr ("<<" | ">>") a_expr a_expr ::= m_expr | a_expr "+" m_expr | a_expr "-" m_expr m_expr ::= u_expr | m_expr "*" u_expr | m_expr "@" m_expr | m_expr "//" u_expr | m_expr "/" u_expr | m_expr "%" u_expr u_expr ::= power | "-" u_expr | "+" u_expr | "~" u_expr power ::= (await_expr | primary) ["**" u_expr] primary ::= atom | attributeref | subscription | slicing | call atom ::= identifier | literal | enclosure literal ::= stringliteral | bytesliteral | integer | floatnumber | imagnumber integer ::= decinteger | bininteger | octinteger | hexinteger decinteger ::= nonzerodigit (["_"] digit)* | "0"+ (["_"] "0")* nonzerodigit ::= "1"..."9"
从上述BNF定义中,我们可以清晰地看到9是如何层层匹配的:
- starred_expression -> expression
- expression -> conditional_expression
- conditional_expression -> or_test (因为["if" or_test "else" expression]是可选的)
- or_test -> and_test (因为or_test "or" and_test是可选的)
- ...以此类推,直到:
- u_expr -> power
- power -> primary (因为["**" u_expr]是可选的)
- primary -> atom
- atom -> literal
- literal -> integer
- integer -> decinteger
- decinteger -> nonzerodigit (["_"] digit)*,其中9匹配nonzerodigit。
这个递归匹配过程的关键在于,从conditional_expression到power的每一层BNF规则中,其更复杂的、带有操作符或关键字的部分都是可选的(通常用方括号[]表示)。这意味着一个简单的元素,如单个数字9,可以满足这些规则,而无需包含任何逻辑操作符(如or, and)、比较操作符、算术操作符(如+, -, *, /, **)或条件结构(如if/else)。
例如:
- power规则定义了(["**" u_expr])为可选,所以2**16是一个power,但2本身也是一个power。
- or_test规则定义了or_test "or" and_test为可选,所以A or B是一个or_test,但A本身也是一个or_test。
正是这种“可选性”贯穿了整个表达式解析链,使得一个最简单的字面量(如9)能够满足最高层的expression要求,进而匹配到赋值语句的右侧。
总结与注意事项通过对Python赋值语句BNF的深入分析,我们理解了即使是看似简单的a=9这样的语句,其背后也遵循着一套严谨而复杂的语法解析规则。这种对BNF的理解对于:
- 语言设计者和实现者:是构建解析器和编译器的基础。
- 高级开发者:有助于更深层次地理解语言行为,尤其是在处理复杂表达式或元编程时。
- 所有Python用户:能够更准确地把握Python语法,避免潜在的语法误解。
注意事项:
- BNF/EBNF规则可能看起来令人生畏,但理解其递归和可选组件的机制是掌握其精髓的关键。
- Python的BNF定义可以在官方文档中找到,并且会随着语言版本的更新而演进,因此查阅最新文档是获取准确信息的重要途径。
- 虽然普通开发工作中不常直接操作BNF,但这种底层理解能提升对代码结构和执行流程的洞察力。
理解Python如何解析a=9中的9,不仅仅是解决了特定问题,更是打开了深入理解Python语言语法解析机制的一扇窗。
以上就是深入理解Python赋值语句的BNF语法解析的详细内容,更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章!
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