[컴파일러 설계]Parser와 AST의 개념 및 이해

이번 포스팅에서는 프로그래밍에서 중요한 두 가지 개념인 파서(Parser)와 추상 구문 트리(AST: Abstract Syntax Tree)에 대해 자세히 알아보겠습니다. 이들은 코드를 해석하고 분석하는 데 필수적인 요소로, 소프트웨어 개발과 특히 컴파일러 설계에 중추적인 역할을 합니다.

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1. 파서(Parser)의 개념 및 이해

  
정의 및 역할: 파서는 원시 코드를 입력으로 받아 구조화된 데이터(주로 AST)로 변환하는 프로세스를 담당합니다. 이는 프로그래밍 언어의 문법에 따라 코드를 읽고 이해하는 과정을 포함합니다.

작동 원리: 파서는 먼저 코드를 작은 단위인 토큰으로 분해합니다. 이 토큰들은 코드의 기본 요소, 예를 들어 변수, 연산자, 키워드 등으로 구성됩니다. 그 후, 이 토큰들을 이용하여 AST를 구축합니다.

예시

# 간단한 수학적 표현식을 파싱하는 예
expression = "2 + 3 * 5"
tokens = tokenize(expression)  # ["2", "+", "3", "*", "5"]
ast = build_ast(tokens)

2. AST (Abstract Syntax Tree)의 개념 및 이해

정의 및 구조: AST는 코드의 추상적 구문 구조를 나타내는 트리 형태의 데이터 구조입니다. 이 트리는 여러 노드로 이루어져 있으며, 각 노드는 코드의 한 부분을 나타냅니다.

중요성: AST는 코드의 논리적 구조를 명확하게 보여줍니다. 이는 컴파일러나 인터프리터, 다양한 코드 분석 도구에서 코드를 분석하고 변환하는 데 사용됩니다.

예를 들어, 표현식 2 + 3 * 5는 다음과 같은 AST로 표현될 수 있습니다.

    +
   / \
  2   *
     / \
    3   5

 

3. 구체적인 예시

  
파서의 예시: 간단한 수학적 표현식을 파싱하는 과정을 예로 들어, 파서가 어떻게 텍스트를 토큰으로 분해하고 이를 트리 구조로 변환하는지 설명할 수 있습니다.

AST의 실용적 예시: 실제 코드(예: 간단한 JavaScript 함수)를 분석하여 AST를 구축하는 과정을 보여줍니다. 이를 통해 복잡한 코드 구조가 어떻게 트리 형태로 단순화되고 구조화되는지 설명합니다.

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결론

이러한 이해를 바탕으로, 파서와 AST가 소프트웨어 개발, 특히 언어 처리와 관련된 도구 개발에 어떻게 활용되는지 강조합니다. 이들은 코드의 문법적 구조를 파악하고, 더 높은 수준의 분석과 변환을 가능하게 하는 기반을 제공합니다.