警告??：這將是一個又臭又長的系列教程，教程結束的時候，你將擁有一個除了性能差勁、擴展性差、標準庫不完善之外，其他方面都和官方相差無幾的 Lua 語言解釋器。說白了，這個系列的教程實現的是一個玩具語言，僅供學習，無實用性。請謹慎 Follow，請謹慎 Follow，請謹慎 Follow。
這是本系列教程的第四篇，如果你沒有看過之前的文章，請從頭觀看。
前言
從本節起，我們開始實現語法分析器，也就是一直被神化的所謂的 Parser。也許看完本系列教程之后，你就會覺得 Parser 并沒有那么難。關于 Parser，我不想解釋太多概念性的東西，如果你不了解它，請先看這篇文章：《談談Parser》 - 王垠，看完以后再繼續往下看。
在實現 Parser 之前，我們首先要定義抽象語法樹(Abstract Syntax Tree，AST)，將詞法分析器生成的 Token 列表轉換為 AST 是 Parser 的主要任務。在 AST 中，每個節點都表示源代碼中的一種結構，之所以說它是抽象的，是因為它并沒有表示出真實語法中出現的每個細節，而是使用一種抽象的樹形結構來表現。
語法分析階段生成的 AST 中并沒有包含相應的語義信息，即上下文無關。
語義信息指的是上下文相關的信息，例如數字和 nil 不能相加，break 語句必須在某個循環之內，未定義的變量不能使用(在 Lua 中未定義的變量被看作 nil)等等。
在語義分析階段，相應的語義信息才會被加入到 AST 中，這時的 AST 也就變為上下文相關的了。
語法分析流程
舉個例子來說，下面這段程序：
local name, age = 'Bob', 18
age = age + 1
首先會被詞法分析器解析為下面 Token 列表：
| 類型 | 值 |
|---|---|
| TokenLocal | <空> |
| TokenID | name |
| TokenComma | <空> |
| TokenID | age |
| TokenAssign | <空> |
| TokenString | Bob |
| TokenComma | <空> |
| TokenNumber | 18 |
| TokenID | age |
| TokenAssign | <空> |
| TokenID | age |
| TokenAdd | <空> |
| TokenNumber | 1 |
然后這個列表被送入 Parser 中，產出下圖所示的抽象語法樹：
由上圖可知，AST 的節點有很多種類型組成，每種語法結構都會生成固定類型的子樹。下面我們具體解釋一下 AST 中節點的組成以及每個節點對應的源代碼。
AST 組成
首先，為了后續的方便，我們統一使用 SyntaxTree 來表示一切節點，而不是使用具體的類型。它的定義如下：
type SyntaxTree interface{}
Chunk
Chunk 是 AST 的根節點，用來表示整個程序，它在語法結構上和 Block 相似，但因為是根節點，所以并不能包含自身。它包含且僅包含一個 Block。
type Chunk struct {
Block SyntaxTree
}
Block
Block 表示一個代碼塊，它由零到多個語句組成。首先，整個源文件中的所有代碼被看作是一個 Block；其次，do ... end 語句、循環以及函數等內部包含的代碼塊也都是一個 Block。
type Block struct {
Stmts []SyntaxTree
}
DoStatement
用來表示 do ... end 語句。注意到，它包含一個 Block。
type DoStatement struct {
Block SyntaxTree
}
WhileStatement
表示 While 循環語句。其中 Exp 表示判斷循環是否繼續的表達式，Block 表示的是函數內部的代碼塊。
type WhileStatement struct {
Exp SyntaxTree
Block SyntaxTree
}
舉例：
while a < 10 do a = a + 1 end
IfStatement
用來表示 If 語句。其中 Exp 表示判斷條件是否成立的表達式，TrueBranch 表示條件成立時要執行的代碼塊，FalseBranch 則可能是 ElseifStatement、ElseStatement 或者為空(nil)
IfStatement struct {
Exp SyntaxTree
TrueBranch SyntaxTree
FalseBranch SyntaxTree
}
ElseifStatement
用來表示 Elseif 語句。其中 Exp 表示判斷條件是否成立的表達式，TrueBranch 表示條件成立時要執行的代碼塊，FalseBranch 則可能是 ElseifStatement、ElseStatement 或者為空(nil)
ElseifStatement struct {
Exp SyntaxTree
TrueBranch SyntaxTree
FalseBranch SyntaxTree
}
ElseStatement
用來表示 Else 語句。其中 Block 是要執行的代碼塊。
ElseStatement struct {
Block SyntaxTree
}
舉例：為了幫助讀者更好的理解 if ... elseif ... else ... end 語句生成的 AST 的樣子，我們舉個例子：
if (exp1) then block
elseif (exp2) then block
else block end
對于上面的代碼，生成的 AST 如下所示：
AST 實例
LocalNameListStatement
用來表示定義 Local 變量的語句。其中 NameList 表示的是欲定義的局部變量列表，ExpList 是賦值給前面的 NameList 的表達式列表。
LocalNameListStatement struct {
NameList SyntaxTree
ExpList SyntaxTree
}
舉例：
local a, b, c = 12, "abc", 3.14
AssignmentStatement
用來表示變量的賦值和全局變量的聲明。其中 VarList 表示欲賦值的(欲申請的全局)變量列表，ExpList 是賦值給前面的 VarList 的表達式列表。
AssignmentStatement struct {
VarList SyntaxTree
ExpList SyntaxTree
}
舉例：
a, b = "abc", 3.14
VarList
用于 AssignmentStatement 中的 VarList。
VarList struct {
VarList []SyntaxTree
}
Terminator
終結符，表示無法再往下分解最小的語法單元，AST 中的葉子節點。
Terminator struct {
Tok *scanner.Token
}
BinaryExpression
雙目運算符表達式。
BinaryExpression struct {
Left SyntaxTree
Right SyntaxTree
OpToken *scanner.Token
}
UnaryExpression
單目運算符表達式。
UnaryExpression struct {
Exp SyntaxTree
OpToken *scanner.Token
}
NameList
用于 LocalNameListStatement 中的 NameList。
NameList struct {
Names []*scanner.Token
}
ExpressionList
用于 LocalNameListStatement 和 AssignmentStatement 中的 ExpList。
ExpressionList struct {
ExpList []SyntaxTree
}
至此，構建 AST 所需要的類型已經全部完成了。你可以在此查看完整的源代碼：地址。
獲取源代碼
代碼已托管到 Github 上：SLua，每一個階段的代碼我都會創建一個 release，你可以直接下載作為參照。雖然提供了源代碼，但并不建議直接復制粘貼，因為這樣學到的知識會很容易忘記。
剛開始玩 Github 和簡書，所以沒有任何粉絲和關注量(哭)，如果你覺得這篇教程有幫助，請不要吝嗇給文章點個喜歡，給 Github 上的項目點個 Star。如果能 Follow 一下簡書和 Github 的賬號就更好啦，我也會更加有動力將這個系列寫下去。：）
