Нотація Бекуса — Наура

Нотація Бекуса-Наура

Визначення

Нотація Бекуса-Наура (BNF) — це формальна нотація, що використовується для визначення правил граматики контекстно-вільних мов. Вона є загальноприйнятим способом опису синтаксису формальних мов, таких як мови програмування та формальні протоколи.

Історія

BNF була розроблена в 1959 році Джоном Бекусом та Пітером Науром як частина проекту з розробки мови програмування ALGOL 60. Мета її створення полягала в тому, щоб мати спосіб формального визначення синтаксису мови, який би дозволив однозначну інтерпретацію її правил.

Структура BNF

Синтаксис BNF складається із наступних компонентів:

• Термінальні символи: Неподільні елементи мови, такі як ідентифікатори, ключові слова, символи пунктуації.
• Нетермінальні символи: Символи, що представляють групи термінальних символів.
• Правила: Визначення нетермінальних символів через послідовності термінальних і нетермінальних символів.
• Оператори: Символи, що визначають порядок і опціональність елементів правил.

Синтаксичні правила BNF

Основні синтаксичні правила BNF такі:

• Термінальні символи оточуються одинарними лапками ('').
• Нетермінальні символи пишуться без лапок.
• Символ вертикалі (|) використовується для розділення альтернатив у правилах.
• Символ квадратних дужок ([]) вказує на опціональні елементи.
• Символ зірочки (*) вказує на нуль або більше повторів елемента.
• Символ знаку плюс (+) вказує на один або більше повторів елемента.

Приклад BNF

Наступне є прикладом правила BNF, що визначає структуру простої команди присвоєння:

<присвоєння> ::= <змінна> ‘=’ <вираз>

Цей запис говорить про те, що команда присвоєння складається з змінної, за якою слідує знак присвоєння (=) та вираз.

Застосування BNF

BNF широко використовується в різних галузях, включаючи:

• Комп'ютерні науки: Визначення синтаксису мов програмування, протоколів та формальних специфікацій.
• Лінвістика: Опис граматики природних мов.
• Математика: Визначення формальних систем і логічних виразів.

Переваги BNF

• Забезпечує формальний і однозначний опис граматики.
• Дозволяє легко розпізнавати та аналізувати синтаксично правильні послідовності символів.
• Є основою для багатьох інструментів розробки компіляторів та синтаксичних аналізаторів.

Недоліки BNF

• Може бути складною для розуміння для неспеціалістів.
• Не завжди може захоплювати всі нюанси синтаксису мови.

Нотація Бекуса-Наура є потужним інструментом для опису граматики формальних мов. Вона забезпечує формальний і однозначний спосіб визначення синтаксичних правил, що робить її цінною у комп'ютерних науках, лінгвістиці та інших галузях.

Часто задавані запитання

1. Що являє собою нетермінальний символ у BNF?
2. Як вказати опціональні елементи в правилі BNF?
3. Які оператори використовуються для вказівки повторень у BNF?
4. Які переваги використання BNF?
5. Які галузі використовують BNF?