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最近RPrecという演算子の優先順位に基づいて構文解析を行うRubyのライブラリを実装しました。 その中で、演算子の優先順位と結合順位についての理解が深まりました。

演算子の優先順位 (precedence) というのは、1 + 2 * 3が1 + (2 * 3)と解釈されて「*は+よりもつよく結合する」というように言われるものです。 この優先順位はJavaScriptであればこの辺りに、Rubyであればこの辺りにまとまっています。

そして、演算子の結合規則 (associativity) というのは、左結合とか右結合とか言われるものです。 1 + 2 + 3は(1 + 2) + 3と解釈されるので+は左結合であったり、a = b = 1がa = (b = 1)と解釈されるので=は右結合というようなものです。

今回は、この演算子の結合規則のバリエーションについて考察したことについて、まとめたいと思います。

想定読者: 構文解析やプログラミング言語の構文に興味があり、これらについて多少の知識があることを想定しています。

正規表現マッチングの実装手法の1つとしてPike VMと呼ばれるものがあります。 これはGo言語の正規表現実装やRustのregex crateで使われている手法であり、正規表現$r$と入力文字列$w$に対して$O(|r| \times |w|)$の計算量でマッチングができるのが特徴です。

Earley法はJay Earleyの提案した文脈自由文法 (CFG) の構文解析手法の1つです。 すべてのCFGを構文解析できる手法で最悪計算量は$O({|w|}^3)$ですが、無曖昧であれば$O({|w|}^2)$で、決定的であれば$O({|w|})$で構文解析ができます。

実装してみると分かりますが、Pike VMとEarley法には類似している点があり、Earley法をPike VMの発展系のように考えることができます。 この記事ではPike VMとEarley法のRubyでの実装を通じて、それらの関係を解説します。

想定読者: 形式言語や構文解析についての基本的な知識がある (NFAやCFGなどを知っている) ことを想定しています。