由于經(jīng)常研究東西，所以經(jīng)常涉及語(yǔ)法的定義檩互；以前我都是按照我自己定義的一套語(yǔ)法格式描述規(guī)則來(lái)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)孛枋稣Z(yǔ)法格式特幔，但是我自己設(shè)計(jì)的這套語(yǔ)法格式描述規(guī)則并不通用，所以決定改為通用的語(yǔ)法格式描述規(guī)則--EBNF(擴(kuò)展的巴科斯范式) 或 ABNF(增強(qiáng)型巴科斯范式)闸昨，本文就詳細(xì)講講 BNF蚯斯、EBNF、ABNF 這三者之間的關(guān)系與區(qū)別;
1. 簡(jiǎn)介
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BNF是最原始饵较，最簡(jiǎn)單的方法拍嵌，主要用于理論背景的學(xué)術(shù)論文中，以與人類(lèi)進(jìn)行交流循诉。（與在編譯器/解析器中使用相反）横辆。BNF 沒(méi)有確切的規(guī)范。 -
EBNF是Extended BNF（擴(kuò)展的BNF）的縮寫(xiě)茄猫。沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 EBNF狈蚤，因?yàn)槊總€(gè)作者或程序都定義了自己的稍有不同的 EBNF 變體。 -
ABNF是augmented BNF（增強(qiáng)型BNF）的縮寫(xiě)募疮，ABNF 的語(yǔ)法 與 BNF 完全不同炫惩，但是更加標(biāo)準(zhǔn)化僻弹，利于解析器的翻譯阿浓，但不利于閱讀；
BNF蹋绽、EBNF芭毙、ABNF 這三者的表達(dá)能力是等效的；它們只是語(yǔ)法上的差異卸耘。
- 舉例1：在傳統(tǒng)的 BNF 中退敦，左式 和 右式 的 分隔符（即：定義符）通常是
::=，而在書(shū)籍中通常是→蚣抗，在 EBNF 和 ABNF 中是=侈百； - 舉例2：在傳統(tǒng)的 BNF 中，非終結(jié)符用尖括號(hào)括起來(lái)，例如钝域，
<EXPR>終結(jié)符不用加任何額外的符號(hào)讽坏，用普通字符表示即可。而在 ABNF 中例证，非終結(jié)符用普通字符表示路呜，終結(jié)符需要用雙引號(hào)括起來(lái)，例如"+" 织咧； - 舉例3：在 BNF 和 EBNF 中胀葱，替代符號(hào)（選項(xiàng)符號(hào)）是
|，在 ABNF 中笙蒙，替代符號(hào)是/抵屿； - 舉例4：EBNF 和 ABNF 還具有快捷語(yǔ)法語(yǔ)法，比如指定 0個(gè) 或 多個(gè) 重復(fù)項(xiàng)捅位。要將其用 BNF 表示晌该，則需要引入更多規(guī)則。
通常绿渣，BNF 更適合教學(xué)朝群、解釋和理論討論。EBNF 和 ABNF 經(jīng)常用于語(yǔ)法定義 和 解析器解析中符，其中 ABNF 更加利于解析器解析姜胖；
2. 巴科斯范式BNF
巴科斯范式的英文縮寫(xiě)為BNF，它是以美國(guó)人巴科斯(Backus)和丹麥人諾爾(Naur)的名字命名的一種形式化的語(yǔ)法表示方法淀散，用來(lái)描述語(yǔ)法的一種形式體系右莱，是一種典型的元語(yǔ)言。又稱(chēng)巴科斯-諾爾形式(Backus-Naur form)档插。它不僅能?chē)?yán)格地表示語(yǔ)法規(guī)則慢蜓，而且所描述的語(yǔ)法是與上下文無(wú)關(guān)的。它具有語(yǔ)法簡(jiǎn)單郭膛，表示明確晨抡，便于語(yǔ)法分析和編譯的特點(diǎn)。
BNF表示語(yǔ)法規(guī)則的方式為：
- 非終結(jié)符用尖括號(hào)括起则剃。
- 每條規(guī)則的左部是一個(gè)非終結(jié)符恶复，右部是由非終結(jié)符和終結(jié)符組成的一個(gè)符號(hào)串驳阎，中間一般以
::=分開(kāi)。 - 具有相同左部的規(guī)則可以共用一個(gè)左部，各右部之間以直豎“|”隔開(kāi)培己。
BNF中常用的元字符及其表示的意義如下：
-
::=：是“被定義為”的意思巾乳；示例：字符串 ::= 用引號(hào)包圍的字符序列主穗，表示字符串就是用引號(hào)包圍的字符序列 -
"..."：終結(jié)符，即引號(hào)中的字符序列本身悲关，并非指代其它字。而終結(jié)符雙引號(hào)"用double_quote用來(lái)表示娄柳；示例：函數(shù)調(diào)用 ::= 名字 "()"表示函數(shù)的調(diào)用是 由名字加上左右括號(hào)字符()組成坚洽； -
double_quote：代表終結(jié)符 雙引號(hào)"； 示例：字符串 ::= double_quote ... double_quote西土，表示字符串是由被字符"包圍的字符序列組成讶舰； - 在雙引號(hào)外的字代表著語(yǔ)法部分；示例：
基本類(lèi)型 ::= 字符串 | 數(shù)字 | 布爾需了，表示字符串或數(shù)字或布爾都是基本類(lèi)型跳昼，但字符串、數(shù)字肋乍、布爾具體是什么鹅颊，由其它 規(guī)則定義； -
<...>：必選項(xiàng)墓造；示例：名字 ::= [姓] <名>表示名字中的名是必須要有的堪伍，但姓是可有可無(wú)的，即：姓 名是名字觅闽，名也是名字帝雇； -
[...]：可選，可有可無(wú)蛉拙；示例：名字 ::= [姓] <名>表示名字中的名是必須要有的尸闸，但姓是可有可無(wú)的，即：姓 名是名字孕锄，名也是名字吮廉； -
{...}：重復(fù)，0 或 任意次重復(fù)畸肆；示例：AB ::= "a" {"b"}宦芦，表示AB是由 一個(gè)a后面跟上任意數(shù)量（包括0個(gè)）個(gè)b組成，如a轴脐、a b调卑、a bb、a bbb -
(...)：分組豁辉，用來(lái)控制表達(dá)式的優(yōu)先級(jí)令野；示例：AX ::= "a" ("m"|"n")舀患，表示AX是由 一個(gè)a后面跟上m或n組成徽级； -
|：替換，即或的意思聊浅；示例：布爾 ::= "true" | "false"餐抢，表示true或false都是布爾现使； -
...：表示各種列舉或省略的代碼片斷；示例：a...z表示 從a到z的字符旷痕，"..."表示 由 雙引號(hào)"包圍起來(lái)的任意字符碳锈； - 斜體字: 參數(shù)，在其它地方有解釋?zhuān)?/li>
3. 擴(kuò)展的巴科斯范式EBNF
EBNF欺抗，EBNF 是 Extended BNF 的縮寫(xiě)售碳，意思是擴(kuò)展的巴科斯范式。用來(lái)描述計(jì)算機(jī)語(yǔ)言語(yǔ)法的符號(hào)集〗食剩現(xiàn)在贸人，幾乎每一位新編程語(yǔ)言書(shū)籍的作者都使用巴科斯范式來(lái)定義編程語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則。
擴(kuò)展巴科斯-瑙爾范式(EBNF)是表達(dá)作為描述計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言和形式語(yǔ)言的正規(guī)方式的上下文無(wú)關(guān)文法的元語(yǔ)法符號(hào)表示法佃声。它是基本巴科斯范式(BNF)元語(yǔ)法符號(hào)表示法的一種擴(kuò)展艺智。
它最初由尼古拉斯·沃斯開(kāi)發(fā)，最常用的 EBNF 變體由標(biāo)準(zhǔn)圾亏，特別是 ISO-14977 所定義十拣。
3.1. EBNF符號(hào)表
下面是 推薦標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14977 所定義的符號(hào)及其含義
-
=：定義；示例：字符串 = 用引號(hào)包圍的字符序列志鹃，表示字符串就是用引號(hào)包圍的字符序列 -
,：串接夭问；示例：郭斌勇 = 'guo' , 'binyong'表示郭斌勇是 由guo和binyong串接而成的guobinyong而不是guo binyong; -
;：終止，表示一個(gè)定義語(yǔ)句結(jié)束了曹铃，在沒(méi)有歧義的情況下可省略甲喝；示例：變量名字 = 標(biāo)識(shí)符 ; 類(lèi)型名字 = 標(biāo)識(shí)符 -
|：替換，即或的意思铛只；示例：布爾 = 'true' | 'false'埠胖，表示true或false都是布爾； -
[...]：可選淳玩，可有可無(wú)直撤；示例：名字 = [姓] 名表示名字中的姓是可有可無(wú)的，即：姓 名是名字蜕着，名也是名字谋竖； -
{...}：重復(fù)，0 或 任意次重復(fù)承匣；示例：AB = 'a' {'b'}蓖乘，表示AB是由 一個(gè)a后面跟上任意數(shù)量（包括0個(gè)）個(gè)b組成，如a韧骗、a b嘉抒、a bb、a bbb -
(...)：分組袍暴，用來(lái)控制表達(dá)式的優(yōu)先級(jí)些侍；示例：AX = 'a' ('m'|'n')隶症，表示AX是由 一個(gè)a后面跟上m或n組成； -
'...'：終結(jié)符岗宣，即引號(hào)中的字符序列本身蚂会，并非指代其它字；示例：函數(shù)調(diào)用 = 名字 '()'表示函數(shù)的調(diào)用是 由名字加上左右括號(hào)字符()組成耗式； -
"..."：終結(jié)符胁住，同'...'； -
(*...*)：注釋?zhuān)f(shuō)明性文本刊咳，不表示任何語(yǔ)法措嵌； -
?...?：特殊序列 -
-：排除，除去芦缰；
3.2. EBNF語(yǔ)法的定義
用 EBNF范式 來(lái)描述 EBNF 的語(yǔ)法
生成式 = 生成式名 '=' [ 表達(dá)式 ] [';'] ;
表達(dá)式 = 選擇項(xiàng) { '|' 選擇項(xiàng) } ;
選擇項(xiàng) = 條目 { 條目 } ;
條目 = 生成式名 | 標(biāo)記 [ '…' 標(biāo)記 ] | 分組 | 可選項(xiàng) | 重復(fù)項(xiàng) ;
分組 = '(' 表達(dá)式 ')' ;
可選項(xiàng) = '[' 表達(dá)式 ']' ;
重復(fù)項(xiàng) = '{' 表達(dá)式 '}' ;
生成式由表達(dá)式構(gòu)造企巢，表達(dá)式通過(guò)術(shù)語(yǔ)及以下操作符構(gòu)造，自上而下優(yōu)先級(jí)遞增（低=>高）：
| 選擇
() 分組
[] 可選（0 或 1 次）
{} 重復(fù)（0 到 n 次）
小寫(xiě)生成式名用于標(biāo)識(shí)詞法標(biāo)記让蕾。非終結(jié)符使用駝峰記法浪规。 位于引號(hào) '...' 內(nèi)的即為終結(jié)符。
形式 a … b 表示把從 a 到 b 的字符集作為選擇項(xiàng)探孝。 橫向省略號(hào) … 也在本文檔中非正式地表示各種列舉或簡(jiǎn)略的代碼片斷笋婿。
4. 增強(qiáng)型巴科斯范式ABNF
RFC2234 定義了增加型巴科斯范式(ABNF)。近年來(lái)在Internet的定義中 ABNF 被廣泛使用顿颅。ABNF 做了更多的改進(jìn)缸濒。增強(qiáng)型巴科斯-瑙爾范式(ABNF)基于了巴科斯-瑙爾范式(BNF)，但由它自己的語(yǔ)法和推導(dǎo)規(guī)則構(gòu)成粱腻。這種元語(yǔ)言的發(fā)起原則是描述作為通信協(xié)議(雙向規(guī)范)的語(yǔ)言的形式系統(tǒng)庇配。它建檔于 RFC 4234 中通常充當(dāng) IETF 通信協(xié)議的定義語(yǔ)言。
4.1. 推導(dǎo)規(guī)則
ABNF 規(guī)定是一組推導(dǎo)規(guī)則绍些，寫(xiě)為：
規(guī)則 = 定義 ; 注釋 CR LF
說(shuō)明：
- 這里的規(guī)則是大小寫(xiě)敏感的非終結(jié)符捞慌，定義是由定義這個(gè)規(guī)則的符號(hào)序列、一個(gè)文檔注釋組成柬批，并結(jié)束于回車(chē)換行啸澡。
- 規(guī)則名字是大小寫(xiě)不敏感的: <rulename>, <Rulename>, <RULENAME> 和 <rUlENamE> 都提及同一個(gè)規(guī)則。規(guī)則名字由開(kāi)始于一個(gè)字母的字母氮帐、數(shù)字和連字符組成嗅虏。不要求用尖括號(hào)(“<”, “>”) (如 BNF 那樣)包圍規(guī)則名字。但是它們可以用來(lái)界定規(guī)則名字上沐，比如在冗文中識(shí)別出規(guī)則名字的時(shí)候皮服。ABNF 使用 7-位 ASCII 編碼，在 8-位域中把高位置零。
- 終結(jié)符由一個(gè)或多個(gè)數(shù)值字符指定冰更。數(shù)值字符可以指定為跟隨著基數(shù)(b = 二進(jìn)制, d = 十進(jìn)制, x = 十六進(jìn)制)的一個(gè)百分號(hào)“%”产徊，隨后是這個(gè)數(shù)值昂勒，或數(shù)值的串聯(lián)(用“.” 來(lái)指示)蜀细。例如回車(chē)可以指定為十進(jìn)制的 %d13 或十六進(jìn)制的 %x0D「暧回車(chē)換行可以指定為 %d13.10奠衔。
- 文字正文通過(guò)使用包圍在引號(hào)(")中字符串來(lái)指定。這些字符串是大小寫(xiě)不敏感的塘娶，使用的字符集是 US-ASCII归斤。所以字符串“abc”將匹配“abc”, “Abc”, “aBc”, “abC”, “ABc”, “AbC”, “aBC” 和 “ABC”。對(duì)于大小寫(xiě)敏感匹配刁岸，必須定義明確的字符: 要匹配 “aBc” 定義將是 %d97 %d66 %d99脏里。
4.2. 操作符
空白被用來(lái)分隔定義的各個(gè)元素: 要使空格被識(shí)別為分割符則必須明確的包含它。
4.3. 串聯(lián)
規(guī)則1 規(guī)則2
規(guī)則可以通過(guò)列出一序列的規(guī)則名字來(lái)定義虹曙。
示例：
要匹配字符串“aba”可以使用下列規(guī)則:
fu = %x61; a
bar = %x62; b
mumble = fu bar fu
4.4. 選擇
規(guī)則1 / 規(guī)則2
規(guī)則可以通過(guò)用反斜杠(“/”)分隔的多選一規(guī)則來(lái)定義迫横。
示例：
要接受規(guī)則 <fu> 或規(guī)則 <bar> 可構(gòu)造如下規(guī)則：
fubar = fu / bar
4.5. 遞增選擇
規(guī)則1 =/ 規(guī)則2
可以通過(guò)使用在規(guī)則名字和定義之間的“=/”來(lái)向一個(gè)規(guī)則增加補(bǔ)充選擇。
示例：
規(guī)則
ruleset = alt1 / alt2 / alt3 / alt4 / alt5
等價(jià)于
ruleset = alt1 / alt2
ruleset =/ alt3
ruleset =/ alt4 / alt5
4.6. 值范圍
%c##-##
數(shù)值范圍可以通過(guò)使用連字符(“-”)來(lái)指定酝碳。
示例：
規(guī)則
OCTAL = "0" / "1" / "2" / "3" / "4" / "5" / "6" / "7"
等價(jià)于
OCTAL = %x30-37
4.7. 序列分組
(規(guī)則1 規(guī)則2)
元素可以放置在圓括號(hào)中來(lái)組合定義中的規(guī)則矾踱。
示例：
要匹配“elem fubar snafu”或“elem tarfu snafu”可以構(gòu)造下列規(guī)則：
group = elem (fubar / tarfu) snafu
要匹配“elem fubar”或“tarfu snafu”可以構(gòu)造下列規(guī)則：
group = elem fubar / tarfu snafu
group = (elem fubar) / (tarfu snafu)
4.8. 可變重復(fù)
n*m規(guī)則
要指示一個(gè)元素的重復(fù)可以使用形式 <a>*<b>元素∈杌可選的 <a> 給出要包括的元素的最小數(shù)目呛讲，缺省為 0》捣睿可選的 <b> 給出要包括的元素的最大數(shù)目贝搁，缺省為無(wú)窮。
對(duì)零或多個(gè)元素使用 *元素芽偏，對(duì)一或多個(gè)元素使用 1*元素徘公，對(duì)二或三個(gè)元素使用 2*3元素。
4.9. 特定重復(fù)
n規(guī)則
要指示明確數(shù)目的元素可使用形式 <a>元素哮针，它等價(jià)于 <a>*<a>元素关面。
使用 2DIGIT 得到兩個(gè)數(shù)字，使用 3DIGIT 得到三個(gè)數(shù)字十厢。(DIGIT 在下面的核心規(guī)則中定義)等太。
4.10. 可選序列
[規(guī)則]
示例：
要指示可選元素下列構(gòu)造是等價(jià)的：
[fubar snafu]
*1(fubar snafu)
0*1(fubar snafu)
4.11. 注釋
; 注釋
分號(hào)(“;”)開(kāi)始一個(gè)注釋并持續(xù)到此行的結(jié)束。
4.12. 操作符優(yōu)先級(jí)
上述操作符有從最緊綁定(binding)到最松綁定的給定優(yōu)先級(jí):
- 字符串蛮放，名字形成(formation)
- 注釋
- 值范圍
- 重復(fù)
- 分組缩抡，可選
- 串聯(lián)
- 選擇
與串聯(lián)一起使用選擇操作符可以造成混淆，建議使用分組來(lái)做明確串聯(lián)分組包颁。
4.13. 核心規(guī)則
核心規(guī)則定義于 ABNF 標(biāo)準(zhǔn)中瞻想；
5. 郭斌勇版巴科斯范式EBNF-GBY
對(duì)于會(huì)正則表達(dá)工式的人來(lái)說(shuō)压真，可能不喜歡喜歡EBNF的重復(fù)規(guī)則，而更喜歡正則表達(dá)工的重復(fù)規(guī)則（正如我的喜好一樣）蘑险，為了實(shí)現(xiàn)類(lèi)正則的巴科斯范式滴肿，我便定義了郭斌勇版巴科斯范式EBNF-GBY；
郭斌勇版巴科斯范式EBNF-GBY是基本ABNF修改和擴(kuò)展的佃迄，相對(duì)于EBNF泼差，有如下區(qū)別：
5.1. 修改
棄用 ABNF中的重復(fù)規(guī)則 和 EBNF中的可重復(fù)項(xiàng)表示{ }，改用如下正則表達(dá)式的重復(fù)規(guī)則呵俏，如下：
規(guī)則{min,max}
表示規(guī)則重復(fù)次數(shù)大于或等于min次堆缘，小于或等于max次；
min表示最小的重復(fù)次數(shù)普碎，默認(rèn)值為0吼肥；
max表示最大的重復(fù)次數(shù)，默認(rèn)值為無(wú)窮大麻车；
當(dāng)min或者max被省略時(shí)缀皱，min或者max取相應(yīng)默認(rèn)值；
規(guī)則{n}
等價(jià)于：
規(guī)則{n,n}
表示規(guī)則重復(fù)n次绪氛；
5.2. 增加
相對(duì)ABNF唆鸡，增加以下元字符：
? : 表示前面的規(guī)則重復(fù)零次或一次；等價(jià)于`{0,1}`枣察；
+ : 表示前面的規(guī)則重復(fù)一次或多次(大于等于1次）争占；等價(jià)于`{1,}`;
* : 表示前面的規(guī)則重復(fù)任意次；等價(jià)于`{0,}`序目；
