抽象構文木とは？意味をやさしく解説 - サードペディア百科事典

抽象構文木（AST）とは

抽象構文木（ちゅうしょうこうぶんぎ、英: Abstract Syntax Tree, AST）は、プログラミング[[言語]]の解析や意味理解に用いられる重要なデータ構造です。ASTは通常の構文木から、意味に関係ない情報を排除し、プログラムの意味に関連する部分だけを保持した木構造として定義されます。このように情報を抽象化することで、プログラムをより効率的に処理することが可能になります。

構造の概要

ASTは、基本的には有限のラベル付き有向木であり、ノードは演算子や変数、定数からなるオペランドで構成されます。具体的には、分岐点が演算子であり、葉ノードが変数や定数に相当します。これにより、数式や命令の構造が視覚的に表現され、プログラムの解析が容易になります。

抽象構文木の役割は、語の意味を理解するための中間表現といえます。具体的な解析結果として得られる具象構文木から、ASTへの変換は、言語処理系のコンパイラやインタプリタにおいて重要なプロセスです。これにより、プログラムの最適化やコード生成など、さまざまな処理が実行可能となります。

抽象構文木の利点

ASTは具象構文木と異なり、意味に不要な部分を削除するため、解析の効率を高めることができます。例えば、演算のグループ化においては、ASTではその構造によって結合が自然に明確になるため、括弧を使う必要がありません。また、変数名なども単純なIDで置き換えることができ、情報の簡素化が図られます。ただし、エラー処理やデバッグの観点からは、シンボルテーブルを利用し、実際の変数名に戻す場合もあります。

抽象構文木の生成方法

ASTは、具象構文木から抽象的に「作り出す」ことができる一方で、構文解析の初期段階から直接ASTを生成することもあります。理論的には、ソースコードの行番号やカラム番号などの具象情報は、ASTには必須ではありませんが、実際のプログラミング環境では、エラーメッセージの表示やデバッグ情報の提供のために必要なことがよくあります。このため、ASTにはこのような位置情報を維持することが求められるケースもあります。

まとめ

このように、抽象構文木はプログラム解析における重要なツールであり、コンパイラやインタプリタにおける効率的なコード生成や最適化を支える基盤となっています。ASTの設計や使用方法は、プログラミング[[言語]]によって異なりますが、その基本的な役割は一貫しており、多くのプログラミング環境で広く利用されています。

参考文献

この記事は2008年11月1日以前にFree On-line Dictionary of Computingから取得した項目の資料を元に、GFDL バージョン1.3以降の「RELICENSING」(再ライセンス)条件に基づいて組み込まれています。

外部リンク

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