Ruby的分词与语法解析

Ruby作为一门动态语言，它在你及纳入irb或者是运行ruby example.rb的时候是如何，读懂并执行Ruby代码的呢，我们本文就是来说说这一部分的内容。

我们来看一下Ruby执行代码的流程，首先Ruby会逐行的读取文件中的代码，接着在将这些代码进行分词(tokenize)，将它们转换成词条(token)，其次Ruby会对词条进行语法分析(parse)，分析之后，就会生成Ruby能够读懂的AST结构，最后再通过编译，转换成Ruby虚拟机的指令，这样代码就可以在Ruby虚拟机上运行了。

Ruby 处理代码的工序

分词

Ruby在分词的时候，是通过对代码文本进行，逐个字符的处理，然后将他们按照规则继续分词匹配，例如我们有下面这个程序:

10.times do |n|
  puts n
end

这个程序在被Ruby执行的时候，它的第一行文本会被转换成如下的词条

第一行文本

Ruby 完成了第一行文本的分词

我们可以看到，上面的分词结果，Ruby分词器将 10这个字符转换成立 tINTEGER ，然后又识别times为一个标识符，紧接着识别了do为Ruby的关键字。就这样Ruby一行一行的使用它的规则将字符转化成词条，需要注意到是，在分词过程中，分词程序是不会检查代码文件是否含有语法错误。

在Ruby的分词程序中所以的分词过程都是在一个名为parser_yylex函数中完成的，这个函数中包含着一个超长的switch语句，用于分支判断当前读取的字符符合哪些规则，有意思的是如果遇到了空格字符，它们使用goto 语言调整回switch语句开始的地方。

语法解析

经历过了上一步骤的流程，我们的Ruby处理程序终于到了，可以识别语法错误的阶段了，在语法解析的这个步骤上，实际上Ruby是使用了解析器生成器，它根据Ruby定义的解析规则，生成解析器代码，然后再由这个解析器去解析Ruby词条。Ruby的解析规则文件是(parse.y) 使用的解析器生成器是 Bison 生成器，它可以根据给定的语法规则生成解析器，下面就是Ruby使用Bison的过程：

Ruby 构建过程会提前运行 Bison

可以看到Ruby是在程序构建的过程中，使用Bison生成解析代码的，然后我们上面讲到的分词函数parser_yylex就是在这时被一起创建的，所以我们看到图中的两个箭头，指的就是分词和解析是同时进行的。

解析器代码是通过LALR算法根据parse.y文件的规则去匹配对应的词条。然后再做完语法规则检查后，它会生成AST（抽象语法树)。

10.times do |n|
  puts n
end

还是上面这段代码，在被解析器成立后它会转化成下面的AST

AST

可以从AST看出来，程序最开始生成的词条，在AST中被表示成为一个节点，并且这些节点中包含在程序如何被解析的元数据和规则，分词过程只是让Ruby知道了程序中写了上面，解析过程之后的AST才会告诉Ruby的这段程序的真正含义。