面试题：Go编译过程中词法与语法分析阶段的作用及主要处理内容

Question

请简述Go编译过程中词法分析和语法分析阶段分别起到什么作用，词法分析会将输入的Go代码做哪些处理，语法分析又会构建出什么样的数据结构？

Answer 1

词法分析的作用

词法分析是编译的第一个阶段，它的主要作用是将输入的Go代码的字符流按照词法规则切割成一个个单词（token）。这些单词是编译后续阶段能够理解和处理的基本单元，就像我们阅读文章时把连续的文字按词汇划分一样，它为语法分析提供了输入单元。

词法分析对Go代码的处理

1. 字符扫描：从输入的Go代码的第一个字符开始，逐个扫描字符。
2. 模式匹配：依据预先定义好的词法规则，识别出不同类型的单词。例如，它会识别出关键字（如func、if、for等）、标识符（变量名、函数名等）、运算符（如+、-、*等）、界符（如{、}、;等）以及常量（如整数常量、字符串常量等）。
3. 生成token序列：将识别出的单词转换为对应的token结构，每个token通常包含单词的类型和具体的值（对于标识符、常量等有具体值的单词）。例如，对于var num int，会生成VAR（关键字类型）、num（标识符类型，值为num）、INT（关键字类型）等token。

语法分析的作用

语法分析基于词法分析生成的token序列，依据Go语言的语法规则来分析并构建出对应的语法树。它检查输入的代码在语法结构上是否正确，确保代码符合Go语言的语法规范。例如，函数定义是否有正确的参数列表和返回值，语句是否以正确的符号结束等。

语法分析构建的数据结构 - 语法树

语法分析构建出一棵语法树。语法树的节点代表各种语法结构，节点之间的父子关系反映了语法结构的嵌套关系。例如：

• 函数定义会是语法树的一个节点，其孩子节点可能是函数名、参数列表节点、函数体节点等。
• 表达式(a + b) * c也会在语法树中有对应的节点，+、*运算符可能是内部节点，a、b、c标识符可能是叶子节点。通过这种层次化的树结构，编译器可以更方便地对代码进行语义分析、代码生成等后续操作。