Cách Sử Dụng Cấu Trúc “Backus-Naur Form”

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cấu trúc “Backus-Naur Form” (BNF) – một ký pháp được sử dụng để định nghĩa cú pháp của ngôn ngữ lập trình. Bài viết cung cấp 20 ví dụ sử dụng các quy tắc BNF, cùng hướng dẫn chi tiết về ý nghĩa, cách dùng, và các lưu ý quan trọng.

Phần 1: Hướng dẫn sử dụng “Backus-Naur Form” và các lưu ý

1. Ý nghĩa cơ bản của “Backus-Naur Form”

“Backus-Naur Form” (BNF) là một ký pháp dùng để mô tả cú pháp của một ngôn ngữ chính thức. Nó thường được dùng để định nghĩa cú pháp của các ngôn ngữ lập trình, định dạng tài liệu, và giao thức truyền thông.

Các thành phần cơ bản của BNF bao gồm:

• Non-terminals (biến không kết thúc): Đại diện cho các khái niệm cú pháp, được đặt trong dấu “&lt” và “&gt”.
• Terminals (biến kết thúc): Các ký tự hoặc chuỗi ký tự thực tế trong ngôn ngữ.
• Production rules (quy tắc sinh): Định nghĩa cách các non-terminals có thể được tạo thành từ các terminals và non-terminals khác. Sử dụng ký hiệu “::=” để biểu thị “được định nghĩa là”.
• “|” (hoặc): Biểu thị một lựa chọn giữa các khả năng khác nhau.

Ví dụ:

• <expression> ::= <term> | <expression> + <term>

2. Cách sử dụng “Backus-Naur Form”

a. Định nghĩa quy tắc sinh

1. <non-terminal> ::= <definition>
   Ví dụ: <digit> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

b. Sử dụng ký hiệu “|” (hoặc)

1. <non-terminal> ::= <option1> | <option2>
   Ví dụ: <boolean> ::= true | false

c. Sử dụng đệ quy

1. <non-terminal> ::= <terminal> | <non-terminal> <terminal>
   Ví dụ: <identifier> ::= <letter> | <identifier> <letter> | <identifier> <digit>

d. Sử dụng các ký hiệu mở rộng (EBNF)

1. {} (lặp lại 0 hoặc nhiều lần)
   Ví dụ: <digits> ::= <digit> {<digit>}
2. [] (tùy chọn)
   Ví dụ: <signed_number> ::= [+] <digits>

d. Biến thể và cách dùng trong câu

Thành phần	Ký hiệu	Ý nghĩa / Cách dùng	Ví dụ
Non-terminal	<…>	Đại diện cho một khái niệm cú pháp	<expression>
Terminal	‘…’ hoặc ký tự	Ký tự hoặc chuỗi ký tự thực tế	‘+’, ‘1’, ‘true’
Quy tắc sinh	::=	Định nghĩa cách tạo thành non-terminal	<expression> ::= <term> + <term>
Hoặc	|	Lựa chọn giữa các khả năng	<digit> ::= 0 | 1 | 2

3. Một số ví dụ cụ thể

• Định nghĩa một số nguyên:
  <integer> ::= <digit> {<digit>}
  <digit> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
• Định nghĩa một biểu thức số học đơn giản:
  <expression> ::= <term> | <expression> + <term> | <expression> – <term>
  <term> ::= <factor> | <term> * <factor> | <term> / <factor>
  <factor> ::= <integer> | ( <expression> )
• Định nghĩa một câu lệnh if-else đơn giản:
  <if_statement> ::= if ( <condition> ) { <statement> } [ else { <statement> } ]

4. Lưu ý khi sử dụng “Backus-Naur Form”

a. Tính chính xác

• Cú pháp: Đảm bảo rằng cú pháp của các quy tắc BNF là chính xác.
• Tính đầy đủ: Đảm bảo rằng tất cả các thành phần của ngôn ngữ được định nghĩa.

b. Tính rõ ràng

• Dễ đọc: Cố gắng viết các quy tắc BNF một cách dễ đọc và dễ hiểu.
• Nhất quán: Sử dụng các ký hiệu và quy ước một cách nhất quán.

c. Sử dụng EBNF

• Mở rộng: Sử dụng các ký hiệu mở rộng (EBNF) để làm cho các quy tắc BNF ngắn gọn và dễ hiểu hơn.

5. Những lỗi cần tránh

1. Quy tắc đệ quy không kết thúc: Đảm bảo rằng các quy tắc đệ quy có một điều kiện dừng.
2. Sử dụng sai ký hiệu: Sử dụng đúng các ký hiệu BNF và EBNF.
3. Định nghĩa không rõ ràng: Đảm bảo rằng các định nghĩa là rõ ràng và không mơ hồ.

6. Mẹo để ghi nhớ và sử dụng hiệu quả

• Hiểu rõ các thành phần cơ bản: Non-terminals, terminals, quy tắc sinh.
• Thực hành: Viết các quy tắc BNF cho các ngôn ngữ đơn giản.
• Sử dụng các công cụ hỗ trợ: Có nhiều công cụ trực tuyến giúp kiểm tra cú pháp BNF.

Phần 2: Ví dụ sử dụng “Backus-Naur Form” và các dạng liên quan

Ví dụ minh họa

1. <program> ::= <statement>* (Một chương trình là một dãy các câu lệnh)
2. <statement> ::= <assignment> | <if_statement> | <loop> (Một câu lệnh có thể là phép gán, câu lệnh if, hoặc vòng lặp)
3. <assignment> ::= <variable> = <expression> ; (Phép gán gán giá trị của một biểu thức cho một biến)
4. <if_statement> ::= if ( <condition> ) { <statement>* } (Câu lệnh if có một điều kiện và một khối câu lệnh)
5. <loop> ::= while ( <condition> ) { <statement>* } (Vòng lặp while có một điều kiện và một khối câu lệnh)
6. <condition> ::= <expression> <operator> <expression> (Một điều kiện so sánh hai biểu thức bằng một toán tử)
7. <operator> ::= == | != | > | = | <= (Các toán tử so sánh)
8. <expression> ::= <term> (Một biểu thức có thể là một số hạng)
9. <term> ::= <factor> (Một số hạng có thể là một thừa số)
10. <factor> ::= <variable> | <number> | ( <expression> ) (Một thừa số có thể là một biến, một số, hoặc một biểu thức trong ngoặc)
11. <variable> ::= <letter> { <letter> | <digit> } (Một biến bắt đầu bằng một chữ cái và theo sau là các chữ cái hoặc chữ số)
12. <number> ::= <digit> { <digit> } (Một số là một dãy các chữ số)
13. <letter> ::= a | b | c | … | z | A | B | C | … | Z (Các chữ cái)
14. <digit> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 (Các chữ số)
15. <character> ::= ‘a’ | ‘b’ | ‘c’ | … | ‘z’ (Một ký tự là một chữ cái)
16. <string> ::= ” {<character>} ” (Một chuỗi là một dãy các ký tự trong dấu ngoặc kép)
17. <boolean> ::= true | false (Giá trị boolean)
18. <array> ::= [ <expression> {, <expression>} ] (Một mảng là một dãy các biểu thức trong dấu ngoặc vuông)
19. <function_call> ::= <identifier> ( <expression> {, <expression>} ) (Gọi hàm với các tham số)
20. <comment> ::= // { <character> } (Một comment bắt đầu bằng // và kết thúc ở cuối dòng)