巴科斯范式（Backus - Naur Form，简称BNF）是一种形式化的语法表示方法，主要用于描述编程语言、标记语言等形式语言的语法规则。
- 符号表示
- 非终结符（Non - terminal Symbols）：通常用尖括号“< >”包围的名称来表示，如<表达式>、<语句>等。这些非终结符代表语法中的抽象结构，它们可以进一步由其他非终结符或终结符来定义。例如，在描述一个简单的编程语言语法时，<程序>是一个非终结符，它可能由一系列的<语句>组成。
- 终结符（Terminal Symbols）：是语言中实际出现的符号，如字母、数字、标点符号、关键字等。比如在C语言中，“int”、“;”、“+”等都是终结符。在BNF描述中，终结符直接出现在规则中，不需要用尖括号。
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产生式（Production Rules）：用“::=”来表示，左边是一个非终结符，右边是由非终结符和终结符组成的序列，用于定义左边非终结符的语法结构。例如，<整数> ::= <数字> | <整数><数字>，这个规则定义了“整数”这种语法结构可以是一个“数字”，也可以是一个“整数”后面跟着一个“数字”。
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语法规则示例
- 以简单的算术表达式为例，其BNF描述可能如下：
- <表达式> ::= <项> | <表达式> + <项> | <表达式> - <项>
- <项> ::= <因子> | <项> * <因子> | <项> / <因子>
- <因子> ::= (<表达式>) | <数字>
- <数字> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
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在这里，<表达式>是最顶层的非终结符，它通过一系列的产生式规则逐步细化到终结符。例如，根据规则，表达式“3 + 4*2”可以这样解析：
- 首先，“3”可以匹配<数字>，“4”也可以匹配<数字>，“2”同样匹配<数字>。
- 然后，“4*2”可以匹配<项>（因为<项>可以是<因子> * <因子>，而“4”和“2”都可以是<因子>）。
- 最后，“3 + 4*2”可以匹配<表达式>（因为<表达式>可以是<表达式> + <项>）。
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应用场景
- 编译器设计：编译器的前端（语法分析部分）需要对输入的源程序进行语法分析。BNF为编译器提供了精确的语法规则，使得编译器能够准确地判断输入的程序是否符合语法要求。例如，在C++编译器的开发中，使用BNF来描述C++语言的语法，有助于构建语法分析器来识别C++程序中的各种语句、表达式等结构。
- 语言规范定义：当设计一种新的编程语言或者标记语言（如HTML、XML等）时，BNF可以用于清晰、准确地定义语言的语法。这有助于不同的开发者和使用者理解语言的规则，并且保证语言实现的一致性。例如，在设计一种专门用于数据描述的标记语言时，可以用BNF来规定标签的格式、属性的设置等语法规则。
- 文档编写：在编写编程语言的文档时，BNF可以作为一种辅助工具，用于清晰地展示语言的语法结构。这样可以让程序员更加直观地了解如何正确地书写符合语法的代码。例如，在Python语言的官方文档中，虽然不是完全用BNF来描述语法，但部分复杂的语法结构可以用类似BNF的方式来解释，帮助用户更好地理解。