Syntaxdiagramm

Ein Syntaxdiagramm wird in der theoretischen Informatik benutzt, um die Syntax einer Regelmenge graphisch darzustellen. Insbesondere können damit formale Sprachen bis zur Klasse der kontextfreien Sprachen und damit aufgrund der Teilmengeneigenschaft auch die Syntax von Programmiersprachen in einem Syntaxdiagramm dargestellt werden.

Geschichte

Syntaxdiagramme wurden 1974 in der Definition der Programmiersprache Pascal^[1] eingesetzt, vermutlich auch schon früher.

Bausteine

Ein minimales Syntaxdiagramm besteht aus einem der Grundbausteine:

einem Terminalsymbol, gekennzeichnet durch einen Kasten mit abgerundeten Ecken
einem Nichtterminalsymbol, gekennzeichnet durch einen eckigen Kasten.^[2]

Syntaxdiagramme können zu größeren Syntaxdiagrammen zusammengesetzt werden:

ein Syntaxdiagramm kann optional gemacht werden
ein Syntaxdiagramm kann 0-mal oder öfter wiederholt werden
ein Syntaxdiagramm kann 1-mal oder öfter wiederholt werden
mehrere Syntaxdiagramme können verkettet oder hintereinandergeschaltet werden
mehrere Syntaxdiagramme können alternativ durchlaufen werden

Aus diesen Grundbausteinen und Zusammensetzungen lassen sich Syntaxdiagramme konstruieren, die gleichmächtig zu kontextfreien Grammatiken sind.

Eigenschaften

Jedes Syntaxdiagramm hat einen Eingang und einen Ausgang, die durch Linien verbunden sind. Die Linien haben eine Richtung.

Umsetzung der EBNF in ein Syntaxdiagramm

Übersetzung einer EBNF in ein Syntaxdiagramm

Jede Erweiterte Backus-Naur-Form (EBNF) kann mithilfe der nebenstehenden Grafik eins zu eins in ein Syntaxdiagramm umgewandelt werden.

Beispiel

Natürliche Zahlen als Syntaxdiagramm (führende Nullen möglich)

Das Bild zeigt, wie die natürlichen Zahlen im Dezimalsystem geschrieben werden.

Verwendung

In weiten Teilen der Informatik werden Grammatiken textuell beschrieben, insbesondere in Dokumenten, deren Zielgruppe mit formalen Schreibweisen von Grammatiken vertraut ist. In Dokumenten mit größeren Zielgruppen können Syntaxdiagramme verwendet werden, um die Grammatikregeln anschaulicher darzustellen.

Beispiele:

Der Standard für JSON^[3]
Das Handbuch zu Pascal^[1]

Weblinks

Commons: Syntaxdiagramm – Sammlung von Bildern

Regeln zur Umsetzung von Grammatikregeln in Syntaxdiagramme

Einzelnachweise

↑ ^a ^b PASCAL User Manual and Report, Kathleen Jensen, Niklaus Wirth, 1974, Springer-Verlag, ISBN 3-540-06950-X
↑ Niklaus Wirth: Compilerbau (= Leitfäden der angewandten Mathematik und Mechanik (LAMM). Band 36). 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. B. G. Teubner, Stuttgart 1984, ISBN 3-519-22338-4, 3. Syntax Graphen, S. 21: A5. Ist ein Element ein nicht-terminales Symbol A, so wird es durch ein Rechteck eingefasst. [… Zeichnung …] A6. Ist ein Element ein Terminalsymbol s, so wird es durch einen Kreis gekennzeichnet. [… Zeichnung …]
↑ https://www.ecma-international.org/publications-and-standards/standards/ecma-404/

[pascal-1974-1] PASCAL User Manual and Report, Kathleen Jensen, Niklaus Wirth, 1974, Springer-Verlag, ISBN 3-540-06950-X

[compilerbau-2] Niklaus Wirth: Compilerbau (= Leitfäden der angewandten Mathematik und Mechanik (LAMM). Band 36). 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. B. G. Teubner, Stuttgart 1984, ISBN 3-519-22338-4, 3. Syntax Graphen, S. 21: A5. Ist ein Element ein nicht-terminales Symbol A, so wird es durch ein Rechteck eingefasst. [… Zeichnung …] A6. Ist ein Element ein Terminalsymbol s, so wird es durch einen Kreis gekennzeichnet. [… Zeichnung …]

[3] ttps://www.ecma-international.org/publications-and-standards/standards/ecma-404/

[1]

[2]

[3]