上昇型・下降型構文解析法とは？違いや特徴をわかりやすく解説

上昇型構文解析法と下降型構文解析法は、コンパイラやインタプリタにおいてソースコードの文法構造を解析するための代表的な手法です。どちらも構文解析（パース）を行う方法ですが、解析の進め方や得意とする文法の種類に大きな違いがあります。本記事では、それぞれの仕組みや特徴、メリット・デメリットをSEOを意識して詳しく解説します。

構文解析法とは

構文解析法とは、字句解析で分割されたトークン列が、あらかじめ定義された文法規則に従って正しい構造になっているかを判定し、構文木（構文解析木）を生成する処理です。構文解析は、プログラムの意味解析やコード生成の前段階として非常に重要な役割を担っています。

下降型構文解析法の概要

下降型構文解析法（Top-Down Parsing）は、文法の開始記号から解析を始め、入力トークン列に向かって文法規則を展開していく手法です。構文木の「根」から「葉」へと解析を進めるため、トップダウン方式と呼ばれます。

代表的な下降型構文解析法

• 再帰下降構文解析
• LL解析（LL(1)解析など）

下降型構文解析法のメリット

• 仕組みがシンプルで理解しやすい
• 手書き実装が容易
• 構文エラーの位置を比較的早く検出できる

下降型構文解析法のデメリット

• 左再帰を含む文法を扱えない
• 文法の書き換えが必要になる場合がある

上昇型構文解析法の概要

上昇型構文解析法（Bottom-Up Parsing）は、入力トークン列の末端から解析を開始し、部分構文を順にまとめながら文法の開始記号へ到達する手法です。構文木の「葉」から「根」へ向かって構築するため、ボトムアップ方式とも呼ばれます。

代表的な上昇型構文解析法

• LR解析
• SLR解析
• LALR解析

上昇型構文解析法のメリット

• 左再帰を含む文法を扱える
• より広範な文法に対応可能
• 実用的なプログラミング言語の多くで採用されている

上昇型構文解析法のデメリット

• 解析表が複雑で理解が難しい
• 手作業での実装には不向き

上昇型と下降型の違いを比較

比較項目	下降型構文解析法	上昇型構文解析法
解析方向	開始記号 → トークン	トークン → 開始記号
左再帰文法	不可	可
実装の難易度	低い	高い
主な用途	小規模言語、学習用途	実用的なコンパイラ

使い分けのポイント

構文解析法の選択は、対象となる文法の複雑さや開発目的によって異なります。学習目的やシンプルな文法であれば下降型構文解析法が適しています。一方、実務で使用されるプログラミング言語や複雑な文法を扱う場合は、上昇型構文解析法が選ばれることが一般的です。

まとめ

上昇型・下降型構文解析法は、それぞれ異なるアプローチで文法構造を解析する重要な技術です。下降型は理解しやすく実装が簡単、上昇型は複雑な文法に強いという特徴があります。コンパイラや言語処理系を理解するうえで、両者の違いを押さえておくことは非常に重要です。

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