如何解决Grammar Kit中自定义语言BNF的嵌套表达式解析问题？

我在为IntelliJ插件编写自定义语言的BNF规则时，遇到了嵌套表达式的优先级冲突问题。自定义语言包含二元运算表达式和数组引用表达式，最初写的BNF规则如下：

{
  extends(".*_expr")=expr
  tokens=[
    id="regexp:[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*"
    number="regexp:[0-9]+"
  ]
}

expr ::=  binary_expr| array_ref_expr | const_expr

const_expr ::= number
binary_expr ::= expr '+' expr
array_ref_expr ::= id '[' expr ']'

解析a[1+1]时会报错：

']' expected, got '+'

调试后发现，数组引用表达式的优先级设置导致括号内无法识别二元运算；但如果交换优先级，又无法正确解析a[1]+1这类需要先算数组引用再算加法的表达式。调整优先级或结合性都无法同时适配两种场景。

解决方案：拆分表达式层级明确优先级 #

核心思路是通过分层定义表达式，让数组引用的优先级高于二元运算，同时允许括号内的表达式包含所有运算类型。修改后的BNF规则如下：

{
  extends(".*_expr")=expr
  tokens=[
    id="regexp:[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*"
    number="regexp:[0-9]+"
  ]
}

# 最顶层表达式，包含所有运算类型
expr ::= binary_expr | array_ref_expr | primary_expr

# 二元运算：优先级低于数组引用，右操作数限定为基础表达式
binary_expr ::= expr '+' primary_expr

# 数组引用：基于基础表达式定义，括号内支持任意表达式
array_ref_expr ::= primary_expr '[' expr ']'

# 基础表达式：最高优先级单元，包含常量、标识符、括号包裹的完整表达式
primary_expr ::= const_expr | id | '(' expr ')'

const_expr ::= number

规则说明：

• primary_expr：作为最高优先级的基础单元，包含常量、标识符，以及用括号包裹的任意表达式——这保证了a[1+1]中括号内的1+1能被完整解析为合法表达式。
• array_ref_expr：基于primary_expr定义，意味着数组引用只能作用于基础表达式（比如id或括号表达式），同时括号内可以是任意expr（包括二元运算），解决了嵌套运算的解析问题。
• binary_expr：定义为expr '+' primary_expr，确保二元运算的优先级低于数组引用——解析a[1]+1时，会先处理a[1]（属于primary_expr层级），再处理加法，符合运算顺序预期。

修改后两种场景的表达式都能被正确解析：

• a[1+1]：括号内的1+1被完整识别为expr，外层数组引用正常解析；
• a[1]+1：先解析a[1]作为加法左操作数，再处理右侧的1，运算顺序正确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者G. Seinfeld