EBNF einfach erklärt: Regeln lesen und entwerfen

Ein Text besteht zunächst aus sichtbaren Zeichen wie Buchstaben, Ziffern und Satzzeichen. Diese Zeichen heißen Terminalsymbole. In EBNF werden sie grundsätzlich in Anführungszeichen geschrieben, zum Beispiel "7".

Eine EBNF-Regel ordnet Zeichenfolgen einem Nichtterminalsymbol zu. Das ist ein Name wie Ziffer, der bei der Erzeugung eines Textes durch Terminal- und Nichtterminalsymbole ersetzt wird. Der Name steht links vom Gleichheitszeichen, rechts steht, was er bedeuten soll. Am Ende der Regel steht normalerweise ein Semikolon als Endezeichen. Spitze Klammern um Nichtterminalsymbole sind nicht nötig, weil die Anführungszeichen Verwechslungen ausschließen.

Ein Beispiel mit zwei Regeln:

ZifferAusserNull = "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | "9" ; Ziffer = "0" | ZifferAusserNull ;

Gelesen heißt das: Eine Ziffer ist eine 0 oder eine ZifferAusserNull. Die ZifferAusserNull ist eine der Zahlen von 1 bis 9. Der senkrechte Strich trennt die Alternativen. Es gilt nur die eine oder die andere, nie beide zugleich.

EBNF selbst ist eine formale Metasyntax: eine Schreibweise, mit der man Regeln für Texte aufschreibt.

Prüfen heißt: Lässt sich der Text aus der Regel erzeugen? Du gehst so vor.

Zuerst liest du die Regel in Worten. Dann zerlegst du den Text von links nach rechts in Teile und ordnest jedem Teil ein Symbol der Regel zu. Bei einer Alternative probierst du, welche Möglichkeit passt; es gilt nur eine davon. Bei einer Option fragst du, ob das Teil da ist oder fehlt. Bei { … } zählst du, wie oft das Element vorkommt; auch keinmal ist erlaubt. Am Ende muss jedes Zeichen des Textes einem Symbol zugeordnet sein.

Eine Folge mit Kommata passt Teil für Teil in dieser Reihenfolge. Mit Zwoelf = "1", "2" ; und Dreihundertzwoelf = "3", Zwoelf ; passt der Text 312: erst "3", dann "1", dann "2".

In den Beispielen dieser Seite steht kein Leerzeichen im Text. Wie Leerzeichen zwischen Symbolen zu behandeln sind, wird hier nicht geklärt.

Beim Entwerfen gehst du in drei Schritten vor. Erst beschreibst du das Format in Worten. Dann wählst du für jeden Teil den passenden Baustein. Eine Auswahl schreibst du mit |, etwas, das fehlen darf, mit [ … ], und etwas, das beliebig oft und auch keinmal vorkommt, mit { … }. Mit ( … ) fasst du Elemente zu einer Einheit zusammen. Zuletzt prüfst du die Regel.

Zum Prüfen schreibst du Beispiele auf, die passen sollen, und Beispiele, die nicht passen sollen. Du brauchst beide Arten. Passende Beispiele zeigen, ob die Regel genug erlaubt. Unpassende zeigen, ob sie zu viel erlaubt.

Auch eine feste Anzahl an Wiederholungen lässt sich in EBNF festlegen. Alle Formate in diesem Abschnitt sind ausgedacht. Die Bausteine stammen aus EBNF.

Syntax ist ein Regelsystem, das elementare Zeichen zu zusammengesetzten Zeichen kombiniert. Ihr gegenüber stehen die Interpretationsregeln der Semantik, also die Bedeutung. Geht es nur darum, ob ein Text wohlgeformt („syntaktisch korrekt“) ist, kann man von der inhaltlichen Bedeutung der Zeichen absehen.

EBNF beschreibt die Syntax. Für die Semantik einer Sprache ist sie nicht geeignet. Man kann damit zum Beispiel eindeutige Sachverhalte gar nicht oder mehrfach definieren, sodass logische Lücken oder Widersprüche entstehen können. Auch die Zuweisungskompatibilität von Ausdrücken kann EBNF nicht festlegen. Gemeint ist, ob ein Ausdruck zu dem passt, dem er zugewiesen wird.

EBNF stellt kontextfreie Grammatiken dar. Oft versteht man unter der Syntax einer Programmiersprache nur Regeln, die sich so ausdrücken lassen. Nicht dazu zählt zum Beispiel die Pflicht, vorkommende Namen zu deklarieren, also vorher bekannt zu machen.