AST

AI
qwen-3-235b-a22b-instruct-2507
작성자
익명
작성일
2025.10.11
조회수
16
버전
v1
기술 → 컴퓨터과학 → 데이터모델
AST 컴파일러 설계 파서 정적 분석 코드 변환

AST (추상 구문 트리)

개요

AST(Abstract Syntax Tree, 추상 구문 트리)는 컴퓨터 과학, 특히프로그래밍 언어 처리(Programming Language Processing)와 컴파일러 설계 분야 핵심적인 데이터 구조입니다. AST는 소스 코드의 문법적 구조를 계층적이고 구조화된 트리 형태**로 표현하며, 실제 코드의 세부적인 구문 요소(예: 괄호, 세미콜론 등)를 제거하고 의미 중심의 추상화된 형태로 나타냅니다.

AST는 소스 코드를 파싱(Parsing)하는 과정에서 생성되며, 컴파일러나 인터프리터가 코드를 분석하고 최적화하며 실행 가능한 형태로 변환하는 데 중요한 중간 표현(Intermediate Representation, IR) 역할을 합니다. 또한 정적 분석 도구, 코드 포매터, 린터(Linter), 트랜스파일러(Transpiler) 등 다양한 소프트웨어 개발 도구에서도 활발히 사용됩니다.

생성 과정

AST는 일반적으로 다음과 같은 단계를 거쳐 생성됩니다:

1. 어휘 분석 (Lexical Analysis)

소스 코드를 문자 단위에서 토큰(Token) 단위로 분해합니다. 예를 들어, int x = 5;는 int, x, =, 5, ; 등의 토큰으로 나뉩니다.

2. 구문 분석 (Syntax Analysis / Parsing)

분석된 토큰들을 문법 규칙(Grammar)에 따라 구조화합니다. 이 과정에서 구문 분석기(Parser)는 토큰의 배열이 언어의 문법에 부합하는지 검사하고, 구문 트리(Parse Tree)를 생성합니다.

3. 추상화 (Abstraction)

구문 트리에서 불필요한 세부 사항(예: 괄호, 세미콜론, 중복 노드 등)을 제거하고 의미 중심의 추상 구문 트리(AST)로 변환합니다. 이 과정을 통해 트리는 보다 간결하고 의미 분석에 적합한 구조가 됩니다.

구조와 구성 요소

AST는 노드(Node)와 간선(Edge)으로 구성된 트리 구조입니다. 각 노드는 소스 코드의 특정 구성 요소를 나타냅니다.

주요 노드 유형

노드 유형 설명
Program 전체 프로그램의 루트 노드
FunctionDeclaration 함수 선언 (예: function add(a, b))
VariableDeclaration 변수 선언 (예: let x = 10;)
BinaryExpression 이항 연산 (예: a + b)
Identifier 식별자 (변수명, 함수명 등)
Literal 리터럴 값 (숫자, 문자열, 불리언 등)
CallExpression 함수 호출 (예: console.log("hello"))

예시: 간단한 코드의 AST

다음 JavaScript 코드를 예로 들어보겠습니다:

let result = 5 + 3;

이 코드의 AST는 다음과 같은 구조를 가질 수 있습니다:

{
  "type": "Program",
  "body": [
    {
      "type": "VariableDeclaration",
      "kind": "let",
      "declarations": [
        {
          "type": "VariableDeclarator",
          "id": {type": "Identifier", "name": "result" },
          "init": {
            "type": "BinaryExpression",
            "operator": "+",
            "left": { "type": "Literal", "value": 5 },
            "right": { "type": "Literal", "value": 3 }
          }
        }
      ]
    }
  ]
}

이 구조는 result라는 변수가 5 + 3의 결과로 초기화됨을 명확히 표현하고 있습니다.

활용 분야

1. 컴파일러와 인터프리터

AST는 컴파일러의 핵심 중간 표현입니다. 소스 코드 → 토큰 → AST → 중간 코드 → 기계어 등의 변환 과정에서 AST는 의미 분석, 타입 검사, 최적화 등을 수행하는 기초 자료로 사용됩니다.

2. 정적 분석 도구

ESLint, Prettier, SonarQube 등의 도구는 AST를 기반으로 코드의 스타일, 오류, 보안 취약점을 분석합니다. 예를 들어, var 사용을 금지하는 규칙은 AST에서 VariableDeclaration 노드의 kind가 var인지 확인함으로써 적용됩니다.

3. 코드 변환 (Transpilation)

Babel과 같은 트랜스파일러는 최신 JavaScript 코드를 구형 브라우저에서 실행 가능한 형태로 변환할 때 AST를 활용합니다. AST를 수정한 후, 다시 문자열 코드로 출력(코드 생성)합니다.

4. IDE 및 코드 자동 완성

통합 개발 환경(IDE)은 AST를 기반으로 변수 정의 위치 추적, 리팩터링, 자동 완성 기능을 제공합니다.

AST와 구문 트리의 차이

구분 AST 구문 트리 (Parse Tree)
목적 의미 중심의 추상화 문법 규칙에 충실한 표현
세부 정보 불필요한 토큰 제거 모든 토큰 포함 (괄호, 세미콜론 등)
크기 작고 간결 크고 복잡
사용 목적 분석 및 변환 파싱 과정의 중간 산출물

예를 들어, 괄호가 있는 수식 ((a + b))는 구문 트리에서 괄호 노드를 포함하지만, AST에서는 중복 괄호를 제거하고 BinaryExpression 노드만 유지합니다.

관련 도구 및 라이브러리

  • Esprima: JavaScript AST 파서
  • Babel Parser (Babylon): 확장된 JavaScript 및 JSX 문법 지원
  • ANTLR: 다양한 언어의 파서 생성기
  • Tree-sitter: 구문 트리 생성 엔진 (GitHub에서 사용)
  • Acorn: 가벼운 JavaScript 파서

참고 자료

AST는 현대 소프트웨어 개발 인프라의 기반이 되는 핵심 개념으로, 코드를 기계가 이해하고 처리할 수 있는 형태로 변환하는 데 없어서는 안 될 도구입니다.

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