ต้นไม้วิเคราะห์หรือต้นไม้การวิเคราะห์^{[ 1 ]} (เรียกอีกอย่างว่าต้นไม้การอนุมานหรือต้นไม้ไวยากรณ์รูปธรรม ) คือต้นไม้ ที่มีลำดับและมีราก ซึ่งแสดง โครงสร้าง ทางไวยากรณ์ของสตริงตามไวยากรณ์แบบไร้บริบทคำว่าต้นไม้วิเคราะห์นั้นใช้กันเป็นหลักในภาษาศาสตร์เชิงคำนวณในไวยากรณ์เชิงทฤษฎี คำว่าต้นไม้ไวยากรณ์ นั้น ใช้กันทั่วไปมากกว่า

แผนผังไวยากรณ์แบบรูปธรรมสะท้อนไวยากรณ์ของภาษาอินพุต ทำให้แตกต่างจากแผนผังไวยากรณ์แบบนามธรรมที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และต่างจากแผนภาพประโยค Reed-Kelloggที่ใช้ในการสอนไวยากรณ์ แผนผังการวิเคราะห์ไวยากรณ์ไม่ได้ใช้รูปทรงสัญลักษณ์ที่แตกต่างกันสำหรับส่วนประกอบ ประเภท ต่างๆ

โดยทั่วไปแล้ว แผนผังการวิเคราะห์ประโยคจะถูกสร้างขึ้นโดยอาศัยความสัมพันธ์เชิงองค์ประกอบของไวยากรณ์เชิงองค์ประกอบ ( ไวยากรณ์โครงสร้างวลี ) หรือความสัมพันธ์เชิงการพึ่งพาของไวยากรณ์เชิงการพึ่งพาสามารถสร้างแผนผังการวิเคราะห์ประโยคสำหรับประโยคในภาษาธรรมชาติ (ดูการประมวลผลภาษาธรรมชาติ ) รวมถึงระหว่างการประมวลผลภาษาคอมพิวเตอร์ เช่นภาษาโปรแกรม

แนวคิดที่เกี่ยวข้องคือเครื่องหมายวลีหรือP-markerตามที่ใช้ในไวยากรณ์เชิงกำเนิดแบบแปลงรูปเครื่องหมายวลีคือการแสดงออกทางภาษาที่ทำเครื่องหมายตามโครงสร้างวลี ซึ่งอาจนำเสนอในรูปแบบของต้นไม้หรือเป็นการแสดงออกในวงเล็บ เครื่องหมายวลีถูกสร้างขึ้นโดยการใช้กฎโครงสร้างวลีและตัวมันเองก็อยู่ภายใต้กฎการแปลงรูปเพิ่มเติม^{[ 2 ]}ชุดของต้นไม้การวิเคราะห์ที่เป็นไปได้สำหรับ ประโยค ที่กำกวมทางไวยากรณ์เรียกว่า "ป่าการวิเคราะห์" ^{[ 3 ]}

รูปแบบของ parse tree ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2422 ในหนังสือBegriffsschriftของGottlob Frege ^{[ 4 ]}

ต้นไม้วิเคราะห์ประกอบด้วยโหนดและกิ่ง^{[ 5 ]}ในภาพ ต้นไม้วิเคราะห์คือโครงสร้างทั้งหมด เริ่มต้นจาก S และสิ้นสุดที่โหนดใบแต่ละโหนด (John, ball, the, hit) ในต้นไม้วิเคราะห์ แต่ละโหนดจะเป็นโหนดราก โหนด กิ่งหรือ โหนด ใบ ก็ได้ ในตัวอย่างข้างต้น S เป็นโหนดราก NP และ VP เป็นโหนดกิ่ง ในขณะที่ John, ball, the และ hit เป็นโหนดใบทั้งหมด

โหนดอาจเรียกได้ว่าเป็นโหนดแม่และโหนดลูก โหนดแม่คือโหนดที่มีโหนดอื่นอย่างน้อยหนึ่งโหนดเชื่อมโยงอยู่โดยกิ่งก้านสาขาใต้โหนดนั้น ในตัวอย่าง S เป็นโหนดแม่ของทั้ง NP และ VP โหนด ลูกคือโหนดที่มีโหนดอย่างน้อยหนึ่งโหนดอยู่เหนือโหนดนั้นโดยตรงและเชื่อมโยงอยู่โดยกิ่งก้านสาขาของต้นไม้ ในตัวอย่างของเราอีกครั้ง Ht เป็นโหนดลูกของ V

ฟังก์ชันที่ไม่ใช่เทอร์มินัลคือฟังก์ชัน (โหนด) ที่เป็นรากหรือกิ่งในต้นไม้การวิเคราะห์ไวยากรณ์ ในขณะที่ฟังก์ชันเทอร์มินัลคือฟังก์ชัน (โหนด) ในต้นไม้การวิเคราะห์ไวยากรณ์ที่เป็นใบ

สำหรับต้นไม้ไบนารี (ซึ่งแต่ละโหนดแม่มีโหนดลูกโดยตรงสองโหนด) จำนวนต้นไม้วิเคราะห์ที่เป็นไปได้สำหรับประโยคที่มีnคำ จะกำหนดโดยเลขคาตา ลัน ${\displaystyle C_{n}}$

แผนผังโครงสร้างประโยคแบบ อิงองค์ประกอบ (constituency-based parse tree) ของไวยากรณ์แบบอิงองค์ประกอบ ( ไวยากรณ์โครงสร้างวลี ) จะแยกความแตกต่างระหว่างโหนดปลายทางและโหนดที่ไม่ใช่ปลายทางโหนดภายในจะถูกกำหนดป้ายกำกับด้วย หมวดหมู่ ที่ไม่ใช่ปลายทางของไวยากรณ์ ในขณะที่โหนดใบจะถูกกำหนดป้ายกำกับด้วย หมวด หมู่ปลายทางภาพด้านล่างแสดงแผนผังโครงสร้างประโยคแบบอิงองค์ประกอบ ซึ่งแสดงโครงสร้างทางไวยากรณ์ของประโยคภาษาอังกฤษว่า "John hit the ball"

แผนผังการวิเคราะห์ไวยากรณ์ (parse tree) คือโครงสร้างทั้งหมด เริ่มต้นจาก S และสิ้นสุดที่โหนดใบแต่ละโหนด ( John , hit , the , ball ) ตัวย่อที่ใช้ในแผนผังมีดังนี้:

• S ย่อมาจากsentenceซึ่งเป็นโครงสร้างระดับบนสุดในตัวอย่างนี้

• NP ย่อมาจากNoun Phrase (วลีคำนาม ) NP แรก (ซ้ายสุด) ซึ่งเป็นคำนามเดี่ยวคือJohnทำหน้าที่เป็นประธานของประโยค ส่วน NP ตัวที่สองเป็นกรรมของประโยค

• VP ย่อมาจากverb phraseซึ่งทำหน้าที่เป็นภาคแสดง

• V ย่อมาจากverb ; ในกรณีนี้คือกริยาที่ต้องการกรรม คือhit

• D ย่อมาจากdeterminer (คำนำหน้าคำนาม ) ในกรณีนี้คือdefinite article (คำนำหน้าคำนามชี้เฉพาะ ) the

• N ย่อมาจากคำนามในกรณีนี้คือลูกบอล

แต่ละโหนดในต้นไม้จะเป็นโหนดราก โหนด กิ่งหรือโหนดใบ^[ก]โหนดรากคือโหนดที่ไม่มีกิ่งอยู่ด้านบน ในประโยคหนึ่งจะมีโหนดรากเพียงโหนดเดียวเท่านั้น โหนดกิ่งคือโหนดแม่ที่เชื่อมต่อกับโหนดลูกสองโหนดขึ้นไป ส่วนโหนดใบคือโหนดสุดท้ายที่ไม่ครอบงำโหนดอื่นๆ ในต้นไม้ S คือโหนดราก NP และ VP คือโหนดกิ่ง และJohn (N), hit (V), the (D) และball (N) ล้วนเป็นโหนดใบ ใบเหล่านี้คือโทเค็นคำศัพท์ของประโยค โหนดแม่คือโหนดที่มีโหนดอื่นอย่างน้อยหนึ่งโหนดเชื่อมโยงด้วยกิ่งอยู่ด้านล่าง ในตัวอย่าง S เป็นโหนดแม่ของทั้ง N และ VP โหนดลูกคือโหนดที่มีโหนดอย่างน้อยหนึ่งโหนดอยู่เหนือมันโดยตรงซึ่งเชื่อมโยงด้วยกิ่งของต้นไม้ จากตัวอย่างhitเป็นโหนดลูกของ V บางครั้งคำว่าแม่และลูกสาวก็ถูกใช้เพื่ออธิบายความสัมพันธ์นี้เช่นกัน

ต้นไม้วิเคราะห์ตามการพึ่งพาของไวยากรณ์การพึ่งพา^{[ 7 ]}มองว่าโหนดทั้งหมดเป็นเทอร์มินัล ซึ่งหมายความว่าไม่ยอมรับความแตกต่างระหว่างหมวดหมู่เทอร์มินัลและไม่ใช่เทอร์มินัล โดยเฉลี่ยแล้วจะง่ายกว่าต้นไม้วิเคราะห์ตามองค์ประกอบเนื่องจากมีโหนดน้อยกว่า ต้นไม้วิเคราะห์ตามการพึ่งพาสำหรับประโยคตัวอย่างข้างต้นมีดังนี้:

แผนผังการวิเคราะห์ประโยคนี้ขาดหมวดหมู่ของวลี (ประธาน, วลีกริยา และคำนาม) ที่พบในแผนผังแบบอิงโครงสร้างข้างต้น เช่นเดียวกับแผนผังแบบอิงโครงสร้าง แผนผัง นี้ยอมรับโครงสร้างขององค์ประกอบ แผนผังย่อยที่สมบูรณ์ใดๆ ของแผนผังหลักถือเป็นองค์ประกอบ ดังนั้น แผนผังการวิเคราะห์ประโยคแบบอิงความสัมพันธ์นี้จึงยอมรับคำนามประธาน"John"และวลีคำนามกรรม " the ball"เป็นองค์ประกอบเช่นเดียวกับแผนผังการวิเคราะห์ประโยคแบบอิงโครงสร้าง

ความแตกต่างระหว่างโครงสร้างไวยากรณ์แบบองค์ประกอบกับโครงสร้างไวยากรณ์แบบพึ่งพาอาศัยกันนั้นมีความสำคัญอย่างกว้างขวาง ส่วนโครงสร้างทางไวยากรณ์เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับแผนผังการวิเคราะห์ไวยากรณ์แบบองค์ประกอบนั้นจำเป็นหรือเป็นประโยชน์หรือไม่นั้น ยังเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่

ตัวบ่งชี้วลี หรือ P-markers ถูกนำมาใช้ในไวยากรณ์เชิงกำเนิดแบบแปลงรูป ยุคแรก ซึ่งพัฒนาโดยโนม ชอมสกีและคนอื่นๆ ตัวบ่งชี้วลีที่แสดงถึงโครงสร้างเชิงลึกของประโยคถูกสร้างขึ้นโดยการใช้กฎโครงสร้างวลีจากนั้น การประยุกต์ใช้ดังกล่าวอาจได้รับการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม

ตัวบ่งชี้วลีอาจแสดงในรูปแบบของแผนผังต้นไม้ (ดังเช่นในส่วนข้างต้นเกี่ยวกับแผนผังการวิเคราะห์ตามองค์ประกอบ ) แต่บ่อยครั้งจะแสดงในรูปแบบของ "นิพจน์ในวงเล็บ" ซึ่งใช้พื้นที่ในหน่วยความจำน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น นิพจน์ในวงเล็บที่สอดคล้องกับแผนผังการวิเคราะห์ตามองค์ประกอบที่แสดงข้างต้น อาจมีลักษณะดังนี้:

${\displaystyle [_{S}\ [_{\mathit {N}}\ {\text{John}}]\ [_{\mathit {VP}}\ [_{V}\ {\text{hit}}]\ [_{\mathit {NP}}\ [_{\mathit {D}}\ {\text{the}}]\ [_{N}\ {\text{ball}}]]]]}$

เช่นเดียวกับโครงสร้างต้นไม้ การสร้างนิพจน์ดังกล่าวอย่างแม่นยำและปริมาณรายละเอียดที่แสดงนั้นอาจขึ้นอยู่กับทฤษฎีที่นำมาใช้และประเด็นที่ผู้ตั้งคำถามต้องการอธิบาย

• ชิสเวลล์, เอียน; ฮอดจ์ส, วิลฟรีด (12 กรกฎาคม 2550). ตรรกศาสตร์ทางคณิตศาสตร์ . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด . ISBN 9780199215621.

• ตัวแก้ไขแผนผังไวยากรณ์
• ตัวสร้างแผนผังภาษาศาสตร์
• phpSyntaxTree – เว็บไซต์วาดแผนผังโครงสร้างไวยากรณ์ออนไลน์
• phpSyntaxTree (Unicode) – เว็บไซต์วาดแผนผังโครงสร้างไวยากรณ์ออนไลน์ (เวอร์ชันปรับปรุงที่รองรับ Unicode)
• rSyntaxTreeเวอร์ชันปรับปรุงของ phpSyntaxTree ในภาษา Ruby พร้อมรองรับ Unicode และกราฟิกแบบเวกเตอร์
• Qtree – แพ็กเกจ LaTeXสำหรับวาดแผนผังโครงสร้างประโยค (parse tree)
• ซอฟต์แวร์วาดแผนผังไวยากรณ์ TreeForm
• บทนำเชิงภาพเกี่ยวกับโครงสร้างต้นไม้การวิเคราะห์ (Parse Tree)บทนำและการแปลง
• บทนำเกี่ยวกับการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของตัวแปร (คริสโตเฟอร์ แมนนิง) จาก OpenCourseOnline
• แท็กส่วนประกอบของ Penn Treebank II