自底向上分析
编译原理-清华大学-第5章-自底向上优先分析法(2+1)
第六章自底向上优先分析方法•教学要求:了解简单优先分折法,掌握算符优先分析法的关系表的构造以及分析过程。
•教学重点:算符优先表构造及算符优先分析法。
1自底向上分析法的基本思想•从输入串开始,朝着文法的开始符号进行最左归约,直到到达文法的开始符号为止。
•工作方式:“移进-归约”方式。
2分析程序模型1)初态时栈内仅有栈底符“#”,读头指针在最左单词符号上。
2)语法分析程序执行的动作:a)移进读入一个单词并压入栈内,读头后移;b)归约检查栈顶若干个符号能否进行归约,若能,就以产生式左部替代该符号串,同时输出产生式编号;c)识别成功移进-归约的结局是栈内只剩下栈底符号和文法开始符号,读头也指向语句的结束符;d)识别失败语法分析程序语法表a+b……#输出带#3例如:有文法如下(1)S→aAcBe(2)A→b(3)A→Ab(4)B→d问:语句abbcde是不是该文法的合法语句?4•例:设文法G(S):(1) S aAcBe(2) A b(3) A Ab(4) B d 试对abbcde进行“移进-归约”分析。
bbcde bbcde b cde de deabbcde eB cA a SB A a 5成功11接受2,3,4,1##S 10归约##aAcBe 9移进2,3,4e ##aAcB 8归约e ##aAc d 7移进de ##aAc 6移进2,3cde ##aA 5归约cde ##a Ab 4移进2bcde ##aA 3归约bcde ##a b 2移进bbcde ##a 1移进abbcde ##0动作输出带输入串栈步骤移进归约的分析过程G[S]:(1)S →aAcBe(2)A →b(3)A →Ab(4)B →d 6遇到的问题:(1)如何找出进行直接归约的简单短语?(2)找出的简单短语应直接归约到哪一个非终结符?关键:确定句柄.常用的分析方法:(1)优先分析法(2)LR分析法7b db ac eSA B A d b a c e S A B A d a c eSA B a c e A B S 没有语法树如何确定句柄?86.1 自底向上优先分析法概述•基本思想:利用文法符号中相邻符号之间的优先关系(谁先规约的优先关系)找出句柄。
第四章自下而上的分析法
算符优先分析小结
优点 • 简单、效率高 简单、 • 能够处理部分二义性文法 缺点 • 文法书写限制大 • 占用内存空间大 • 不规范、存在查不到的语法错误 不规范、
5.2.4 算符优先分析中的出错处理
分析中发现语法错误: (1)栈顶终结符与下一输入符号之间不 存在任何优先关系; (2)找到某一“句柄”,但不存在右部 为此“句柄”的产生式。
• 在输入符号串中插入优先符,形成一组以 ≮ 在输入符号串中插入优先符, 为左端, 为中缀, 为右端的短语。 为左端,以≡为中缀,以≯为右端的短语。 • • • • # ≮ id ≯ + ≮ id ≯ * ≮ id ≯ # # ≮ E + ≮ E * E ≯ # # ≮ E + E ≯ # # E # • 对短语进行归约后再次插入优先符
算符优先关系表的构造
1)检查产生式,找出满足a ≡ b的终结符对; )检查产生式,找出满足a b的终结符对 的终结符对; 计算所有非终结符的两个集合 2)计算所有非终结符的两个集合 FIRSTVT( P⇒ a...或 Qa...} FIRSTVT(P)={a| P⇒+a...或P⇒+Qa...} LASTVT(P)={a| P⇒+...a或P⇒+...aQ} LASTVT( P⇒ ...a或 ...aQ} 对每条产生式P 3)对每条产生式P→X1X2…Xn,对右部的符号自左 至右进行观察(X 至右进行观察(X1X2…Xn): 对任何b 若Xi∈VT,Xi+1∈VN,则对任何b∈ FIRSTVT(X ),有 b; FIRSTVT(Xi+1),有Xi ≮ b; 对任何b LASTVT( STVT(X 若Xi∈VN,Xi+1∈VT,则对任何b∈ LASTVT(Xi), 有b ≯ Xi+1 (P92)
第六章 语法分析-自下而上分析法
一、自下而上语法分析的基本问题 1.归约: 如何判断栈顶符号的可归约性以及如何归约,是 自下而上分析的中心问题。 2.短语和句柄
如果S ⇒ αAβ and A ⇒γ,则称γ是句型 αγβ的相对于变量A的短语 * 如果S ⇒αAβ and A⇒γ,则称γ是句型 αγβ的相对于变量A的直接(简单)短语 最左直接短语叫做句柄
e
abbcde
一、自下而上语法分析的基本问题 (3)自下而上分析的关键问题
似乎移进-归约过程很简单,其实不然,在上面第5步,如果用 规则2(P → b)进行归约而不是用规则3(P → Pb)进行归约,结果 会怎么样呢? 上面的归约过程是从文法的句子abbcde开始,每一步都是把最 左直接短语(句柄)替换为相应产生式的左部符号(在步骤5时 栈顶为#aPb,此时是将b归约为P还是将Pb归约为P?由于此时对 于句型aPbcde(即栈内容+输入缓冲区内容)来说Pb是句柄,故 将Pb归约为P)。也就是说,自底向上分析的关键问题是在分析 中如何确定句柄(准确地说为可归约串),即如果知道何时在 栈顶符号串中已形成了某句型的句柄,那么就可以确定何时进 行归约。对此,不同的分析方法有不同的解决办法。这里主要 介绍算符优先及LR分析方法。
例: 移进—归约分析(Shift-reduce parsing)
要点:建立符号栈,用来纪录分析的历史和现状, 并根据所面临的状态,确定下一步动作是移 进还是归约。
输入串 # 符号栈 #
S.R.P
输入串 # 符号栈 #
S.R.P
分析过程:把输入符号串按自左向右顺序一一地 移进符号栈(一次移一个),检查栈中符号,当在栈 顶的若干符号形成当前句型的句柄时,就根据规则进 行归约,将句柄从符号栈中弹出,并将相应的非终结 符号压入栈内(即规则的左部符号),然后再检查栈 内符号串是否形成新的句柄,若有就再进行归约,否 则移进符号。分析一直进行到读到输入串的右界符为 止。最后,若栈中仅含有左界符号和识别符号,则表 示分析成功,否则失败
编译原理LR分析法
编译原理LR分析法编译原理中的LR分析法是一种自底向上的语法分析方法,用于构建LR语法分析器。
LR分析法将构建一个识别句子的分析树,并且在分析过程中动态构建并操作一种非常重要的数据结构,称为句柄(stack)。
本文将详细介绍LR分析法的原理、算法以及在实际应用中的一些技巧。
1.LR分析法的原理LR分析法是从右向左(Right to Left)扫描输入串,同时把已处理的输入串的右侧部分作为输入串的前缀进行分析的。
它的核心思想是利用句柄来识别输入串中的语法结构,从而构建分析树。
为了实现LR分析法,需要识别和操作两种基本的语法结构:可规约项和可移近项。
可规约项指的是已经识别出的产生式右部,可以用产生式左部进行规约。
可移近项指的是当前正在处理的输入符号以及已处理的输入串的右侧部分。
2.LR分析法的算法LR分析法的算法包括以下几个步骤:步骤1: 构建LR分析表,LR分析表用于指导分析器在每个步骤中的动作。
LR分析表包括两个部分:动作(Action)表和状态(Goto)表。
步骤2: 初始化分析栈(stack),将初始状态压入栈中。
步骤3:从输入串中读取一个输入符号,并根据该符号和当前状态查找LR分析表中的对应条目。
步骤4:分析表中的条目可能有以下几种情况:- 移进(shift):将输入符号移入栈中,并将新的状态压入栈中。
- 规约(reduce):将栈中符合产生式右部的项规约为产生式左部,并将新的状态压入栈中。
- 接受(accept):分析成功,结束分析过程。
- 错误(error):分析失败,报告错误。
步骤5:重复步骤3和步骤4,直到接受或报错。
3.LR分析法的应用技巧在实际应用中,为了提高LR分析法的效率和准确性,一般会采用以下几种技巧:-使用LR分析表的压缩表示:分析表中的大部分条目具有相同的默认动作(通常是移进操作),因此可以通过压缩表示来减小分析表的大小。
-使用语法冲突消解策略:当分析表中存在冲突时,可以使用优先级和结合性规则来消解冲突,以确定应该选择的操作。
自然语言理解讲义第三讲.
CS
NP N 张三 V 是 N 县长 V 派 V’ V 来
的
de 的
自顶向下分析法(14):示例
S
NP VP NP
规则: (1) SNP VP (2) NPN (3) NPCS 的 (4) CSNP V' (5) VPV NP (6) V'V V
使用规则: NPN
CS
NP N 张三 V 是 N N 县长 V 派 V’ V 来
位置不变
自顶向下分析法(23) :一种改进方法
算法 1. 选择当前状态:从可能状态列表中选择第一个状态,并称之为 C。从可能状态表中去掉C。若表为空,在算法失败。 2. 若C的符号表为空。如果位置指向句子末尾,则算法成功;如 果位置不指向句子末尾,则goto 1(回溯)。 3. 否则(若C的符号表不为空),按下面方法产生新状态: 若C的符号表的第一个符号表示词性。如果句子的下一个词具 有该词性,则通过从C的符号表中去掉该符号并调整位置指针 来构造一新状态,然后将新状态加入可能状态列表;如果句 子的下一个词不具有该词性,则goto 1。 否则,若C的第一个符号为其他非终极符,为该符号的每条重 写规则产生一新状态,然后将所有这些新状态加入可能状态 列表。 goto 1.
使用规则: NPN
NP
N 张三 V 是 N 县长 V 派 V 来 de 的
自底向上分析法(4)
规则: (1) SNP VP (2) NPN (3) NPCS 的 (4) CSNP V' (5) VPV NP (6) V'V V
使用规则: NPN
NP
N 张三 V 是
NP N 县长 V 派 V 来 de 的
2
old
3
在自底向上的语法
在自底向上的语法一、什么是自底向上的语法自底向上的语法(Bottom-Up Parsing)是一种常用的语法分析方法,用于将一个字符串根据给定语法规则转化为语法分析树。
与之相对的是自顶向下的语法分析方法,自顶向下的语法分析从根节点开始,逐步将输入的字符串分解为非终结符和终结符,直到得到语法分析树。
而自底向上的语法分析则相反,它从叶子节点开始,逐步合并成非终结符,直到得到语法分析树。
自底向上的语法分析方法通常采用的是操作符优先分析法(Operator Precedence Parsing),也称为算符优先文法。
这种分析方法可以通过构造一个算符优先关系表来进行分析,从而判断字符串是否符合给定的语法规则。
自底向上的语法分析方法适用于各种类型的语言和文法,包括正则文法、上下文无关文法等。
这种方法具有较高的灵活性和适应性,并且能够处理大型复杂的文法和语言。
二、自底向上的语法分析步骤自底向上的语法分析过程可以分为以下步骤:1. 词法分析首先,将输入的字符串进行词法分析,将其划分为一个个单词或记号(Token)。
每个单词或记号都具有一个特定的含义,表示了输入字符串中的一个基本语义单元。
2. 初始化构建一个栈(Stack)用于保存已识别的单词或记号,并初始化一个语法分析表(Parsing Table)用于记录语法规则和操作符的优先级关系。
3. 移入操作从输入的字符串中读取一个未处理的单词或记号,并将其压入栈中。
4. 归约操作不断检查栈中的记号序列是否满足某一语法规则,如果满足,则将该记号序列替换为相应的非终结符,并执行相应的语义动作。
重复这个过程,直到不能再进行归约操作。
5. 接受或错误处理如果最终栈中只剩下一个元素,且该元素为起始符号,则语法分析成功,接受输入的字符串。
如果栈中无法进行归约操作,或者最终栈中还有多余的元素,或者无法匹配到输入字符串的所有部分,则语法分析失败,进行错误处理。
三、算符优先文法算符优先文法是自底向上分析方法的代表,它以操作符的优先级和关联性为基础,构造一个优先关系表来进行分析。
自低而上的优先分析法
分析符号串abbcde是否G[S]的句子
文法G[S]: (1) S → aAcBe (2) A → b (3) A → Ab (4) B → d
S
AB
A
步骤 符号栈 输入符号串
动作
1) # 2) #a 3) #ab
4) #aA
abbcde# bbcde# bcde#
– 注意:输入串在这里是指从词法分析器送来的单词 符号组成的二元式的有限序列
–自底而上语法分析比自顶向下语法分析更有效率, 对语法的限制更少
• 工作方式:“移进-归约”方式
• 即:自左到右把输入串的符号一个一个移 进栈,在移动过程中不断查看栈顶符号串, 一旦形成某个句型的句柄时,就将此句柄 用相应的产生式左部替换(归约),若再 形成句柄,就继续替换,直到栈顶不再形 成句柄为止。然后继续移进符号,重复上 面的过程直到栈顶只剩下文法的开始符号, 输入串读完为止,这样就认为识别了一个 句子。
第六章 自底向上的优先分析法
•自底向上语法分析概述 •简单优先分析 •算符优先分析
2020/9/9
1
课前思考
◇ 什么是自下而上语法分析的策略? ◇ 什么是移进-归约分析? ◇ 移进-归约过程和自顶向下最右推导有何关系? ◇ 自下而上语法分析成功的标志是什么? ◇ 什么是可归约串? ◇ 移进-归约过程的关键问题是什么? ◇ 如何确定可归约串? ◇ 如何决定什么时候移进,什么时候归约? ◇ 什么是算符文法?什么是算符优先文法? ◇ 算符优先分析是如何识别可归约串的? ◇ 算符优先分析法的优缺点和局限性有哪些?
5) #aAb
cde#
归约(A→Ab)
6) #aA
cde#
第6章自底向上优先分析法
第6章⾃底向上优先分析法⾃底向上分析⽅法,也称移进-归约分析法,粗略地说它的实现思想是对输⼊符号串⾃左向右进⾏扫描,并将输⼊符逐个移⼊⼀个后进先出栈中,边移⼊边分析,⼀旦栈顶符号串形成某个句型的句柄时,(该句柄对应某产⽣式的右部),就⽤该产⽣式的左部⾮终结符代替相应右部的⽂法符号串,这称为归约。
重复这⼀过程直到归约到栈顶中只剩⽂法的开始符号时则为分析成功,也就确认输⼊串是⽂法的句⼦。
本章将在介绍⾃底向上分析思想基础上,着重介绍算符优先分析法。
例6.1,设⽂法G[S]为:(1)S→aAcBe(2)A→b(3)A→Ab(4)B→d对输⼊串abbcde#进⾏分析,检查该符号串是否是G[S]的句⼦。
由于⾃底向上分析的移进-归约过程是⾃顶向下最右推导的逆过程,⽽最右推导为规范推导,⾃左向右的归约过程也称为规范归约。
容易看出对输⼊串abbcde的最右推导为:S aAcBe aAcde aAbcde abbcde由此我们可以构造它的逆过程即归约过程。
先设⼀个后进先出的符号栈,并把句⼦左括号”#”号放⼊栈底。
对上述分析过程也可看成⾃底向上构造语法树的过程,每步归约都是构造⼀棵⼦树,最后当输⼊串结束时刚好构造出整个语法树。
在上述移进-归约或⾃底向上构造语法树的过程中,考虑⼏个问题:u 何时移进?u 何时归约?u 将哪个字符串归约?当⼀个⽂法⽆⼆义性时,那么它对⼀个句⼦的规范推导是唯⼀的,规范规约也必然是唯⼀的。
因⽽每次归约时要找当前句型的句柄,也就是说,任何时候栈中的符号串和剩余的输⼊串组成⼀个句型,当句柄出现在栈顶符号串中时,则可⽤句柄归约,这样⼀直归约到输⼊串只剩结束符,⽂法符号栈中只剩开始符号。
由此可见,⾃底向上分析的关键问题是在分析过程中如何确定句柄,即如何知道何时在栈顶符号串中已形成某句型的句柄。
然⽽⾃底向上的分析算法很多,我们仅在本章和第7章介绍⽬前常⽤的算符优先分析和LR类分析法。
6.1 ⾃底向上优先分析法概述优先分析法⼜可分简单优先法和算符优先分析法。
编译原理 第5章
例:有文法G(S):
S→bAb A→( B | a B→Aa ) 解:文法符号优先关系推导如下: (1) 求=· 关系: 由S→bAb , A→( B, B→Aa ) b =· A, A =· b, (=· B , A =· a, a =· )
自底向上的语法分析
• 核心问题
– 寻找可归约串。对“可归约串”概念的不同定义, 就形成了不同的自底向上的分析方法。在算符优 先分析法中我们用“最左素短语”来刻画“可归 约串”,在“规范归约”中,则用“句柄”来刻 画“可归约串”
分析方法
• 输入串:
abbcde
S → a A c B e A → A b|b B → d
S
b
>·
=· <·
>·
A
(
=·
<· <· =·
=·
<·
B
a
>·
>·
>·
>· =· =·
)
#
寻找句柄
>·
<· <·
>·
简单优先文法的定义: (1)在文法符号集中,任意两个符号之间最多只有 一种优先关系; (2)在文法中任意两个产生式没有相同的右部。
语法树结构如下:
S S S b S b
b
A b
B
b
U S0…Sj-1SjSj+1Sj+2… …Si-1SiSi+1…Sn
算符优先分析
• 我们要通过两个相邻符号SiSi+1之间的关系来找到句 柄: – SiSi+1在句柄内:必然有规则U …SiSi+1… – Si在句柄内部,但是Si+1在句柄之后:必然有规则 U …Si,且存在规范句型…USi+1…。 – 如果Si+1在句柄内,而Si在句柄外,那么必然存在 规范句型…SiU…,且U Si+1…。
自底向上设计法
自底向上设计法自底向上设计法是一种系统设计方法,它从系统的底层开始设计,逐渐向上构建,最终完成整个系统的设计。
以下是自底向上设计法的主要步骤:1. 需求分析需求分析是自底向上设计法的第一步。
在这个阶段,我们需要对系统进行需求收集和分析,明确系统需要实现的功能和性能指标。
同时,我们还需要对系统的约束条件和限制进行了解和分析。
2. 模块划分在需求分析的基础上,我们需要将系统划分为若干个模块。
模块的划分需要根据系统的需求和功能进行考虑,同时还需要考虑到模块之间的耦合度和可维护性。
3. 接口定义在模块划分的基础上,我们需要定义模块之间的接口。
接口的定义需要考虑到模块之间的数据传输和交互方式,以及模块之间的依赖关系。
4. 模块实现在接口定义完成后,我们需要开始实现每个模块的功能。
在实现过程中,需要考虑到每个模块的性能、可扩展性、可维护性和可测试性等因素。
5. 组装测试当所有模块都实现完成后,我们需要将它们组装起来进行测试。
测试的过程需要考虑到每个模块之间的交互和依赖关系,同时还需要对系统的整体性能和功能进行测试。
6. 系统调试在组装测试完成后,我们需要对系统进行调试。
调试的过程需要对系统的各个模块进行逐一排查,找到并修复系统中存在的问题和错误。
7. 系统优化当系统调试完成后,我们需要对系统进行优化。
优化的过程包括对系统的性能、可扩展性、可维护性和可测试性等方面进行改进和提升。
8. 维护升级当系统设计和实现完成后,我们需要对其进行维护和升级。
维护和升级的过程包括对系统的功能进行扩展和优化,同时还需要对系统中存在的问题和错误进行修复和升级。
总之,自底向上设计法是一种系统性、可维护性和可扩展性较好的系统设计方法。
它从系统的底层开始设计,逐渐向上构建,最终完成整个系统的设计。
这种方法能够有效地降低系统的复杂度,提高系统的可维护性和可扩展性,适用于大型、复杂系统的设计和实现。
第6章LR分析法
第6章LR分析法LR(Left to Right Rightmost)分析法,是一种自底向上的分析方法,用于构建给定文法的句子的语法树。
它是由Donald Knuth于1965年首次提出,并成为编译原理课程的重要内容之一LR分析法的核心思想是将输入的符号串从左到右进行分析,并以右边界为参考点来进行规约动作。
其中,"L"表示从左到右扫描符号串,"R"表示使用逆推的方式构建语法树,"rightmost"表示将规约动作应用于右边界才开始构建语法树。
LR分析法分为两个关键步骤:构建LR分析表和执行分析过程。
首先是构建LR分析表。
我们需要构建两个表格,即项目集规范族和LR分析表。
项目集规范族是由多个项目集构成,每个项目集是一组项目的集合。
项目是文法规则的一种特殊形式,它包含文法规则的产生式以及一个“·”,表示正在扫描的位置。
LR分析表是一个二维表,行代表项目集,列代表终结符和非终结符。
表格中的每个条目包含动作和状态信息。
接下来是执行分析过程。
分析过程中需要构建一个分析栈和一个输入缓冲区。
分析栈用来保存已经处理的符号串,输入缓冲区用来保存待处理的符号串。
在分析过程中,根据当前的状态和输入符号,查找LR分析表中的相应条目来确定下一步的动作。
根据动作的类型(移进、规约或接受),对分析栈和输入缓冲区进行相应的操作。
LR分析法的优点是可以处理任意的LR文法,而不仅仅局限于SLR或LALR文法。
它能够进行自动错误恢复,并且适用于那些上下文无关文法的语法结构分析。
然而,LR分析法也存在一些缺点。
首先,构建LR分析表需要消耗大量的时间和空间。
其次,对于一些复杂的文法,可能会出现冲突(reduce-reduce或shift-reduce冲突),需要通过手动修改文法来解决冲突。
总而言之,LR分析法是一种强大的自底向上的分析方法,能够处理广泛的文法,并提供自动错误恢复的功能。
《编译原理》第6章 (1)
…a
a >b
24
由定义直接构造:
预备知识:
定义两个集合:
+ + FIRSTVT(B)={b|B b…或B Cb…},
+ + LASTVT(B)={b|B …b或B …bC}
即最后一个终结符 即第一个终结符
25
三种优先关系的计算为: a)≡关系 条件:A…ab... A…aBb… b) <关系 条件:A…aB… bFIRSTVT(B) 结论:a<b c) >关系 条件:A…Bb… aLASTVT(B) 结论:a>b
20
定义:设G是不含产生式的算符文法,若G中任何两个终 结符号之间至多有一种优先关系存在,则G是一个算符 优先文法OPG。 注:不允许有ab、 a≡b、 ab 中的两种同时存在 要完成运算符间优先级的比较,最简单的办法是先定义 各种可能相继出现的运算符的优先级,并将其表示成矩 阵形式,即得到一个算符优先关系表。在分析过程中通 过查询矩阵元素而获得算符间的优先关系。
了解算符优先分析法的优缺点和实际应用中的局限性
2
【学习指南】
算符优先分析法是自下而上语法分析的一种,它的算
法简单、直观、易于理解,故通常作为学习其它自下 而上语法分析的基础。在学习前,应复习有关语法分 析的知识,如:什么是语言、文法、句子、句型、短 语、简单短语、句柄、最右推导、规范归约基本概念
S
A
A→Ab
最右推导 句型
abbcde
句柄 归约用规则 b A→b
S→aAcBe
aAbcde
Ab
d
A→Ab
B→d
A
A→b
B
B→d
aAcde
句法分析——CYK分析算法
句法分析——CYK分析算法
CYK(Cocke-Younger-Kasami)分析算法是一种自底向上的句法分析算法,用于判断一个句子是否符合一些给定的文法。
CYK算法的基本思想是通过动态规划的方式填充一个二维表格,表格的每个元素表示从一些位置开始的子串是否可以推导出一些非终结符。
具体步骤如下:
1.创建一个二维表格,表格的行表示子串的起始位置,列表示子串的长度。
2.初始化表格的对角线,即对于每个长度为1的子串,查看是否可以推导出一些非终结符。
3.根据文法的产生式规则,从头到尾依次填充表格的每个元素,每个元素的填充值是根据之前填充的元素和文法规则计算得出的。
4.最后,判断起始位置为0,长度为n的子串是否可以推导出文法的起始符号,即表格的第一行最后一个元素是否包含起始符号。
通过上述步骤,可以完成CYK算法的分析过程。
需要注意的是,CYK算法要求文法满足Chomsky范式,即所有产生式规则的右侧要么是单个终结符,要么是两个非终结符。
而且CYK算法只能告诉我们一个句子是否符合文法,但不能给出具体的分析树结构。
bottom up方法
bottom up方法Bottom Up方法是一种常用的问题解决思路,也被称为自底向上的方法。
它在解决问题时,从问题的最小部分开始,并将解决方案逐步扩展到更大的部分,直到解决整个问题。
下面将详细介绍Bottom Up方法的特点、应用场景以及实施步骤。
Bottom Up方法的特点在于从问题的最小部分开始解决,逐步扩展到更大的部分。
与之相对的Top Down方法则是从问题的整体出发,逐步分解为更小的子问题来解决。
Bottom Up方法强调问题的细节和局部解决方案的有效性,通过逐步整合这些局部解决方案,最终得到整体解决方案。
这种方法有助于减少问题解决过程中的复杂性,提高解决效率。
Bottom Up方法在许多领域都有广泛的应用,特别是在软件开发、系统设计和管理等方面。
在软件开发中,Bottom Up方法可以从最基础的模块开始,逐步构建更复杂的功能,最终完成整个软件系统的开发。
在系统设计中,Bottom Up方法可以从底层的硬件设备开始,逐步搭建更高层次的系统结构,确保系统的可靠性和稳定性。
在管理中,Bottom Up方法可以鼓励员工参与决策和问题解决过程,提高组织的创造力和执行力。
实施Bottom Up方法的步骤如下:1. 确定问题的整体目标:明确问题的最终目标和期望结果,为解决问题奠定基础。
2. 分解问题为更小的部分:将问题分解为更小、更具体的子问题,以便更好地理解和解决每个子问题。
3. 解决最小部分的问题:从最小的子问题开始,找到解决方案并实施。
这一步可以通过分析、实验或其他方法来完成。
4. 整合局部解决方案:将已解决的局部问题的解决方案整合起来,形成更大的解决方案。
确保各个局部解决方案之间的协调和兼容性。
5. 逐步扩展解决方案:将已整合的解决方案应用到更大的部分,继续解决更复杂的问题。
在这个过程中,需要根据实际情况进行调整和优化。
6. 检查和验证解决方案:对整体解决方案进行检查和验证,确保其满足问题的要求和目标。
3.4 自下而上分析方法
d aAbB
2014-10-5
分析过程的特点
1. 从输入串的开头依次读入(移进)单词。 2. 一旦发现可归约串(在上例中是句柄)就立即 归约。 3. 根据句柄对分析树进行修剪子树,剪去子树 的叶子。 4. 若最终能归约成文法的开始符号,则分析成 功。 5. 由于总是将句型的最左边的可归约串替换成 非终结符号,该归约方法通常得到是最右推 导的逆过程。
2014-10-5
2
自顶向下分析算法的基本思想为: 若Z S
G[Z] +
则 S L(G[Z])
否则 S L(G[Z])
存在主要问题: 左递归问题 回溯问题
主要方法: • 递归子程序法 • LL(1)分析法
自底向上分析算法的基本思想为: 若Z S
G[Z] +
则 S L(G[Z])
2014-10-5 20
假定G是一个不含ε产生式的算符文法, 对任一对终结符a,b, 定义 (1) a≐b当且仅当文法G中含有形如 P→…ab… 或 P→…aQb…的产生式; (2) a⋖b当且仅当G中含有形如 P→…aR…的产生式, + + 而R b… 或 R Qb…; (3) a⋗b当且仅当G中含有形如 P→…Rb…的产生式, + + 而R …a 或 R aQ。
3)算符优先分析的特点:
仿效四则运算过程,预先规定相邻终结符 之间的优先关系,然后利用这种优先关系 来确定句型的“句柄” ,并进行规约。
输入串 # 符号栈 # 分析程序 (优先关系矩阵)
18
4)分析器结构:
2014-10-5
概 述:
所谓算符优先分析,就是预先规定运算 符(确切地说是终结符)之间的优先关系和 结合性质,借助于这种优先关系来比较 相邻运算符的优先级,以确定句型的可 归约串并进行归约。 注意:算符优先分析不是规范归约。
自底向上和自顶向下的区别
自底向上和自顶向下的区别
用两个简单的例子说明一下:
某日小明上数学课,他的老师给了很多个不同的直角三角板让小明用尺子去量三角板的三个边,并将长度记录下来。
两个小时过去,小明完成任务,把数据拿给老师。
老师给他说,还有一个任务就是观察三条边之间的数量关系。
又是两个小时,聪明的小明连蹦带跳走进了办公室,说:“老师,我找到了,三条边之中有两条,它们的平方和约等于另外一条的平方。
”老师拍拍小明的头,“你今天学会了一个定理,勾股定理。
它就是说直角三角形有两边平方和等于第三边的平方和”。
另一个故事,某日老师告诉小明“今天要教你一个定理,勾股定理。
”小明说,“什么是勾股定理呢?”“勾股定理是说,直角三角形中有两条边的平方和等于第三边的平方。
”然后老师给了一大堆直角三角板给小明,让他去验证。
两个小时后,小明告诉老师定理是正确的.
两个故事刚好是语法分析里面对应的两个方法:第一个故事说的是自底向上的分析方法,第二个故事说的是自顶而下的分析方法。
在三维建模软件里也存在这个问题:
自底向上就是先建零件图,然后去组装装配图!三维网技术论坛; b2 c2 d( t9 G" k
自顶向下就是先建装配图,再在装配图中建零件图!
或者先建立一个总装配体的零件图,然后切割成各个零件图!
两种分析方法的根本区别是:自底向上的分析,是从具体到抽象;自顶向下的分析,是从抽象到具体。
两种分析思路恰恰又是哲学思考问题的两大方向。
可见计算机科学与哲学也是相通的.。
自顶向下和自底向上
自顶向下和自底向上
评估软件有两种不同的方法:自顶向下的评估和自底向上的评估。
在自顶向下的估算方式中,首先对软件项目某些属性的整体值(如整个项目的规模、工作量和成本)进行估算,然后根据这一估算值,软件项目在不同阶段或者软件开发活动中的属性估算值(如在需求分析阶段的工作量)就可以按照在整体工作量的百分比来确定。
例如,假设通过估算某个软件项目的总工作量是120个人月,而需求分析在整个软件项目大约占25%的比例,那么就可以估算出需求分析阶段的工作量是30个人月。
在自底向上估算方式中,首先对软件项目某些属性的部分值进行估算(如某些阶段或者某个软件开发活动的工作量和成本,或者某个软件子系统的规模),然后在此基础上进行综合和累加,得到关于软件项目某些属性整体值的估算值(比如整个软件项目的工作量、成本和规模)。
例如,如果通过分解可以将一个复杂软件系统分解为五个相对独立的子系统,而每个子系统的规模估算值分别为:10000、5000、6000、8000和12000行代码,那么整个软件项目的规模就是上述值的累加即41000行代码。
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例: G[E] E→E+E | E*E | (E) | i
Vt={+, *, (, ), i} 这是一个二义文法,要用算符优先法分析有该文法所确定的 语言句子。 如:i+i*i
(1) 先确定终结符之间的优先关系
优先关系的定义:
设 a, b 为可能相邻的终结符
23
例: 文法G[E] E::=E+T|T T::=T*F|F F::=(E)|i
1、求每个非终结符号的FIRSTVT及LASTVT
FIRSTVT
LASTVT
E {+,*,(,i}
{+.*,),i}
T {*,(,i }
{*,),i}
F {(,i}
{),i}
2、求=关系:(=)
3、求<关系:+<FIRSTVT(T),*<FITSTVT(F),(<FIRSTVT(E) 4、求>关系: LASTVT(E)>+,LASTVT(T)>*,LASTVT(E)>)
i*i# *i# *i#
i# # # # #
优先关系 动作
#<i 移进
i>+ 规约
#<+ 移进
+<i 移进
i>* 规约
+<* 移进 *<i 移进 i># 规约 *># 规约
+># 规约 接受 16
6.3.2 算符优先文法的定义
(1)算符优先文法(OPG) (2)构造优先关系矩阵 (3)算符优先分析算法的设计
构造优先关系表:
b(右栈外) +
a(右栈内)
+
.>
*
i
(
)
#
<. <. <. .> .>
*
.> .>
<. <. .> .>
i
.> .>
.> .>
(
<. <. <. <. =
)
.> .>
.> .>
#
<. <. <. <.
构造FIRSTBT(A)的算法
1)若有规则A→b…或A→Bb…(存在Ab+…或AB+ b…) 则b∈FIRSTVT(A)
•求“ <. ”、“. > ”复杂一些,需定义两个集合
FIRSTVT( B )={b|B+ b…或B+Cb…,b∈Vt, B∈Vn} LASTVT( B )={a|B+…a或B+ …aC,a∈Vt, B∈Vn}
22
•求“ .< ”、“. > ”:
若文法有规则 A→...aB... ,对任何b, b∈FIRSTVT(B) 则有:a <. b 若文法有规则 A→...Bb... ,对任何a, a∈LASTVT(B) 则有:a .> b
输入串
#
符号栈 #
S.R.P
4
符号栈 #
输入串 #
S.R.P
分析过程:把输入符号串按描述顺序一一地移进符 号栈(一次移一个),检查栈中符号,当在栈顶的若干符 号形成当前句型的句柄时,就根据规则进行规约,将句柄 从符号栈中弹出,并将相应的非终结符号压入栈内(即规 则的左部符号),然后再检查栈内符号串是否形成新的句 柄,若有就再进行规约,否则移进符号。分析一直进行到 读到输入串的右界符为止。最后,若栈中仅含有左界符号 和识别符号,则表示分析成功,否则失败。
END;
30
构造优先关系矩阵的算法
FOR 每条规则A::=x1x2…xn DO FOR i:=1 TO n-1 DO BEGIN IF xi和xi+1均为终结符,THEN 置 xi.=xi+1 IF i≤n-2,且xi和xi+2都为终结符号但 xi+1为非终结符号 THEN 置 xi=. xi+2 IF xi为终结符号xi+1为非终结符号 THEN FOR FIRSTVT(xi+1)中的每个b DO 置xi<. b IF xi为非终结符号xi+1为终结符号 THEN FOR LASTVT(xi)中的每个a DO 置a>. xi+1 END
(a)栈内符号串+ 未处理输入符号串 = 当前句型 (b)句柄都在栈顶
实际上,以上分析过程并未真正解决句柄的识别问题 8
(2)未真正解决句柄的识别.
上述分析过程的怎样识别句柄的,主要看栈顶符号串 是否形成规则的右部。
这种做法形式上是正确的,但在实际上不一定正确。 举例的分析过程可以说是一种巧合。 因为不能认为: 对句型 xuY 而言
设一个栈ST,和一个布尔数组B PROCEDARE INSERT(A,a)
IF NOT B[A,a] THEN BEGIN B[A,a]::=TRAE;把(A,a)推进ST栈; END;
29
BEGIN FOR 每个非终结符号A和终结符号a DO B[A,a]:=FALSE; FOR 每个形如A::=…a或A::=…aB的规则 DO INSERT (A,a); WHILE ST栈非空 DO BEGIN 把ST栈的栈顶弹出,记为(B,a); FOR 每条形如A::=…B的规则 DO INSERT(A,a); END OF WHILE;
对于OG算法的几点说明:
1) 运算是以中缀形式出现的 2) 可以证明,若文法为OG文法,则不会出现 两个非终结符相邻的句型。 3) 算法语言中的表达式以及大部分语言成分 的文法均是OG文法
21
(2)构造优先关系矩阵
•求 “.= ” 检查每一条规则,若有A::=…ab…或 A::=…aBb…, 则 a=.b
S→bAb b=A, A=b ,b<(,b<a,)>b,a>b,B>b A→(B | a (=B, (<A, (<(,(<a
B →Aa) A=a,a=),B>a,a>a,)>a
Sb A( Ba ) #
S
>
b
=<
<
>
A
=
=
(
<<=<
B
>
>
a
>
>=
)
>
>
#<<
=
6.3 算符优先分析(OperatorPrecedence Parsing)
分析过程如下表:
6
例:G[S]: S→aAcBe A→b
A→Ab
B→d
步骤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
符号栈 # #a
#ab #aA #aAb #aA #aAc #aAcd #aAcB #aAcBe #S #S
输入符号串 abbcde# bbcde# bcde# bcde# cde# cde# de# e# e# # # #
17
(1)算符优先文法(OPG)
算符文法(OG)的定义 若文法中无形如A→·¨BC·¨的规则,这里 B,C∈VN 则称G为OG文法,也就是算符文法。
优先关系的定义
若G是一OG文法,a,b∈VT, A,B,C∈VN 分别有以下三种情况: G中不含ε的产生式
18
1) a=. b if文法中有形如 A→·¨ab·¨或A→·¨aBb·¨ 的规则。
2)若有规则A→B…且b∈FIRSTVT(B), 则b∈FIRSTVT(A) 说明:因为B+ b…或B+ Cb…,所以有AB…+ b…或
AB… + Cb…
26
具体方法如下:
设一个栈S和一个二维布尔数组F F[A,b]=TRAE iff b∈FIRSTVT(A)
PROCEDBRE INSERT(A,b) IF NOT F[A,b] THEN BEGIN F[A,b]:=TRAE 把(A,b)推进S栈 /* b∈FIRSTVT(A) */ END
X的优先级小于Y X的优先级大于Y
1) X=. Y if文法中有形如 A→·¨XY·¨
2) X<.Y if 文法+ 中有形如 A→·¨XB·¨的规则,其中 B+ Y·¨。
3) X.>Y if 文法中有形如 A→·¨BD·¨的规则, 其中 B+ ·¨X或D* Y 。
例: G[S] S→bAb b=A, A=b ,b<(,b<a,)>b,a>b,B>b A→(B | a (=B, (<A, (<(,(<a B →Aa) A=a,a=),B>a,a>a,)>a
定义: a =. b
a的优先级等于b
a<. b a.> b
a的优先级小于b a的优先级大于b
14
2)例中文法终结符之间的优先关系可以用一个矩阵M来表示
b(右栈外) +
a(右栈内)
+
.>
*
i
(
)
#
<. <. <. .> .>
*
.> .>
<. <. .> .>
i
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.> .>
(
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步骤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
*
i
(
)
#
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