编译原理 4.2自底向上的语法分析(3)
自底向上的语法分析解读
程序4-4 简单优先分析驱动程序
int parser(void){ int i=0,k=0,r;stack[0]='#'; r=a[k++]; do{ int j,LeftSide; while(!IsHigherThan(stack[i],r)) {stack[++i]=r;r=a[k++];} j=i; while(! IsLowerThan (stack[j-1], stack[j])) j--; LeftSide= RightSideOfAProduction (stack[j],stack[i],i-j+1); if(LeftSide){ /*LeftSide!=0 means the production exists */ i=j;stack[i]=LeftSide; }else /* There is no production which matches the right side */ if(i==2 && r=='#' && stack[i] == STARTSYSBOL) return SUCCESS; else return ERROR; } while (1); } /* end of parser */
与的句柄之间的关系必有下述情况之一: A A
A
… … s t ... … … s t … ... … … s t … ... 1. s在句柄中, 3. s不在句柄中,而t 2. s与t均在句 而t不在句柄中 在句柄中 柄中 对于上述情况,我们规定, 情况1: s>t; 情况2: s=t; 情况3: s<t 另外,还有一种情况,就是s和t均不在句柄中,那么一定存在某句 型使得它们进入上述三种情况之一.
编译原理自底向上优先分析法
其他领域中的应用实例
形式语言理论
自底向上优先分析法在形式语言理论中可用于研究语言的性质和结构,如文法分类、自动机理论等。
人工智能
自底向上优先分析法在人工智能领域中可用于知识表示、推理和问题求解等方面,如专家系统、智能 规划等。
06 总结与展望
总结
01
优先分析法是一种编译原理中的语法分析方法,它按照一 定的优先级规则,从左到右、从底向上地构建语法树。这 种方法在编译器设计中具有广泛的应用,能够有效地处理 表达式的语法和语义问题。
其他领域
除了编译器设计和自然语言处理领域,自底向上 优先分析法还可以应用于其他需要处理和分析语 法结构的领域。
03 自底向上优先分析法实现
构建抽象语法树(AST)
抽象语法树(AST)是源代码的抽象 语法结构的树状表现形式,树上的每 个节点都表示源代码中的一种结构。
在构建AST时,需要遵循源代码的语 法规则,将源代码中的各个元素(如 变量、操作符、语句等)按照其语法 关系组织成树状结构。
02
自底向上优先分析法是优先分析法的一种,它从输入的字 符串开始,逐步向上构建语法树,直到达到抽象语法树的 根节点。这种方法在处理复杂的表达式时具有较高的效率 和准确性。
03
优先分析法在编译原理中具有重要的地位,它不仅能够帮 助编译器正确地处理表达式的语法和语义问题,还能够提 高编译器的性能和可维护性。
语义分析
对AST进行语义检查,确保代码符合 语言的语义规则。
中间代码生成
将AST转换成中间代码,通常是三地 址码。 Nhomakorabea代码优化
对中间代码进行优化,提高执行效 率。
代码生成
将中间代码转换成机器码,生成可 执行文件。
北邮 编译原理 自底向上语法分析实验报告
自底向上语法分析器实验报告一.问题描述编写语法分析程序,实现对算术表达式的语法分析。
要求所分析算术表达式由如下的文法产生。
E -> E+T | E-T | TT -> T*F | T/F | FF -> id | (E) | num实验要求:在对输入表达式进行分析的过程中,输出所采用的产生式。
编写语法分析程序实现自底向上的分析,要求如下:(1)构造识别所有活前缀的DFA。
(2)构造LR分析表。
(3)编程实现算法4.3,构造LR分析程序。
二.算法思想1.大体步骤:(1)根据题目所给出的文法构造相应的拓广文法,并求出该文法各非终结符的FIRST、FOLLOW集合;(2).构造拓广文法的项目集规范族,并构造出识别所有前缀的DFA;(3)构造文法的LR分析表;(4)由此构造LR分析程序。
2.数据结构:1.输入缓冲区为一个字符型数组,读入输入的算术表达式并保存在此,以’$’结束;2.构建一个相对应的整型数组,将输入缓冲区中的字符转换为相应的代号并保存;3.构造一个结构体,以保存文法的某个产生式,该结构包括三个元素:整形变量,保存产生式左部非终结符代号。
整型数组,保存产生式右部字符串的代号。
整型变量,保存产生式右部长度;4.定义该结构的数组,保存文法的所有产生式;5.定义两个二维整形数组,goto和action,其值大于零代表移进操作,小于零代表规约操作,引进的状态或规约用到的产生式又绝对值表示。
等于零代表出现错误。
等于特殊值999代表acc.状态。
3.计算过程:文法对应的拓广文法为:1 S -> E2 E -> E+T3 E -> E-T4 E -> T5 T -> T*F6 T -> T/F7 T -> F8 F -> (E)9 F -> id10 F -> num求的各个非终结符的FIRST、FOLLOW集合为:FIRST(S) = { id, num, ( } FOLLOW (S) = { $ }FIRST(E) = { id, num, ( } FOLLOW (E) = { $ , + , - , ) }FIRST(T) = { id, num, ( } FOLLOW (T) = { $ , + , - , * , / , ) }FIRST(F) = { id, num, ( } FOLLOW (F) = { $ , + , - , * , / , ) }构造项目集规范族:I0= closure({S->·E}) = {S->·E, E->·E+T, E->·E-T, E->·T, T->·T*F, T->·T/F, T->·F, F->·id, F->·(E), F->·num};从I0出发:I1 = go(I0, E) = closure({S->E·, E->E·+T, E->E·-T}) = {S->E·, E->E·+T, E->E·-T};I2 = go(I0, T) = closure({E->T·, T->T·*F, T->T·/F}) = {E->T·, T->T·*F, T->T·/F};I3 = go(I0, F) = closure({T->F·}) = {T->F·};I4 = go(I0, id) = closure({F->id·}) = {F->id·};I5= go(I0, () = closure({F->(·E)}) = {F->(·E), E->·E+T, E->·E-T, E->·T, T->·T*F, T->·T/F, T->·F, F->·id, F->·(E), F->·num};I6 = go(I0, num) = closure({F->num·}) = {F->num·};从I1出发:I7= go(I1, +) = closure({E->E+·T}) = {E->E+·T, T->·T*F, T->·T/F, T->·F, F->·id, F->·(E), F->·num};I8= go(I1, -) = closure({E->E-·T}) = {E->E-·T, T->·T*F, T->·T/F, T->·F, F->·id, F->·(E), F->·num};从I2出发:I9 = go(I2, *) = closure({T->T*·F}) = {T->T*·F, F->·id, F->·(E), F->·num};I10 = go(I2, /) = closure({T->T/·F}) = {T->T/·F, F->·id, F->(E), F->·num};从I5出发:I11 = go(I5, E) = closure({F->(E·), E->E·+T, E->E·-T}) = {F->(E·), E->E·+T, E->E·-T};从I7出发:I12 = go(I7, T) = closure({E->E+T·, T->T·*F, T->T·/F}) = {E->E+T·, T->T·*F, T->T·/F};从I8出发:I13 = go(I8, T) = closure({E->E-T·, T->T·*F, T->T·/F}) = {E->E-T·, T->T·*F, T->T·/F};从I9出发:I14 = go(I9, F) = closure({T->T*F·}) = {T->T*F·};从I10出发:I15 = go(I10, F) = closure({T->T/F·}) = {T->T/F·};从I11出发:I16 = go(I11, )) = closure({F->(E)·}) = {F->(E)·};下面构造文法的LR分析表:goto[0,E] = 1; goto[0,T] = 2; goto[0,F] = 3;action[0,id] = S4; action[0,(] = S5; action[0,num] = S6;action[1,$] = ACC.; action[1,+] = S7; action[1,-] = S8;;action[2,)] = action[2,+] = action[2,-] = action[2,$] = R4;action[2,*] = S9; action[2,/] = S10;action[3,)] = action[3,+] = action[3,-] = action[3,*] = action[3,/] = action[3,$] = R7;action[4,)] = action[4,+] = action[4,-] = action[4,*] = action[4,/] = action[4,$] = R8;goto[5,E] = 11; goto[5,T] = 2; goto[5,F] = 3;action[5,id] = S4; action[5,(] = S5; action[5,num] = S6;action[6,)] = action[6,+] = action[6,-] = action[6,*] = action[6,/] = action[6,$] = R10;goto[7,T] = 12; goto[7,F] = 3;action[7,id] = S4; action[7,(] = S5; action[7,num] = S6;goto[8,T] = 13; goto[8,F] = 3;action[8,id] = S4; action[8,(] = S5; action[8,num] = S6;goto[9,F] = 14;action[9,id] = S4; action[9,(] = S5; action[9,num] = S6;goto[10,F] = 15;action[10,id] = S4; action[10,(] = S5; action[10,num] = S6;action[11,)] = S16; action[11,+] = S7; action[11,-] = S8;action[12,)] = action[12,+] = action[12,-] = action[12,$] = R2; action[12,*] = S9; action[12,/] = S10;action[13,)] = action[13,+] = action[13,-] = action[13,$] = R3; action[13,*] = S9; action[13,/] = S10;action[14,)] = action[14,+] = action[14,-] = action[14,*] = action[14,/] = action[14,$] = R5;action[15,)] = action[15,+] = action[15,-] = action[15,*] = action[15,/] = action[15,$] = R6;action[16,)] = action[16,+] = action[16,-] = action[16,*] = action[16,/] = action[16,$] = R9;4.SLR(1)分析表为:E1: 缺少运算对象。
编译原理目录
编译原理目录一、引言。
1.1 编译原理概述。
1.2 编译器的作用和原理。
二、词法分析。
2.1 词法分析的任务和原理。
2.2 正规表达式和有限自动机。
2.3 词法分析器的实现。
三、语法分析。
3.1 语法分析的任务和原理。
3.2 自顶向下分析和自底向上分析。
3.3 语法分析器的实现。
四、语义分析。
4.1 语义分析的任务和原理。
4.2 语义动作和语法制导翻译。
4.3 语义分析器的实现。
五、中间代码生成。
5.1 中间代码的作用和原理。
5.2 三地址码和四元式。
5.3 中间代码生成器的实现。
六、代码优化。
6.1 代码优化的目标和原理。
6.2 基本块和流图。
6.3 代码优化器的实现。
七、目标代码生成。
7.1 目标代码生成的任务和原理。
7.2 寄存器分配和指令选择。
7.3 目标代码生成器的实现。
八、汇编与链接。
8.1 汇编的作用和原理。
8.2 静态链接和动态链接。
8.3 汇编器和链接器的实现。
九、实践与应用。
9.1 编译原理在实际开发中的应用。
9.2 前端与后端的协同工作。
9.3 实践案例分析。
十、总结与展望。
10.1 编译原理的发展历程。
10.2 未来编译原理的发展趋势。
10.3 结语。
在编译原理的学习过程中,我们将深入了解编译器的工作原理和实现方法。
从词法分析到目标代码生成,每个环节都承担着特定的任务,而它们又相互协作,共同完成将源代码翻译成目标代码的过程。
通过本文档的学习,读者将能够全面了解编译原理的核心概念和具体实现,为日后的编译器开发和优化工作打下坚实的基础。
编译原理小题答案
《编译原理》常见题型一、填空题1.编译程序的工作过程一般可以划分为词法分析,语法分析,中间代码生成,代码优化(可省) ,目标代码生成等几个基本阶段。
2.若源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编程序,则其翻译程序称为编译程序.3.编译方式与解释方式的根本区别在于是否生成目标代码 .5.对编译程序而言,输入数据是源程序,输出结果是目标程序 .7.若源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编程序,则其翻译程序称为编译程序。
8.一个典型的编译程序中,不仅包括词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等五个部分,还应包括表格处理和出错处理。
其中,词法分析器用于识别单词。
10.一个上下文无关文法所含四个组成部分是一组终结符号、一组非终结符号、一个开始符号、一组产生式。
12.产生式是用于定义语法成分的一种书写规则。
13.设G[S]是给定文法,则由文法G所定义的语言L(G)可描述为:L(G)={x│S=>*x,x∈VT*} 。
14.设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S*⇒x(其中x∈V*),则称x是文法的一个句型。
15.设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S*⇒x(其中x∈V T*),则称x是文法的一个句子。
16.扫描器的任务是从源程序中识别出一个个单词符号。
17.语法分析最常用的两类方法是自上而下和自下而上分析法。
18.语法分析的任务是识别给定的终结符串是否为给定文法的句子。
19.递归下降法不允许任一非终结符是直接左递归的。
20.自顶向下的语法分析方法的关键是如何选择候选式的问题。
21.递归下降分析法是自顶向下分析方法。
22.自顶向下的语法分析方法的基本思想是:从文法的开始符号开始,根据给定的输入串并按照文法的产生式一步一步的向下进行直接推导,试图推导出文法的句子,使之与给定的输入串匹配。
23.自底向上的语法分析方法的基本思想是:从给定的终结符串开始,根据文法的规则一步一步的向上进行直接归约,试图归约到文法的开始符号。
编译原理课后答案 (3)
编译原理课后答案问题一计算机程序的执行是一个多阶段的过程,其中编译是其中的一环。
请问编译的三个主要阶段分别是什么?答:编译过程一般可以分为三个主要阶段,分别是词法分析、语法分析和代码生成。
下面分别对这三个阶段进行介绍。
1. 词法分析词法分析是编译过程的第一步,也是最基础的一步。
它的任务是将源代码中的字符序列分解成一个个具有独立含义的单词,这些单词被称为“记号”或“词法单元”。
词法分析器根据程序中每一个字符的组合规则,将其转化为一个个词法单元,并记录下词法单元的类型标记。
词法分析器的工作一般通过有限状态自动机来实现,它根据一定的词法规则进行扫描和分析。
2. 语法分析语法分析是编译过程的第二步,它接收词法分析器生成的词法单元流,根据语法规则进行分析,并生成一棵语法树。
语法分析的主要任务是确定输入程序的结构,检查程序的语法正确性,并生成用于后续处理的输入形式。
语法分析器一般采用的是自顶向下或自底向上的分析方法,常用的方法有递归下降法和LR(1)分析法。
3. 代码生成代码生成是编译过程的最后一步,它将语法分析生成的语法树转化为目标机器的可执行代码。
代码生成器通过遍历语法树,将每个语法树节点转化为相应的目标机器代码。
代码生成过程中需要考虑到目标机器的特性和限制,以及优化代码的效率和性能。
问题二请解释一下编译原理中的词法规则是什么?答:编译原理中的词法规则指的是一组规定词法单元模式的规则。
它描述了如何将输入字符序列转换为词法单元,并为每个词法单元定义了一个标记。
词法规则一般使用正则表达式来描述词法单元的模式。
编译器根据词法规则构建词法分析器,用于将源代码分割成一系列的词法单元。
词法规则的灵活性和准确性对编译过程的性能和结果都有较大的影响。
一个完整的词法规则一般包含以下几个部分:1.正则表达式:描述了词法单元的模式,使用特定的正则表达式语法来表示。
2.动作:描述了当词法单元匹配到模式时,需要执行的动作或处理过程。
编译原理与技术 自底向上分析
∙ 报错(error)-出现语法错误,调错误恢复例程
2020/2/19
《编译原理与技术》讲义
14
移进-归约分析
怎么可能呢?
分析动作冲突
∙ 移进-归约冲突(shift-reduce conflict)
当“句柄”处于栈顶时,分析动作指示既
可以将下一输入符号移入栈顶top,又可以实 施归约操作。如何动作呢?
串abbcde$的对应分析树 的建立过程。
2020/2/19
Hale Waihona Puke 输入串 a b b c d e $
《编译原理与技术》讲义
5
自底向上分析
e.g.17 文法G6 1)SaABe 2)AAbc 3)Ab 4)Bd
串abbcde$的对应分析树 的建立过程。
2020/2/19
输入串 a b b c d e $
2020/2/19
《编译原理与技术》讲义
2
自底向上分析
分析技术的关键-句柄的识别
句柄(handle)是什么? 一般地,如果有以下最右推导序列,
S r*m A rm ,AP
则产生式A及其在右句型中的位置称为右 句型的句柄。
2020/2/19
《编译原理与技术》讲义
《编译原理与技术》讲义
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自底向上分析
e.g.17 文法G6 1)SaABe 2)AAbc 3)Ab 4)Bd
串abbcde$的对应分析树 的建立过程。
AB A
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输入串 a b b c d e $
《编译原理与技术》讲义
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自底向上分析
e.g.17 文法G6 1)SaABe 2)AAbc 3)Ab 4)Bd
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。
编译原理小题答案
《编译原理》常见题型一、填空题1.编译程序的工作过程一般可以划分为词法分析,语法分析,中间代码生成,代码优化(可省) ,目标代码生成等几个基本阶段。
2.若源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编程序,则其翻译程序称为编译程序.3.编译方式与解释方式的根本区别在于是否生成目标代码.5.对编译程序而言,输入数据是源程序,输出结果是目标程序.7.若源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编程序,则其翻译程序称为编译程序。
8.一个典型的编译程序中,不仅包括词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等五个部分,还应包括表格处理和出错处理。
其中,词法分析器用于识别单词。
10.一个上下文无关文法所含四个组成部分是一组终结符号、一组非终结符号、一个开始符号、一组产生式。
12.产生式是用于定义语法成分的一种书写规则。
(13.设G[S]是给定文法,则由文法G所定义的语言L(G)可描述为:L(G)={x│S=>*x,x∈VT*} 。
14.设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S*⇒x(其中x∈V*),则称x是文法的一个句型。
15.设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S*⇒x(其中x∈V T*),则称x是文法的一个句子。
16.扫描器的任务是从源程序中识别出一个个单词符号。
17.语法分析最常用的两类方法是自上而下和自下而上分析法。
18.语法分析的任务是识别给定的终结符串是否为给定文法的句子。
19.递归下降法不允许任一非终结符是直接左递归的。
20.自顶向下的语法分析方法的关键是如何选择候选式的问题。
21.递归下降分析法是自顶向下分析方法。
22.自顶向下的语法分析方法的基本思想是:从文法的开始符号开始,根据给定的输入串并按照文法的产生式一步一步的向下进行直接推导,试图推导出文法的句子,使之与给定的输入串匹配。
…23.自底向上的语法分析方法的基本思想是:从给定的终结符串开始,根据文法的规则一步一步的向上进行直接归约,试图归约到文法的开始符号。
编译原理第4章习题答案
2)文法: S SS | SS* | a 输入串:aaa*a++ 自底向上语法分析过程:
c.消除左递归:S->aS’ S’->SAS’|Ɛ A->+|*
代入
S->aS’ S’->aS’AS’|Ɛ A->+|*
d.得到的文法适用于自顶向下的语法分析吗? 适用。因为文法中不存在左公因子,也不存在左递归
4.4.3 S->SS+|SS*|a
FIRST(S)={a}
因为S是起始符号,把{$}加入到Follow(S)中。 对于S->SS+的第一个S,把First(S+) = {a}加入到Follow(S)中。 对于S->SS*的第一个S,把First(S*) = {a}加入到Follow(S)中。 对于S->SS+的第二个S,把First(+) = {+}加入到Follow(S)中。 对于S->SS*的第二个S,把First(*) = {*}加入到Follow(S)中。 所以,FOLLOW(S)={a,+,*,$}
S A| B A AA | E0E (A是0比1多的串) B BB | E1E (B是1比0多的串) E 0E1E | 1E0E | (E是0和1的个数相等的串)
5)所有由0和1组成的且其中不包含子串011的串的集合。
S AB A 1 A | B 0 B | 01 B |
6)所有由0和1组成的形如xy的串的集合,其中 x y 且x和y等长。 S AB | BA A XAX | 0 (A是奇数长度,中间为0的串) B XBX | 1 (B是奇数长度,中间为1的串) X0|1
编译原理实验2-自底向上语法分析算法程序设计
实验二:自底向上语法分析算法程序设计实验内容:根据课堂讲授的自底向上语法分析方法,可以根据简单优先语法分析算法、算符优先语法分析算法或LR语法分析算法设计语法分析程序,针对文法:G[E]E→E+T | TT→T*F | FF→( E ) | i1.设计过程:自底向上语法分析含义:自底向上分析过程是从所给输入串出发,对其进行最左归约的过程。
自底向上归约的过程也是自底向上构建语法树的过程●设计主要思想:–从输入串出发;–尽可能地找到可归约子串并将其归约成一个非终极符;–直到归约成文法的开始符或发现语法错误;●分析动作:移入(shift),归约(reduce)●包含以下方法:–LR 类的方法; 简单优先法; 算符优先法●关键问题:–什么时候进行归约,按照哪条产生式进行归约;2.设计内容:程序流程图:3. 程序关键代码:#include <stdio.h>int flag;//初始化变量char m[20]={'+','*','^','i','(',')','#'};chart[20][20]={{'>','<','<','<','<','>','>'},{'>','>','<', '<','<','>','>'},{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>',' >','n','n','>','>'},{'<','<','<','<','<','=','n'},{'>','>' ,'>','n','n','>','>'},{'<','<','<','<','<','n','='}};int termin(char arr[20],char c); //函数:判断是否终结符char compare(char xarr[20][20],char c1,char c2); //函数:比较两个终结符之间的优先关系void error();main (){printf("请输入字符串并以#结束\n:");char str[50];char a,q;char s[50];int k,j,n;scanf("%s",str);s[0]='n';flag=0;n=0;k=1;s[k]='#';do //读取输入的字符串到#号结束{a=str[n];if (termin(m,a)>=0)n++;else{error();return(0);}if (termin(m,s[k])>=0)j=k;elsej=k-1;while (compare(t,s[j],a)=='>'){do{q=s[j];if ((j-1)<=0){error();return(0);}if (termin(m,s[j-1])>=0){j=j-1;}elsej=j-2;}while (compare(t,s[j],q)!='<');k=j+1;s[k]='N';}if((compare(t,s[j],a)=='<')||(compare(t,s[j],a)= ='=')){k=k+1;s[k]=a;}elseerror();}while (a!='#');if (!flag)printf("The sentence is legal!\n");}int termin(char arr[20],char c){int i=0;int l=0;while (arr[i]!='\0'){if (arr[i]==c){l=1;break;}i=i+1;}if (l==1)return(i);elsereturn(-1);}char compare(char xarr[20][20],char c1,char c2)//比较两个终结符之间的优先关系{int i,j;char r;i=termin(m,c1);j=termin(m,c2);r=xarr[i][j];return(r);}void error() //通过flag来判断字符串是否非法{flag=1;printf("The sentence is not legal\n!");}4.实验结果:上图输入的字符串虽符合要求,但是进行运行分析是发现不能进行规约,结果错误非法.5.实验总结:通过实验知道了采用自底向上分析方法对输入的字符串进行语法分析,进一步掌握最左归约的过程.。
编译原理 语法分析—自底向上分析技术
是算符优先文法。 + * ( + > < < * > > < ( < < < ) > > i > >
) i > < > < ═ < > >
5.2.4 算符优先文法句型的识别
1.质短语 质短语:句型中至少包含一个终结符号,且除它自 身外不再包含其他质短语的短语。 如文法 G[E]:E::=E+T|T T::=T*F|F F::=(E)|i 的句型E+T*F*i+i中的T*F和 i 是质短语。如何人工寻找 句型中的质短语?先找出一切短语,再从最短的找起。
1 2 3 4 5 6 7 8
i+(i+i)*i F+(i+i)*i F+(F+i)*i F+(F+F)*i F+(E)*i F+F*i F+F*F F+T
#< i >+ #< + < ( < i > + #< + < ( <+< i >) #< + < ( <+> ) #< + < ( = ) > * #< + <* < i > # #< + <* ># #< + >#
E+T*F*i+i中的短语和质短语? 句型分析中自动寻找质短语的思路: 先从左向右寻找质短语的尾终结符号, 再从右向左寻找质短语的头终结符号,
即,先找优先关系
(?) 再找优先关系
(?)
2.句型的识别 关于文法G[E],对输入符号串i+(i+i)*i句型分析
步骤 句 型 关 系 最左质短语 归约到符号
按自底向上分析技术,句型分析的过程是一个不断 从语法分析树中剪去分支的过程。
编译原理第4章 语法分析(自下而上分析)
二、算符优先文法和优先表的构造
1 算符优先文法(OPG文法)
两个非终结符相邻
(1)算符文法(OG文法):设有一文法G,若G中没有形如
S→…QR…产生式,(S,Q,R∈VN)则称文法G为算符文 法。 (2)定义优先关系:设文法G是一个OG文法,令a,b是任意两 个终结符号,P , G , R 是非终结符号,定义: . ① a = b 当且仅当文法G中含有形如P→…ab…或 P→…aQb…规则。 ② a <. b 当且仅当文法G中含有形如P→…aR…的 规则, 其中:R=>b…或R=>Qb…。 ③ a .> b 当且仅当文法G中含有形如P→…Rb…的 规则, 其中:R=>…a 或 R=>…aQ。
3
S S→aAcBe A→b | Ab a A c B e B→d 问abbcde是不是该文法的句子? A b d 步骤 符号栈 输入流 动作 0 # abbcde# b 1 #a bbcde# 移进 2 #ab bcde# 移进 3 #aA bcde# 归约,用A→b 4 #aAb cde# 移进 5 #aA cde# 归约,用A→Ab 6 #aAc de# 移进 7 #aAcd e# 移进 8 #aAcB e# 归约,用B→d 9 #aAcBe # 移进 10 #S # 归约,用S →aAcBe 4 11 #S # 成功 例:设文法G[S]:
10
优先关系的例子
文法:S→bAb
A→(B | a B→Aa) //S→bAb //A→(Aa)|a
语言:{bab, b(aa)b, b((aa)a)b, } 可以从语法树里面导出部分优先关系。
S b b<a A a b a>b
S
b
《编译原理》第4章自上而下语法分析
• 需要反复试探。
•问题1:回溯(P67)
x
S A y
• 例1:设有文法 (1) S xAy (2) A **|* 现有输入串:x*y 其分析过程如右:
•消除回溯
• 方法是:反复 “提取公共左因子”,使得文法 的每个非终结符号的各个候选式的首终结符集 两两不相交,来避免回溯。 设产生式为: A→δ α1|δ α2|…|δ αn
替换为:
Aδ A' A' α1|α2|…|αn
• 例3:有如下两个产生式:
<IF语句> if E then S1 else S2; <IF语句> if E then S1;
First(A1) = {a} First(A2) = {c} First(B1) = {b} First(B2) = {d}
• 在右边给定的文法中,A 的候选式有两个,其首终 结符集为: First(A1) = {*} First(A2) = {*} 相交,就会产生回溯
(1) S xAy
(2) A **|*
结论:能够从开始符号出发推导出给定的输入串,
因此,是句子。
• 常用的语法分析方法:
根据建立语法分析树的方法来分,有两大类,分四小类:
自顶向下分析法: 从文法的开始符号出发,向下推导(使用最左推 导) ,尽可能使用各种产生式,推导出与输入串 匹配的句子,从而建立语法树。
自底向上分析法: 从输入符号串开始,逐步进行归约(最右推导的 逆过程),直至归约到文法的开始符号,从而建 立语法树。 具体分类:
编译原理-自下而上的语法分析
自上而下的语法分析
特点
从高层次的文法规则开始,通过不断展开和推导,直到生成目标字符串。
优点
易于理解和实现,可以生成详细的错误报告。
自下而上的语法分析
1
自底向上的语法分析方法概述
通过以输入的标记为起点,逐步推导文法规则,直到生成目标字符串。
2
LR语法分析
一种常用的自底向上的语法分析方法,通过构建一个LR分析表进行推导。
3
LALR语法分析
是LR语法分析的一种变体,通过合并相同状态来降低分析表的复杂度。
自下而上的语法分析的优点和局限性
优点
适用于大型文法,能够处理更广泛的语言结构。
局限性
分析过程复杂,容易产生冲突,需要较大的存储空 间。
自下而上的语法分析的实现
词法分分析器的生成
根据文法规则,构建分析表或语法分析器的数据结构。
语法制导翻译的实现
在语法分析过程中,将源代码转换为目标代码。
自下而上的语法分析的应用
1
编译器中的语法分析
语法分析是编译器中的重要组成部分,用于将源代码转换为中间代码或目标代码。
2
解析器生成器
自下而上的语法分析技术被广泛应用于解析器生成器中,用于自动生成语法分析 器。
结论
自下而上的语法分析是编译原理中重要的一环,虽然实现复杂,但却具有广 泛的应用价值。
编译原理-自下而上的语 法分析
编译原理是研究程序在计算机上的自动翻译过程,语法分析是其中的重要步 骤。自下而上的语法分析是一种常用的语法分析方法。
语法分析的定义和目的
1 定义
语法分析是编译器中的一个阶段,用于验证 和分析程序语法的正确性。
2 目的
语法分析的目的是将源代码转换为语法树, 为后续的编译过程提供基础。
编译原理 4.2自底向上的语法分析(3)
北京交通大学海滨学院
4.2 自底向上的语法分析
概述 简单优先分析法 算符优先分析法 优先函数 LR分析法
2020/6/18
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4.2.5 LR分析法
解决所有无二义性的上下文无关文法 严格的最左归约:句柄
LR(K)
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向前看k个符号就能确定用哪个产生式归约 产生一个最右推导 自左向右扫描输入符号
#
S→E#
第22页/共44页
优先分析法与LR分析法比较:
相同点:通过分析栈的栈顶项和当前输入符号 找当前句型句柄的尾;
不同点:优先分析法为找句柄的头必须对栈进 行搜索,而LR分析法只根据栈顶状态和当前 输入符号就可判断;
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(4) LR(0)分析器的构造——DFA构造
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例:
G[S]: 1.S→A 2.S→B 3.A→aAb 4.A→c 5.B→aBb 6.B→d
2020/6/18
①拓广文法,保证唯一初态
1. S′→·S 2. S′→S· 3. S→·A 4. S→A· 5. A→·aAb 6. A→a·Ab 7. A→aA·b 8. A→aAb· 9. A→·c
活前缀(可归前缀)是句型的一部分 →活前缀(可归前缀)是无穷的
如何寻找一个无穷的东西?
与一个文法相联系的所有最右推导(规范归 约)的可归前缀能够为有限自动机所识别。
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2、LR(0)分析法
G[S]:S →E#[1] E→E+T[2]∣E-T[3]∣T[4] T →i[5]∣(E)[6]
ai ai+1 ai+2 …an#
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S0Sz
#
#Z
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状态栈
⑴0 ⑵03 ⑶02 ⑷01 ⑸017 ⑹0174 ⑺01743 ⑻01742 ⑼017410
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G[S]:S →E#[1] E→E+T[2]∣E-T[3]∣T[4]
符号栈 T →i[5]∣(E输)[6]入串
产生式
# #i #T #E #E#E-( #E-(i #E-(T #E-(E
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例:
G[S]: 1.S→A 2.S→B 3.A→aAb 4.A→c 5.B→aBb 6.B→d
2020/6/18
①拓广文法,保证唯一初态
1. S′→·S 2. S′→S· 3. S→·A 4. S→A· 5. A→·aAb 6. A→a·Ab 7. A→aA·b 8. A→aAb· 9. A→·c
若αi= φBt,且B→ β, t∈Vt*
问题?
则存在最右推导φBt => φβt (β为句柄)
令φβ=u1u2…….ur ,则u1u2…….ui (1<=i<=r)
为句型φβt 的活前缀 最长的活前缀就是可归前缀
u1 , u1 u2 , u1 u2 u3 ,…
u1u2…….ur= φβ
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可归前缀:总包含当前句型的句柄
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(1)可归前缀:
①形式为βω [p] 其中:β=V*, p为规则序号, ω为第p条规则右部
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②可归前缀中应包含的信息 当前的句柄 用哪条产生式进行归约
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(2)活前缀:
对于最右推导 S=> α1=> α 2=>……=> α m=x
#
S→E#
第22页/共44页
优先分析法与LR分析法比较:
相同点:通过分析栈的栈顶项和当前输入符号 找当前句型句柄的尾;
不同点:优先分析法为找句柄的头必须对栈进 行搜索,而LR分析法只根据栈顶状态和当前 输入符号就可判断;
2020/6/18
第23页/共44页
(4) LR(0)分析器的构造——DFA构造
活前缀(可归前缀)是句型的一部分 →活前缀(可归前缀)是无穷的
如何寻找一个无穷的东西?
与一个文法相联系的所有最右推导(规范归 约)的可归前缀能够为有限自动机所识别。
2020/6/18
第10页/共44页
2、LR(0)分析法
G[S]:S →E#[1] E→E+T[2]∣E-T[3]∣T[4] T →i[5]∣(E)[6]
若移入或待约项目A →β1·β2对活前缀αβ 1是 有效的,则句柄尚未形成,下一步动作是移
进或待约;
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3)LR(0)分析器的构造
DFA M的一个状态 i ---该状态识别出的所有活前缀的有效项目集 Ci
DFA M 的状态集Q Q={ C0 , C1 , C2, …… , Cn }=C
编译原理
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4.2 自底向上的语法分析
概述 简单优先分析法 算符优先分析法 优先函数 LR分析法
2020/6/18
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4.2.5 LR分析法
解决所有无二义性的上下文无关文法 严格的最左归约:句柄
LR(K)
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向前看k个符号就能确定用哪个产生式归约 产生一个最右推导 自左向右扫描输入符号
x
Ci
Cj
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(2) 算法(求文法的LR(0)有效项目集规范族C)
①拓广文法,保证唯一初态; ②生成C0={S→ ·δ} ∪{S→ ·δ的闭包操作} ③重复以下过程,直至C不再增大为止:
Ci读操作,生成Cj1,Cj2,…….Cjn Cj1,Cj2,…….Cjn闭包操作 (若其中某项目集已经存在就略去)
第3页/共44页
基本概念 LR(0)分析器(重点介绍):分析能力最低,是构
造其他LR分析器的基础; SLR(1)分析器:比LR(0)分析器的能力稍强一些; LR(1)分析器:分析能力最强,但是工作量以及要
求的存储空间庞大;
LALR(1)分析器:分析能力介于SLR(1)和LR(1)之 间,但是分析表的规模要小得多(不作介绍);
S0S1S2 …Sm-r # X1X2 …Xm-rA
ai ai+1 ai+2 …an#
然后,以符号对(Sm-r, A)查状态转移表,设相应的表 元素GOTO [Sm-r, A] = Sk ,再将此新的状态Sk推入 栈中,则有如下格局:
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S0S1S2 …Sm-r Sk # X1X2 …Xm-rA
E → E + ·T
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2)有效项目:
A→α 1·α2是项目,对于某一个活前缀 φ α 1
存在S=*> φAt=> φ α 1 α2t
t ∈Vt*
则称A→α 1·α2是活前缀φ α 1的有效项目。
若归约项目A →β1·对活前缀αβ 1是有效的, 应把β1归约为A;
ai ai+1 ai+2 …an#
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若ACTION[Sm, ai ] =“接受”,则表明当前的输 入串已被成功地分析完毕,应中止分析器的工作;
若ACTION[Sm, ai ] =ERROR,则表明当前的输 入串中有语法错误,此时应调用出错处理程序进行 处理;
3、重复步骤2的工作,直到在分析的某一步,栈顶出 现“接受状态”为止。此时,分析栈的最终格局应为:
E →E+ ·T E →E+T ·
特别的:A →ε对应的LR(0)项目为A → ·
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归约项目:圆点在最后的项目
E →E+T · 接受项目:开始符号的归约项目
S→E# · 移进项目:形如A → α·a β项目 a∈Vt
E → E ·+T 待约项目:形如A → α·B β项目 B∈Vn
其识别可归前缀的有限自动机如图 DFA M 终态:识别到可归前缀 非终态:识别到活前缀
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G[S]:S →E#[1]
5
#
+
T
6
1
-i
E
i
3
7
i
0
T
i(
2
(
(
-
E→E+T[2]∣E-T[3]∣T[4] T →i[5]∣(E)[6]
8
T +
9
T
(4
E
)
10
11
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LR分析器
输入串 a1 a2 … … ..
状态栈
符号栈
总控程序
an #
LR 分析表
0# 对偶栈
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(2) LR(0)分析表:将DFA的信息放入两张表中
ACTION[S,a]函数(分析动作表):
状态S面临输入符号a时应采取的动作
S :移进 acc:接受
Rj:归约 空白:出错
识别活前缀和可归前缀的DFA
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(1)LR分析器: 总控程序
DFA M (状态转换矩阵 , LR(0)分析表 )
0状态 开始状态 读状态 非终态,识别到活前缀 归约状态 终态,识别到可归前缀
对偶栈
符号栈 放字汇表中的字符
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状态栈 扫描V上的字符后进入的状态(DFA)
第13页/共44页
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第4页/共44页
1、可归前缀和活前缀
例:G[S]:S→aBEb B→BaE∣c
E→e 将它们编上号,并将序号 人为带入句型分析中:
S→aBEb[1] B→BaE[2] B→c[3] E→e[4]
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给出句子 acaeeb 的规范推导过程
第5页/共44页
规范推导 逆过程为规范归约
i-(i+i)# -(i+i)# -(i+i)# -(i+i)# (i+i)#
i+i)# +i)# +i)# +i)#
T→i E→T
T→i E→T
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状态栈
⑽0174106 ⑾01741063 ⑿01741068 ⒀017410 ⒁01741011 ⒂0179 ⒃01 ⒄015 ⒅0
C 称为文法的LR(0)有效项目集规范族
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第28页/共44页
(1)三种操作: ▪ 开始操作:S为开始符号, S→δ
则 S→·δ∈C0
▪ 闭包操作:closure(Ci) Ci的闭包
① Ci 的任何项目均属于closure(Ci) ②若A → α·X β且Xr3
10
S6 S7
S11
11 r6 r6 r6 r6 r6
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#S
S5 r4 r5 acc
r2 r3 r6
G[S]:S →E#[1] E→E+T[2]∣E-T[3]∣T[4]
GOTO T →i[5]∣(E)[6]
E T i + -( ) #
123
4
67
5
10 2 3
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G[S]:S →E#[1] E→E+T[2]∣E-T[3]∣T[4]
符号栈T →i[5]∣(E)输[6] 入串
产生式
#E-(E+ #E-(E+i #E-(E+T #E-(E #E-(E) #E-T #E #E# #S