编译原理 第四节 语法分析-自上而下分析.ppt

第四章 语法分析-自上而下分析 4.1 语法分析器的功能 4.2 自上而下分析面临的问题 4.3 LL(1)分析法 4.4 递归下降分析程序构造 4.5 预测分析程序 4.6 LL(1)分析中的错误处理 4.1 语法分析器的功能 功能定义： 按照文法产生式，识别输入符号串是否为一个句子。 技术路线： 是否能从文法的开始符号出发推导出这个输入串。或者，建立一颗与输入串相匹配的语法分析树。 策略： 自上而下分析法，自下而上分析法。 4.2 自上而下分析面临的问题 例4.1 假定有文法 (1) S?xAy (2)A?**|* 对输入串x*y，构造语法树。 构造过程： (1)把S作为根 (2)用S的产生式构造子树 (3)让输入串指示器IP指向输入串的第一个符号。 (4)调整输入串指示器IP与叶结点进行匹配。 (5)如果为非终结符，用A的下一个产生式构建子树。 (6)如果匹配成功则结束；否则，回溯到步骤(4)。 自上而下分析法的缺点： 是文法的左递归性问题。一个文法是含有左递归的自上而下的分析过程陷入无限循环。如P?P?。 由于有回溯，就会产生一大堆麻烦事情。 在上述的自上而下分析过程中，当一个非终结符用某一候选匹配成功时，这种成功可能仅是暂时的。这种虚假现象，我们需要更复杂的回溯技术。一般说，要消除虚假匹配是很困难的。 当最终报告分析不成功时，我们不知道输入串中出错的确切位置。 4.3 LL(1)分析法 4.3.1 左递归的消除 4.3.2 消除回溯、提左因子 4.3.3 LL(1)分析条件 4.3.1左递归的消除 一个简单例子： 已知文法：P?P?|?是一个左递归文法，它的等价的非左递归文法为： P?? P’ P’ ? ?P’|? 例2.2 一般转换规则有： P?P?1| P?2| …| P?m| ?1 | ?2 |…| ?n改写成 P??1P’|?2P’ |…|?nP’ P’??1P’ |?2P’| …|?mP’ | ? 其中： ?i都不以P开头, ?I不等于? 一个反例： 文法：S?Qc|c；Q?Rb|b；R?Sa|a虽然不是直接左递归，但S、Q、R都是左递归。 消除左递归算法： 算法的思想是： 首先构造直接左递归； 再利用一般转换规则，消除直接左递归 化简文法。 下面算法在不含P?P，也不含?在右部产生式时可以消除左递归。 消除一个文法的左递归算法： (1)把文法G的所有非终结符按任一种顺利排列成P1…Pn；按此顺序执行； (2) FOR i:=1 TO n DO BEGIN FOR j:=1 TO i-1 DO 把形如Pj+1→Pj ?的规则改写成 Pj+1??1?|?1?|…?k?|。其中Pj??1|?1|…?k是关于Pj的 所有规则； 消除关于Pi规则的直接左递归性。 END 化简由（２）所得的文法。即去除那些从开始符号出发永远无法到达的非终结符的产生规则。 例子4.3： 对4.3文法，它的非终结符排序为R,Q,S。把R代入Q，Q代入S得到：S?Sabc|abc|bc|c 消除左递归后得到： S?abcS’|bcS’|cS’ S’?abcS’|? Q?Sab|ab|b(化简消去) R?Sa|a（化简后消去） 对不同的排列，会有不同形式的无左递归文法，但它们等价。 4.3.2 消除回溯、提左因子 消除回溯的思路： 对输入符号a，指派一个A的候选式?1与a匹配，而再没有其他候选式?i的字符与a匹配。 通过提取公共左因子，判断首字符集的差异。 首字符集定义： 对G的所有非终结符的每个候选?，它的首字符集为 FIRST(?)={a| ??a…，a?VT}，若??*?，则规定? ? FIRST(?)。 提取公共左因子算法： A???1|??2|…|??n|?1|?2|… |?m(其中每个? 不以?开头) 那么可以把这些规则改写成： A??A’|?1|?2|… |?m A’??1|?2|…|?n 例4.4 上述算法的不足： 当非终结符A面临输入符号a,且a不属于A的任意候选首符集,但A的某个候选首符集包?含时，就一定可以使A自动匹配。这是一种错误。 4.3.3 LL(1)分析条件 定义FOLLOW(A) 集合： 假定S是文法G的开始符号，对于G的任何非终结符A，我们定义 FOLLOW(A)={a|S?*…Aa…,a∈VT} 若S?*…A，则规定＃∈FOLLOW(A)。 LL(1)文法的充分必要条件： 文法不含左递归。 若Ａ→?1|?2|…|?n，则FIRST(?i)∩FIRST(?j)=Φ (i≠j) 对文法中的每个非终结符A，若它存在某个候选首符集包含ε，则FIRST(A)∩FOLLOW(A)=Φ LL(1)匹配算法： 对输入符号a，A