第3章程序设计语言的语法描述案例.ppt

* * * * * * 第3章 程序设计语言的语法描述 3.1 文法的引入 3.2 上下文无关文法 3.3 文法举例（略） 使用文法对程序设计语言的结构进行定义和描述。 * 3.1 文法的引入 先讨论自然语言的文法。例：the big elephent ate a banana ㈠语法树 根据英语的语法，上述句子的语法结构可用图（语法树）表示如下： 非叶结点称为语法单位，在形式语言中称为非终结符。 处于根结点位置的结点又称为开始符号。 叶结点称为单词符号，在形式语言中称为终结符。 * ㈡规则 可以通过建立一组规则，来描述上述句子的语法结构，规则在形式语言中称为产生式。 句子→主语谓语 主语→冠词形容词名词 冠词→the|a 形容词→big 名词→elephant|banana 谓语→动词直接宾语 直接宾语→冠词名词 动词→ate ㈢由规则推导句子 可用规则来推导出句子。从开始符号出发，若能从规则推导出某符号串，则该符号串就是该文法的合法的句子，反之语法错误。 上述英文句子可用下述规则来描述： * 句子主语谓语 冠词 形容词名词谓语 the 形容词名词谓语 the big 名词谓语 the big elephant 谓语 the big elephant 动词直接宾语 the big elephant ate 直接宾语 the big elephant ate 冠词名词 the big elephant ate a 名词 the big elephant ate a banana 上述推导可简单表示为： 句子the big elephant ate a banana。 值得注意的是用上述规则可推导出多个句子，因存在推导 句子a big banana ate the elephant 所以，a big banana ate the elephant也是文法的一个合法的句子。但意义是荒谬的，也就是说句子的语义是错误的。 一个语法正确的句子不能保证其语义是正确的，故一个句子是否正确，需要进行语法和语义两方面检查。 综上所述，语言结构通常是用文法来定义和描述，文法是由终结符、非终结符、开始符号（特殊非终结符）及产生式四个要素构成。从开始符号出发，根据产生式能推导出的句子全体称为文法所规定的语言 * ㈣递归规则和递归文法 递归是编译技术中的一个重要概念。 ①递归定义：定义某事物，又用到该事物本身。 ②递归规则（直接递归）：在规则的左部和右部有相同的非终结符。 例：U→xUy，通常用大写字母表示非终结符，用小写字母表示终结符。 ⑴左递归规则：x=ε，U→Uy（ε表示空串） ⑵右递归规则：y=ε，U→xU ③间接递归：由规则推导产生。 例：V→Uy|Z，U→xV 因存在推导VUyxVy，故存在间接递归。 ⑴间接左递归：若x=ε，则VVy。 ⑵间接右递归：若y=ε，则VxU。 ④递归文法：含有递归规则和间接递归的文法，称为递归文法。 利用递归文法，可以用有穷的规则来描述无穷的语言，这不但解决了语言的定义问题，而且使得对语言的语法检查成为可能。 * 3.2 上下文无关文法 形式语言的奠基人乔姆斯基（Chomsky）将文法分为4种类型，它们是： 短语文法（0型文法） 上下文有关文法（1型文法） 上下文无关文法（2型文法） 正规文法（3型文法） 这四种文法在形式语言中都有严格的定义。但对于程序设计语言来说，上下文无关文法已经够用了，上下文无关文法有足够的能力描述大多数现今使用的程序设计语言的语法结构。以后，“文法”一词若无特别说明，则指“上下文无关文法”。 * ㈠文法和语言 一个文法G是一个四元式(VT,VN,S,P)，其中 VT是一个终结符的非空有限集，终结符通常用小写字母表示。 VN是一个非终结符的非空有限集，非终结符通常用大写字母表示。 S是一个特殊的非终结符（S∈VN），称为开始符号。 P是一个产生式（规则）的有限集合，每个产生式的形式是A→α ，其中A∈VN，α∈(VT∪VN)*。 ①终结符是语言的基本符号，即程序设计语言的单词。语法分析时，终结符用单词的种别表示。 根据前面约定： 标识符（简单变量）： i 无符号整常数： x 无符号实常数： y 单字符单词： 用单词本身表示（例单词“+”的 种别用+表示） 多字符单词： 需特别指定（例“++”用$表示） * ②非终结符表示抽象的语法单位. 例“算术表达式”、“布尔