编译器设计之语法分析算法：SLR Parser：有限自动机与NFA.pdfVIP

编译器设计之语法分析算法：编译器设计之语法分析算法：SLRParser：有：有

限自动机与限自动机与NFA

编译器设计基础编译器设计基础

1.编译器的组成部分编译器的组成部分

编译器是将源代码转换为机器可执行代码的软件工具。它主要由以下几个部分组成：

1.词法分析器（词法分析器（Lexer））：负责将源代码中的字符流转换为有意义的词法单元（tokens），

如关键字、标识符、运算符等。

2.语法分析器（语法分析器（Parser））：接收词法分析器产生的词法单元，根据定义的语法规则构建语

法树，检查源代码的语法正确性。

3.语义分析器（语义分析器（SemanticAnalyzer））：在语法树的基础上进行语义检查，如类型检查、变

量声明检查等。

4.中间代码生成器（中间代码生成器（IntermediateCodeGenerator））：将语法树转换为中间代码，这是一

种更接近机器语言的表示形式。

5.代码优化器（代码优化器（CodeOptimizer））：对中间代码进行优化，提高生成的机器代码的执行效

率。

6.目标代码生成器（目标代码生成器（TargetCodeGenerator））：将优化后的中间代码转换为目标机器的机

器代码。

2.语法分析的重要性语法分析的重要性

语法分析是编译器设计中的关键步骤，它负责检查源代码的语法结构是否符合语言的语法规则。

如果语法分析阶段发现错误，编译器将不会继续后续的编译过程，而是直接报告错误。语法分析

的重要性体现在：

•错误检测错误检测：能够及时发现并报告语法错误，帮助开发者快速定位问题。

•结构解析结构解析：将源代码转换为抽象语法树（AST），为后续的语义分析、代码生成等阶段

提供结构化的数据表示。

•代码理解代码理解：通过语法分析，编译器能够理解代码的逻辑结构，这对于代码优化和生成高

效的目标代码至关重要。

3.上下文无关文法简上下文无关文法简

上下文无关文法（Context-FreeGrammar,CFG）是一种形式文法，用于描述编程语言的语法结

构。在CFG中，每个产生式（production）的左边是一个非终结符（non-terminal），右边可以是

终结符（terminal）、非终结符或它们的组合。上下文无关意味着产生式的应用不依赖于上下

文，即非终结符的替换只取决于产生式本身，而不受其在句子中的位置或周围符号的影响。

3.1例子：一个简单的算术表达式文法例子：一个简单的算术表达式文法

S-E

E-E+T|T

T-T*F|F

F-(E)|id|num

在这个文法中：-S是开始符号，代表整个表达式。-E代表表达式，可以是表达式加项，或直

接是项。-T代表项，可以是项乘因子，或直接是因子。-F代表因子，可以是括号内的表达

式，或标识符，或数字。

3.2解析过程解析过程

假设我们有输入串id+num*id，根据上述文法，语法分析器将按照以下步骤进行解析：

1.匹配匹配S：S产生E。

2.匹配匹配E：E可以是E+T或T。由于输入串以id开始，我们选择T。

3.匹配匹配T：T可以是T*F或F。由于下一个符号是+，我们选择F。

4.匹配匹配F：F可以是(E)、id或num。由于下一个符号是id，我们选择id。

5.匹配匹配E：由于下一个符号是+，我们选择E+T。

6.匹配匹配T：由于下一个符号是num，我们选择F。

7.匹配匹配F：由于下一个符号是num，我们选择num。

8.匹配匹配T：由于下一个符号是*，我们选择T*F。

9.匹配匹配F：由于下一个符号是id，我们选择id。

通过这个过程，语法分析器能够构建出表达式的语法树，从而理解其结构并进行后续的编译步

骤。

3.3结论结论

上下文无关文法是语法分析的基础，它定义了语言的语法结构，使得编译器能够正确解析和理解

源代码。理解CFG对于设计和实现语法分析器至关重要。

编译器设计之语法分析算法：编译器设计之语法分析算法：SLRParser详解详解

4.SLRParser的定义的定义

SLRParser（SimpleLRParser）是一种自下而