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编译器设计之语法分析算法:编译器设计之语法分析算法:LLParser::LL(1)
文法解析文法解析
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,根据语言的语法规则构建抽
象语法树(AS)。
3.语义分析器(语义分析器(SemanticAnalyzer)):检查抽象语法树的语义正确性,如类型检查、作用
域分析等。
4.中间代码生成器(中间代码生成器(IntermediateCodeGenerator)):将抽象语法树转换为中间代码,便
于后续优化和目标代码生成。
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可
执行代码。
2.语法分析器的角色与功能语法分析器的角色与功能
语法分析器是编译器中的关键组件,其主要功能是:
•语法检查语法检查:确保源代码符合语言的语法规则。
•抽象语法树构建抽象语法树构建:将词法单元按照语法规则组织成树状结构,便于后续的语义分析和代
码生成。
•错误处理错误处理:在源代码不符合语法规则时,语法分析器需要能够识别错误并提供错误信
息。
语法分析器通常使用两种解析策略:自顶向下和自底向上。
3.自顶向下与自底向上的解析策略自顶向下与自底向上的解析策略
3.1自顶向下的解析策略自顶向下的解析策略
自顶向下的解析策略从文法的起始符号开始,尝试构建一个与输入串匹配的语法树。这种策略的
一个典型代表是LL(1)解析器,它是一种递归下降解析器的变体,能够处理LL(1)文法。
LL(1)解析器原理解析器原理
LL(1)解析器基于以下两个概念:
•L:表示解析器从左到右读取输入串。
•L(1):表示解析器在读取下一个输入符号之前,需要向前看一个符号来决定如何进行解
析。
LL(1)解析器使用一个预测分析表,该表根据当前的非终结符和下一个输入符号来决定下一步的
解析动作。如果文法满足LL(1)的条件,即没有左递归和左因子化,那么预测分析表可以唯一地
决定解析路径。
示例:示例:LL(1)文法解析文法解析
假设我们有以下LL(1)文法:
S-aSb|ε
其中,S是起始符号,a和b是终结符,ε表示空串。
预测分析表预测分析表:
当前符号当前符号下一个符号下一个符号
Sa
Sb
S$
在这个例子中,$是输入串的结束符号。当解析器读到a时,它会根据预测分析表将S替换为
aSb,然后继续读取下一个符号。当读到b时,它会将S替换为ε,从而完成一个完整的解析过
程。
3.2自底向上的解析策略自底向上的解析策略
自底向上的解析策略从输入串的最底层开始,逐步构建更高级别的语法结构,直到达到文法的起
始符号。这种策略的一个典型代表是LR解析器,它能够处理更广泛的文法类型。
LR解析器原理解析器原理
LR解析器使用一个状态机和一个堆栈来跟踪解析过程。它从输入串的最左边开始,逐步将词法
单元推入堆栈,同时根据状态机的规则进行移进或归约操作,直到堆栈顶部的符号序列与文法的
某个产生式匹配,然后进行归约操作,将匹配的符号序列替换为产生式的非终结符。
示例:示例:LR(0)解析器解析器
假设我们有以下文法:
S-aBc
B-b|ε
LR(0)项目集项目集:
1.S-.aBc
2.S-a.Bc
3.S-aB.c
4.S-aBc.
5.B-.b
6.B-.ε
7.B-b.
8.B-ε.
在这个例子中,.表示当前的读取位置。LR(0)解析器会根据当前堆栈顶部的符号和下一个输入
符号来决定是移进还是归约。
解析过程解析过程:
1.堆栈:S.
2.输入:a
3.动作:移进a,堆
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