编译器设计之语法分析算法：LL Parser：LL(1)文法解析.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：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