编译器设计之语法分析算法：LALR Parser：LALR(1)解析算法详解.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：LALRParser：：

LALR(1)解析算法详解解析算法详解

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：

•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。

•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（AST）。

•语义分析器（语义分析器（SemanticAnalyzer））:检查AST的语义正确性，如类型检查、作用域分析

等。

•代码生成器（代码生成器（CodeGenerator））:将经过语义分析的AST转换为目标机器代码或中间代

码。

•优化器（优化器（Optimizer））:对生成的代码进行优化，提高执行效率。

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的核心组件之一，其主要功能是：

•验证源代码的语法正确性验证源代码的语法正确性：确保源代码遵循语言的语法规则。

•构建抽象语法树（构建抽象语法树（AST））：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。

2.1示例：使用示例：使用ANTLR构建语法分析器构建语法分析器

ANTLR是一个强大的语法分析器生成器，可以用于构建语法分析器。下面是一个简单的ANTLR

语法文件示例，用于定义一个加法表达式的语法规则：

grammarAddExpr;

expr:term(PLUSterm)*;

term:NUMBER;

PLUS:+;

NUMBER:[0-9]+;

WS:[\t\r\n]+-skip;

在这个示例中，expr规则定义了一个加法表达式，它可以是一个数字或一个数字后跟一个或多

个加号和数字。term规则定义了数字，PLUS规则定义了加号，NUMBER规则定义了数字的词法

规则，WS规则用于忽略空白字符。

3.上下文无关文法与属性文法简介上下文无关文法与属性文法简介

3.1上下文无关文法（上下文无关文法（Context-FreeGrammar,CFG））

上下文无关文法是一种形式文法，用于描述大多数编程语言的语法结构。它由以下四部分组成：

•非终结符（非终结符（Non-terminal））：用于表示语法结构的抽象符号。

•终结符（终结符（Terminal））：表示具体的词法单元，如关键字、标识符等。

•开始符号（开始符号（StartSymbol））：文法的起始非终结符。

•产生式（产生式（ProductionRules））：定义非终结符如何被终结符和非终结符的组合替换。

3.2示例：上下文无关文法示例：上下文无关文法

以下是一个简单的上下文无关文法示例，用于描述一个简单的表达式：

S-E

E-E+T|T

T-T*F|

F-(E)|id

在这个文法中，S是开始符号，E、T和是非终结符，+、*、(、)和id是终结

符。产生式定义了如何从非终结符构建表达式。

3.3属性文法（属性文法（AttributeGrammar））

属性文法是一种扩展的上下文无关文法，它为文法的每个符号（非终结符和终结符）添加了属

性，这些属性可以用于存储和传递额外的信息，如类型、值等。属性文法在语义分析阶段非常有

用，因为它可以用来执行更复杂的语义检查和代码生成。

3.4示例：属性文法示例：属性文法

考虑以下属性文法，用于计算表达式的值：

S[id]-E[val]

E[val]-E[val]+T[val]{E.val=E.val+T.val}

|T[val]

T[val]-T[val]*F[val]{T.val=T.val*F.val}

|F[val]

F[val]-(E[val]){F.val=E.val}

|id{F.val=id}

在这个属性文法中，val属性用于存储每个表达式的值。当语法分析器构建AST时，它也会计算

每个节点的val属性，从而得到整个表达式的值。

以上内容详细介绍了编译器