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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: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
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