编译器设计之语法分析算法：CYK算法与LLVM案例研究.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：CYK算法与算法与

LLVM案例研究案例研究

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））：负责将源代码分解成一系列的词法单元（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（AbstractSyntaxTree,AST）。

3.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。

4.代码生成器（代码生成器（CodeGenerator））：将经过语义分析的AST转换为目标代码，通常是机器

语言或字节码。

5.优化器（优化器（Optimizer））：在代码生成阶段，对目标代码进行优化，提高执行效率。

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，它负责理解源代码的结构，并将其转换为计算机可以处理

的形式。语法分析的重要性体现在以下几个方面：

1.结构理解结构理解：语法分析器能够识别源代码的结构，如函数定义、循环语句、条件语句等，

这是后续语义分析和代码生成的基础。

2.错误检测错误检测：语法分析器可以检测源代码中的语法错误，如括号不匹配、缺少分号等，及

时向用户反馈错误信息。

3.代码转换代码转换：通过构建AST，语法分析器为代码生成器提供了清晰的代码结构，便于生成

优化的目标代码。

4.优化机会优化机会：语法分析器构建的AST是代码优化的基础，优化器可以通过分析AST来识别

优化机会，如常量折叠、死代码消除等。

3.示例：构建一个简单的语法分析器示例：构建一个简单的语法分析器

假设我们有一个简单的语言，其语法如下：

program::=stmt_list

stmt_list::=stmtstmt_list|ε

stmt::=id=expr|print(expr)

expr::=termexpr|id

expr::=+termexpr|ε

term::=factorterm|id

term::=*factorterm|ε

factor::=(expr)|id|num

我们将使用递归下降解析器（RecursiveDescentParser）来构建语法分析器。以下是一个简单的

Python实现：

classParser:

def__init__(self,tokens):

self.tokens=tokens

self.current_token=None

self.index=-1

self.next_token()

defnext_token(self):

self.index+=1

ifself.indexlen(self.tokens):

self.current_token=self.tokens[self.index]

else:

self.current_token=None

defparse(self):

self.stmt_list()

ifself.current_tokenisnotNone:

raiseSyntaxError(Unexpectedtokenattheendofthe

program)

defstmt_list(self):

ifself.current_tokenisnotNone:

self.stmt()

self.stmt_list()

defstmt(self):

ifself.curr