编译器设计之语义分析算法：Syntax-DirectedTranslation：自底向上语法分析.pdfVIP

编译器设计之语义分析算法：编译器设计之语义分析算法：Syntax-

DirectedTranslation：自底向上语法分析：自底向上语法分析

编译器设计基础编译器设计基础

1.语义分析的重要性语义分析的重要性

语义分析是编译器设计中的关键步骤，它负责检查源代码的语义正确性，并生成中间代码。语义

分析的重要性在于它确保了程序的逻辑正确性，例如类型检查、变量声明和使用的一致性等。这

一阶段的工作是建立在词法分析和语法分析的基础上的，它不仅验证了程序的语法结构，还深入

理解了程序的含义，为后续的代码生成和优化提供了必要的信息。

1.1例子：类型检查例子：类型检查

假设我们有以下的C语言代码片段：

inta=5;

floatb=2.5;

intc=a+b;

在语义分析阶段，编译器会检测到c=a+b;这一行存在类型不匹配的问题，因为a是整型，

而b是浮点型，直接相加会导致类型错误。编译器需要在这一阶段进行类型检查，确保所有操作

符的运算对象类型是兼容的。

2.Syntax-DirectedTranslation简介简介

Syntax-DirectedTranslation（SDT，语法指导翻译）是一种在语法分析过程中直接进行语义分析

和代码生成的技术。它通过在语法分析器中嵌入语义动作，使得语法分析和语义分析紧密地结合

在一起。SDT可以分为两种类型：L-attributed和S-attributed，分别对应于自左向右和自底向上的

语法分析。

2.1自底向上语法分析自底向上语法分析

自底向上语法分析是一种从输入串的最左端开始，逐步构建语法树的过程。它通常使用LR分析

器来实现，这种分析器能够处理更广泛的文法，包括左递归文法。在自底向上语法分析中，SDT

的动作通常在分析过程中，当某个非终结符被识别时执行，这些动作可以是语义检查、代码生成

或中间代码的修改。

2.2例子：自底向上语法分析中的例子：自底向上语法分析中的SDT

考虑以下的简单文法，用于计算表达式的值：

E-E+T

E-T

T-T*F

T-F

F-(E)

F-id

我们可以为这个文法添加SDT动作，例如在E-E+T规则中，我们可以添加一个动作来计算

E+T的值，并存储在新的E中。在自底向上分析中，这个动作会在识别到E+T时执行。

//假设我们使用一个栈来存储分析过程中的符号和值

//当识别到E-E+T时，栈顶的三个元素分别是T的值、+、E的值

//我们可以定义一个函数来进行SDT动作

voidsdtActionForEPlusT(){

inttValue=popStack();//弹出栈顶的T值

popStack();//弹出栈顶的+

inteValue=popStack();//弹出栈顶的E值

intnewValue=eValue+tValue;//计算新的E值

pushStack(newValue);//将新的E值压入栈中

}

在这个例子中，sdtActionForEPlusT函数在识别到E+T时被调用，它从栈中弹出T和E的

值，计算它们的和，然后将结果压回栈中，供后续的分析使用。

通过这种方式，SDT使得语法分析和语义分析的结合更加紧密，提高了编译器的效率和准确性。

在实际的编译器设计中，SDT的使用可以简化语义分析的复杂度，使得编译器能够更高效地处理

复杂的语言结构。

自底向上语法分析原理自底向上语法分析原理

3.自底向上语法分析方法自底向上语法分析方法

自底向上语法分析是一种编译器设计中用于解析源代码的方法，它从输入的最底层（通常是单个

字符或词法单元）开始，逐步构建更高级别的语法结构，直到整个输入被解析为一个完整的语法

树。这种方法与自顶向下的分析相反，后者从语法树的根节点开始解析。

3.1原理原理

自底向上分析器通常使用一个称为“移进-归约”的过程。在这个过程中，分析器读取输入符号并

将其移入一个工作栈中。当栈中的符号序列与文法中的某个产生式匹配时，分析器执行归约操

作，用该产生式的左部符号替换栈中的符号序列，从而构建出更高级别的语法结构。这个过程重

复进行，直到整个输入被解析完毕。

3.2示例示例

假设我们有以下的简单算术表达式文法：

E-E+T|T

T-T*F|F

F-(E)|id

对于输入字符串id+id*id，自底向上分析的过程如下：

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