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第四章 语法分析—自上而下分析 内容 语法分析器的功能 自上而下分析面临的问题 LL（1）分析法 递归下降分析程序构造 预测分析程序 LL（1）分析中的错误处理 语法分析的任务 问题： 在上一章词法分析中讲解了如何判断源程序中单词的正确性，并输出了正确的单词符号。那么如何知道这些正确的单词是否能构成正确的表达式、语句或程序呢？这就是语法分析的任务。 语法分析的任务 在词法分析识别出正确的单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。 4.1 语法分析器的功能 高级语言的语法结构适合用上下文无关文法描述。 语法分析器任务：分析与判定程序的语法结构是否符合语法规则。 语法分析器的工作本质：按文法的产生式，识别输入符号串是否为一个句子。 语法分析器在编译器中的地位： 4.1 语法分析器的功能 语法分析方法 自上而下分析法 从文法的开始符号出发，反复使用文法的产生式，寻找与输入符号串匹配的推导。 将文法开始符号做为语法树的根，向下逐步建立语法树，使语法树的结果正好是输入符号串。 自下而上分析法 从输入符号串开始，逐步进行归约，直至归约到文法的开始符号。 从输入符号串开始，以它做为语法树的结果，自底向上地构造语法树。 4.2 自上而下分析面临的问题 自上而下就是从文法的开始符号出发，向下推导，推出句子。 带“回溯”的 不带回溯的递归子程序(递归下降)分析方法。 自上而下分析的主旨：对任何输入串，试图用一切可能的办法，从文法开始符号(根结点)出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。或者说，为输入串寻找一个最左推导。 自顶向下分析方法特点 回溯问题 4.2 自上而下分析面临的问题 例4.2 假定有文法 (1) S→xAy (2) A→**|* 分析输入串x*y(记为?)。 4.2 自上而下分析面临的问题 当某个非终结符有多个产生式候选时，可能带来如下问题： 1.分析过程中，当一个非终结符用某一个候选匹配成功时，这种匹配可能是暂时的。这时，不得不“回溯”。 2.文法左递归问题。一个文法是含有左递归的，如果存在非终结符P 含有左递归的文法将使自上而下分析陷入无限循环。 结论 1. 左递归和回溯问题的产生直接与描述语言的文法有关 2. 应该改造文法，使其不含左递归和回溯，才能进行确定的自顶向下分析 4.3.1 左递归的消除 直接消除见诸于产生式中的左递归： 假定关于非终结符P的规则为 P→P? | ? 其中?不以P开头。 那么，我们可以把P的规则等价地改写为如下的非直接左递归形式： P→?P? P?→?P?|? 4.3.1 左递归的消除 一般而言，假定关于P的全部产生式是 P→P?1 | P?2 | … | P?m | ?1 | ?2|…|?n 其中，每个?都不等于?，而每个?都不以P开头 那么，消除P的直接左递归性就是把这些规则改写成： P→?1P? | ?2P? | … | ?nP? P?→?1P? | ?2P? |… | ?mP? | ? 练 习 消去文法G[S]的左递归 4.3.1 左递归的消除 一个文法消除左递归的条件： 不含以?为右部的产生式（无空产生式）； 不含回路。 4.3.1 左递归的消除 消除左递归的算法： 1. 把文法G的所有非终结符按任一种顺序排列成P1，P2，…，Pn；按此顺序执行； 2. FOR i:=1 TO n DO BEGIN FOR j:=1 TO i-1 DO 把形如Pi→Pj?的规则改写成 Pi→?1?|?2?|…|?k? ; (其中Pj→?1|?2|…|?k是关于Pj的所有规则) 消除关于Pi规则的直接左递归性 END 3. 化简由2所得的文法。即去除那些从开始符号出发永远无法到达的非终结符的产生规则。 4.3.1 左递归的消除 例 考虑文法G(S) S→Qc|c Q→Rb|b R→Sa|a 令它的非终结符的排序为R、Q、S。 对于R，不存在直接左递归。 把R代入到Q的有关候选后，把Q的规则变为 Q→Sab | ab | b 现在的Q不含直接左递归。 把Q代入到S的有关候选后，S变成 S→Sabc | abc | b