语法分析-自上而下分析

编译原理 第四章 语法分析—自上而下分析

第四章 语法分析—自上而下分析

知识结构：

带回溯分析法 回溯

自上而下分析 面临的问题 左递归 问题的解决

语法分析－ 求FIRST、FOLLOW集合的算法 自上而下分析 LL(1)分析法 证明LL(1)文法 构造LL(1)分析表

递归子程序的构造思想 递归子程序法 递归子程序的特点 递归子程序的设计

第一节 语法分析综述 一、语法分析的任务

按照语言即定的语法规则，对字符串形式的源程序进行语法检查，并识别出相应的语法成分。即语法结构是否符合语法规则。 二、语法分析器在编译程序中的地位（一遍扫描）

源程序 单词符号 分析树 语义分析 词法分析器 语法分析器 中间代码生成 取下一个单词 共28页第1页 13-4-17

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三、语法分析方法

通常把语法分析方法分为两大类，既自上而下分析与自下而上分析。

1、自上而下分析方法

实际上是一种产生的方法，分析过程是一个推导过程。 ⑴自上而下分析过程

从文法G的开始符号S出发，通过反复使用产生式，逐步推导出与输入的符号串完全相匹配的句子。采用最左推导，以文法开始符号为根结点，逐步为输入串自上而下地构造一棵语法树。

面临的输入符号为a，A所有的产生式： A??1 ??2 ? ? ??n

①若a?FISRT(?i)，则指派去执行匹配任务。 ②若a不属于任何一个候选首字符集，则：

a、若 ? 属于某个FISRT(?i)且a?FOLLOW(A)，则让A与?自动匹配；

b、否则，a的出现是一种错误。 例：设有文法G和输入符号串W：a*a+a G：S ? aA?a

A ? BaA?? B ? +? -?*?/

推导过程：

S?aA?aBaA?a*aA?a*aBaA?a*a+aA?a*a+a=W

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构造语法树： S a A B a A * B a A + ? ⑵自上而下分析法

自上而下分析法又可分为确定和不确定的两种。 ①不确定的分析法（带回溯）

是一种穷举的试探方法，效率低、代价高，极少使用。 ②确定的分析法（不带回溯）

实现方法简单、直观，便于手工构造或自动生成语法分析器，是目前常用的方法之一。但是对文法有一定的限制。

2、自下而上分析法 ⑴自下而上分析过程

分析过程是归约过程。从给定的输入串W开始，不断寻找与文法G中某个产生式P的侯选式（右部）进行匹配，并用P代替也称为归约。

⑵自下而上分析法 ①算符优先分析法

定义算符（广义讲是文法的终结符号）之间的某种优先和结合关系，借助这种关系来寻找并确定可归约字符串，并进行归约。

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②LR分析法

是一类自左向右对输入串进行扫描的自下而上分析方法，分析过程是规范归约的序列。适用于语法分析器的自动构造。

第二节 自上而下分析面临的问题 一、不确定的自上而下分析方法

是从文法的开始S出发，试图用一切可能的方法向下推导，产生句子，这种分析过程的本质是一种试探推导过程。

例：文法G ⑴ S ? aAd

⑵ A ? ab?a

构造W=aad的最左推导：S?aAd?aad。 构造语法树：

①产生树的根结点，即文法的开始符号。 ②选用文法G的文法规则去延伸树。

③判断当前延伸的子结与输入串扫描到的字符是否匹配。 ④若不匹配注销掉当前延伸的子树，选用文法规则的另一个产生式延伸分析树。

⑤直到输入串与语法树末端结点相匹配，分析结束。 S S S a A d a A d a A d a b a

这种试探识别句子的过程，只会使分析的过程不确定。

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二、不确定性的原因

由于分析过程中选择的侯选式不确定，造成输入串匹配的假象，甚至会导致算法实现的失败。

1、左递归问题

由于采用最左推导，左递归将使得输入串的分析过程陷入无限循环之中。

2、回溯问题

⑴采用试探的方法，如匹配不成功回溯到前面分析的某一步。 ⑵可能出现假匹配，造成对输入串识别的失败。 ⑶不能准确报告输入串的出错位臵。 三、确定的自上而下分析方法

1、确定的自上而下分析方法的必要条件 ⑴消除文法中的左递归； ⑵消除文法中的回溯问题。 2、消除文法的左递归

文法的左递归可以通过对文法产生式进行改写，使之不含有左递归的非终结符号。左递归一般有两种情况，直接左递归和间接左递归。

⑴直接左递归

如果文法中任意一个非终结符P，若P?P?（??VNUVT），并且在最左推导中有P?P?形式，称为直接左递归。

⑵间接左递归

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