2、可视化编程中的保留图语法：原理与应用

可视化编程中的保留图语法：原理与应用

1. 可视化编程语言与图语法概述

可视化编程语言旨在以图形化方式表达编程逻辑，而图语法可作为定义其语法的有力形式化工具。不过，图语法的应用面临诸多挑战。一方面，即使是受限类别的图语法，成员问题也是 NP 难的，导致多数现有解析算法要么无法识别有趣的图语言，要么在处理大规模图时效率低下。另一方面，已知的图语法解析算法大多仅处理上下文无关产生式，难以满足许多可视化语言的上下文敏感需求。

Rekers 和 Schürr 提出的分层图语法（LGG）具有上下文敏感性和直观的图形式化特点，但实现效率不高，解析复杂度常达指数级。为解决这些问题，保留图语法（RGG）应运而生。

2. 保留图语法（RGG）简介

RGG 基于分层图语法发展而来，借助分层形式化方法，解析算法能在有限步骤内判断图的有效性。它使用带标签的图支持新图嵌入已解析图，节点结构结合额外可视化符号，简化了转换规范并增强了表达能力。

RGG 能完整明确地描述广泛图表的语法，其嵌入机制避免了多数上下文规范，降低了表达复杂度，提高了解析效率。不过，一般的 RGG 解析算法具有指数时间复杂度，通过引入约束可开发出多项式时间复杂度的解析算法，同时也有相应算法检查 RGG 是否满足该约束。RGG 已应用于 VisPro 工具集，助力可视化语言的生成。

3. 案例研究：流程流图

3.1 流程流图转换为节点 - 边图

以流程流图（PFD）为例，它包含结构化和非结构化构造。如 fork - join 构造为图提供结构，而 send - receive 构造不影响图结构。为便于 RGG 解析，需将 PFD