编译原理第三弹——语法分析

本文介绍了语法分析的基本概念,包括语法树的构造及其在词法分析基础上的作用。详细阐述了自顶向下与自底向上两种分析方法,并探讨了最左推导、最右推导、回溯现象及无限循环等问题的解决方案。

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学习完相关词法分析的知识,我们按部就班,进行编辑器工作的第二个流程——语法分析,顾名思义,语法分析就是在词法分析的基础上进一步工作,主要针对词法分析器输出的token序列进行处理,目标当然是构造一个高效率、无误差的语法分析树。

语法分析树

   

上述图很好的解释了什么是语法树,能够识别单词所构成的句子是否符合语法规则。

语法树的构造方式

    主要分为自顶向下语法分析与自底向上语法分析,首先摆在我们面前的有两个问题需要解决。

  1. 替换当前句型中的哪个非终结符
  2. 用该非终结符的哪个候选式进行替换

针对上述问题提出解决方案。

第一个问题

    主要两种解决方案,最左推导最右推导,即每次固定选择最左边(右边)的非终结符进行替换。

其中根据最左或者最右规定产生的语法树是唯一的。

第二个问题

    这个问题相对复杂一点,一旦没有做好这步,很容易产生回溯、无限循环等问题。因此我们需要考虑多种因素产生的结果。

同时我们需要保证文法设计的合理性,避免这些情况的发生。需要针对不同构造方式进行选择。

自顶向下的语法分析

    自顶向下的语法分析,一般采用最左推导解决第一问题。根据输入流中的下一个终结符,选择最左非终结 符的一个候选式。

   自顶向下语法分析的通用形式——递归下降分析 
    单纯这样很有可能产生回溯现象。即在某一次选择产生式的时候,选择并不唯一,只能采用试探的方法,如果错了就要回溯,这样大大降低了处理效率,于是需要进行优化,我们提出预测分析,使得每一次抉择都是正确且唯一的。预测分析不仅可以解决回溯现象还能解决递归产生的无限循环。
    回溯
    首先我们应该明白回溯现象的产生原因——同一非终结符的多个候选式存在共同前缀,将导致回溯现象。

    解决—提取左公因子算法,通过改写产生式来推迟决定,等读入了足够多的输入,获得足够信息后再做出正确的选择。


    无限循环

        如果一个文法中有一个非终结符A使得对某个串α存在一个推导 ,那么这个文法就是左递归的,左递归文法会使递归下降分析器进入无限循环。

含有A→Aα形式产生式的文法称为是直接左递归,采用如下算法进行消除。


经过两步或两步以上推导产生的左递归称为是间接左递归



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