语法分析程序的要求
实验5---语法分析器(自下而上)：LR(1)分析法
实验5---语法分析器（自下而上）：LR(1)分析法一、实验目的构造LR(1)分析程序，利用它进行语法分析，判断给出的符号串是否为该文法识别的句子，了解LR（K）分析方法是严格的从左向右扫描，和自底向上的语法分析方法。
二、实验内容程序输入/输出示例（以下仅供参考）：对下列文法，用LR（1）分析法对任意输入的符号串进行分析：（1）E->E+T（2）E->E—T（3）T->T*F（4）T->T/F（5）F-> (E)（6）F->i输出的格式如下：(1)LR（1）分析程序，编制人：姓名，学号，班级(2)输入一个以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串(3)输出过程如下：3.对学有余力的同学，测试用的表达式事先放在文本文件中，一行存放一个表达式，同时以分号分割。
同时将预期的输出结果写在另一个文本文件中，以便和输出进行对照。
三、实验方法1．实验采用C++程序语言进行设计，文法写入程序中，用户可以自定义输入语句；2．实验开发工具为DEV C++。
四、实验步骤1．定义LR(1)分析法实验设计思想及算法①若ACTION[sm , ai] = s则将s移进状态栈，并把输入符号加入符号栈，则三元式变成为：(s0s1…sm s , #X1X2…Xm ai , ai+1…an#)；②若ACTION[sm , ai] = rj则将第j个产生式A->β进行归约。
此时三元式变为(s0s1…sm-r s , #X1X2…Xm-rA , aiai+1…an#)；③若ACTION[sm , ai]为“接收”，则三元式不再变化，变化过程终止，宣布分析成功；④若ACTION[sm , ai]为“报错”，则三元式的变化过程终止，报告错误。
2．定义语法构造的代码，与主代码分离，写为头文件LR.h。
3．编写主程序利用上文描述算法实现本实验要求。
五、实验结果1. 实验文法为程序既定的文法，写在头文件LR.h中，运行程序，用户可以自由输入测试语句。
语法分析
if(Yi∈VN) { if(i=n or 任一j(i+1≤j≤n)null(Yj)=true) FOLLOW(Yi)=FOLLOW(Yi)∪FOLLOW(A); if(Yi+1∈VT) Yi+1∈FOLLOW(Yi); else for(k=i+1;k<=n;k++) if(k=i+1 or i+1≤j≤k-1)null(Yj)=true ) FOLLOW(Yi)=FOLLOW(Yi)∪FIRST(Yk) }/*end of if*/ }/*end of for*/ } /*end of for*/ while FIRST,FOLLOW,nullable 不再改变
1、思路：对任一输入符号串，通过一切可能的办 法，从树根结点(识别符号)出发，根据文法自 上而下地为输入串建立一棵语法树；或者说， 从识别符号开始，根据文法试图为输入串建立 一个推导序列。 2、特点：是自顶向下分析的一般方法，分析过程 的本质是一种试探过程。
4
例∶假定有文法G[S]:(1)S->cAd (2)A->ab|a 对输入串w=cad。要求自上而下地构造w的语法树。 解决过程： S c a S c A a d A b d －对于输入串w，从文法的开始符号出 发，反复使用不同的产生式谋求匹配 输入串。当用某个非终结符号的候选 式进行匹配失败时，则推翻分析退回 到适当位置再重新试探其它候选式， 直到把所有可能的推导序列都试探完 仍不成功才能确认输入串不是该文法 的句子而报错 。称为带回溯的自顶 向下分析。 －回溯需要推导记住现场，浪费了大量 的时间和空间，必须设法消除。
在推导过程中，可以完全根据向前看符号唯 一决定选择哪个产生式往下推导，因此，分析过 程是完全确定的。这种分析称为确定的自顶向下 分析方法。
第五章自上而下语法分析
第五章⾃上⽽下语法分析第五章⾃上⽽下语法分析1、教学⽬的及要求：本章介绍编译程序的第⼆个阶段语法分析的设计⽅法和实现原理，包括⾃上⽽下分析的⽆回朔的递归下降分析、 LL(1)分析法。
要求理解递归下降分析、LL(1)⽂法的基本概念；掌握⽆回朔的递归下降分析的设计和实现、LL(1)分析表的构造与分析⽅法。
◇能够对⼀个给定的⽂法判断是否是LL(1)⽂法；◇能构造预测分析表；◇能⽤预测分析⽅法判断给定的输⼊符号串是否是该⽂法的句⼦；◇能对某些⾮LL(1)⽂法做等价变换：①消除左递归②提取左公共因⼦可能会变成LL(1)⽂法。
这样可扩⼤⾃顶向下分析⽅法的应⽤。
2、教学内容：语法分析器的功能，⾃上⽽下语法分析（递归下降分析法，预测分析程序），LL（1）分析法，递归下降分析程序构造，预测分析程序。
3、教学重点：递归下降⼦程序，预测分析表构造，LL(1)⽂法。
4、教学难点：对⼀个⽂法如何判断是否是LL(1)⽂法，由于在判断 LL(1)⽂法时⽤到⽂法符号串的开始符号集合（FIRST集）和⾮终结符后跟符号集合（FOLLOW集）的计算，⽽⼀般学⽣往往因概念不清或不够细⼼对这两个集合的计算常常出错，导致判断和分析结果的错误。
5、课前思考为了了解⾃顶向下（⾃上⽽下）分析的⼀般过程和问题，请学⽣⾸先回顾本章之前介绍的有关基本概念：◇句⼦、句型和语⾔的定义是什么？◇什么叫最左推导？◇什么叫最右推导和规范推导？◇什么叫确定的⾃顶向下语法分析？◇⾃顶向下语法分析是从⽂法的开始符号出发，反复使⽤各种产⽣式，寻找与输⼊符号匹配的推导。
◇确定的⾃顶向下语法分析中⽤的是哪种推导？◇在确定的⾃顶向下语法分析过程中，当以同⼀个⾮终结符为左部的产⽣式有多个不同右部时，如何选择⽤哪个产⽣式的右部替换当前的⾮终结符？◇确定的⾃顶向下语法分析对⽂法有何限制？6、章节内容第⼀节概述第⼆节 LL(1)分析⽅法第三节递归下降分析法5.1 概述LL分析法确定的⾃上⽽下分析⾃上⽽下分析递归下降分析法语法分析不确定的⾃上⽽下分析——即带回溯的分析⽅法算符优先分析⾃下⽽上分析LR分析⼀、带回溯的⾃顶向下分析⽅法是⾃顶向下分析的⼀般⽅法，即对任⼀输⼊符号串，试图⽤⼀切可能的办法，从树根结点（识别符号）出发，根据⽂法⾃上⽽下地为输⼊串建⽴⼀棵语法树，或者说，从识别符号开始，根据⽂法为输⼊串建⽴⼀个推导序列，这种分析过程本质上是⼀种试探过程，是反复使⽤不同规则谋求匹配输⼊串的过程。
语法分析
实验二语法分析一、实验目的：通过本实验理解语法分析的作用，分析对象、分析的方式和处理的结果，是重点内容。
二、实验学时：6学时。
三、实验内容根据给出的简单语言的语法构成规则（见五），编制语法分析程序，要求能将词法分析输出的单词文件用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析，输出相应的语法分析结果和错误信息。
关于错误信息：不要求错误种类，可以只给出出错位置。
四、实验方法使用LL(1)分析法，或LR分析法实现。
要先构造分析表再编写程序实现。
五、文法定义简单的表达式文法如下：E->E+T|E-T|TT->T*F|T/F|FF->(E)|i、六、处理程序例例1: 正确源程序例：i+(i+i)*i-i例2: 错误源程序例：i+(i+)-i附录、实验报告格式:编译原理实验报告一、实验内容和程序名称实验内容：根据给出的简单语言的语法构成规则（见五），编制语法分析程序，要求能将词法分析输出的单词文件用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析，输出相应的语法分析结果和错误信息。
关于错误信息：不要求错误种类，可以只给出出错位置。
程序名称：grammarAnalysis.cpp 二、主要方法说明scanner()函数： 读入一个单词符号 judge()函数： 进行语法分析 三、你的程序的使用手册介绍如何使用你的程序和结果样式，要求的使用环境等。
1.图2-1 语法分析主程序示意图2. judge()函数结构分析示意图如下：（2）递归下降分析程序示意图如图2-2所示。
（3）语句串分析过程示意图如图2-3所示。
否图2-3 语句串分析示意图图2-2 递归下降分析程序示意图（4）ZF语句分析程序流程如图2-4、2-5、2-6、2-7所示。
图2-4 ZF语句分析函数示意图图2-5 JJ表达式分析函数示意图否 否是是否否是图 2-6 CC 分析函数示意图否 是图2-7 ZS 分析过程示意图3. 运行结果是否整常数?是否（?调用scanner调用JJ 函数是否）?调用调用scanner出错处理四、实验过程分析实验过程中发生的问题分析，解决过程及方法。
第五章 语法分析(自上而下分析法)
解： 这里P=exp , α 1=+term , α 2=-term, β =term 改写： exp → term exp' , exp' → +term exp' | - term exp' | ε
(3)间接左递归的消除 例如文法G(S): S→Qc|c Q→Rb|b R→Sa|a
虽没有直接左递归，但S、Q、R都是左递归的
例：简单的表达式文法 exp → exp addop term | term 消除其左递归。 解：属于格式P → Pα | β 这里 P=exp , α =addop term , β =term 改写： exp → term exp' exp' → addop term exp' | ε
例 文法G(E): E→E＋T | T T→T*F | F F→(E) | i 经消去直接左递归后变成： E→TE′ E′→+TE′ | ε T→FT′ T′→*FT′ | ε F→(E) | i 不变
例1 假定有文法G(S): (1) S→xAy (2) A→** | * 分析输入串x*y(记为α)。 ① 按文法的开始符号产生语法树的根节点S,根据规 则，S有三个子孙，于是此时的语法树如图所示； 并把指示器IP指向串α的第一个符号x x*y IP S x*y IP S x A y
把语法树的子节点从左至右对IP所指向的符号进行匹 配。第一符号匹配，于是，IP向后移动一个符号。
是递归下降分析法和预测分析法的基础
LL(1)分析法
构造不带回溯的自上而下分析算法 要消除文法的左递归性 克服回溯
1 左递归的消除
（1）简单直接左递归 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
语法分析和语法分析程序
语义分析
01
语义分析是语法分析的第三个阶段，主要任务是理解句子所 表达的实际意义和概念。
02
语义分析需要理解单词和短语在特定语境下的含义，以及它 们之间的关系和逻辑。
03
语义分析通常使用语义规则和知识库等资源来进行，需要处 理各种语义歧义和概念歧义等问题。
应用广泛
语法分析在许多自然语言处理应 用中都发挥着重要的作用，如机 器翻译、信息检索、问答系统等。
语法分析的历史与发展
01 早期研究
早期的语法分析主要基于手工规则和专家系统， 这种方法复杂度高且可移植性差。
02 统计方法
随着统计方法的兴起，基于概率的语法分析方法 逐渐成为主流，这种方法能够自动地学习和识别 语言的语法结构。
解决方案
采用动态规划算法，逐步构建句子的 语法结构，同时考虑上下文信息。
语义理解难度
挑战
语法分析程序不仅需要理解句子的语法结构，还需要理解句子的语义，即理解句子所表达的实际意义 。
解决方案
利用知识图谱、语义网等技术，将语义信息纳入语法分析程序中，提高语义理解的准确性。
处理大规模数据的能力
挑战
随着大数据时代的到来，语法分析程序需要处理大规模数据，这对其性能和效率提出了 更高的要求。
文本分类与情感分析
基于语法分析程序，可以对文本进行分类和情感分析，识别文本的 主题、情感倾向和意图。
机器翻译
源语言解析
01
语法分析程序能够解析源语言文本，将其转化为内部表示形式，
为后续的翻译过程提供基础。
目标语言生成
02
基于源语言的内部表示形式，语法分析程序可以生成目标语言
vvbhqw编译原理课程设计(语法分析程序)
-+懒惰是很奇怪的东西，它使你以为那是安逸，是休息，是福气；但实际上它所给你的是无聊，是倦怠，是消沉;它剥夺你对前途的希望，割断你和别人之间的友情，使你心胸日渐狭窄，对人生也越来越怀疑。
—罗兰编译原理实验报告题目：对下面的文法对象，使用c语言构造它的预测分析程序；并任意给一算术表达式进行分析测试．分析对象对象定义如下：算术表达式→项｜算术表达式+项｜算术表达式－项项→因式｜项*因式｜项／因式因式→变量｜（算术表达式）变量→字母字母→A|B|C|D|E|F|G|H|I|J|K|L|M|N|O|P|Q|R|S|T|U|V|W|X|Y|Z实验日期：2005-6-15至2005-6-30指导教师：吴取劲班级：计算机029班学号：20029440913姓名：陈强一、分析语法分析部分我们我们采用ｌｌ（１）方法实现，采用ｌｌ（１）方法实现语法发分析要求文法满足以下要求：一个文法能否用确定的自顶向下分析与文法中相同左部的每个产生式右部的开始符号集合有关，当有右部能=*=>ε时则与其左部非终结符的后跟符号集合也有关，此外在产生式中不存在左递归即经过压缩，无左递归，无回溯。
它的基本思想是从左到右扫描源程序，同时从识别符号开始生成句子的最左推导，并只向前查看一个输入符号，便能唯一确定应选择的规则。
下面将确切地定义满足确定的自顶向下分析条件的文法即LL(1)文法及LL(1)文法的判别并介绍如何对非LL(1)文法进行等价变换问题，也就是消除一个文法中的左递归和左公共因子。
注意：一个文法中含有左递归和左公共因子绝对不是LL(1)文法，所以也就不可能用确定的自顶向下分析法，对此结论可以证明。
然而，某些含有左递归和左公共因子的文法在通过等价变换把它们消除以后可能变为LL(1)文法，但需要用LL(1)文法的定义判别，也就是说文法中不含左递归和左公共因子，只是LL(1)文法的必要条件。
LL(1) 文法的定义（5种定义）：一个文法符号串的开始符号集合定义如下：定义 1.设G=(VT，VN，S，P)是上下文无关文法,α是任意的文法符号串,FIRST(α)是从α推导出的串的开始符号的终结符集合。
编译原理实验二：LL（1）语法分析器
编译原理实验⼆：LL（1）语法分析器⼀、实验要求 1. 提取左公因⼦或消除左递归（实现了消除左递归） 2. 递归求First集和Follow集 其它的只要按照课本上的步骤顺序写下来就好（但是代码量超多...），下⾯我贴出实验的⼀些关键代码和算法思想。
⼆、基于预测分析表法的语法分析 2.1 代码结构 2.1.1 Grammar类 功能：主要⽤来处理输⼊的⽂法，包括将⽂法中的终结符和⾮终结符分别存储，检测直接左递归和左公因⼦，消除直接左递归，获得所有⾮终结符的First集，Follow集以及产⽣式的Select集。
#ifndef GRAMMAR_H#define GRAMMAR_H#include <string>#include <cstring>#include <iostream>#include <vector>#include <set>#include <iomanip>#include <algorithm>using namespace std;const int maxn = 110;//产⽣式结构体struct EXP{char left; //左部string right; //右部};class Grammar{public:Grammar(); //构造函数bool isNotTer(char x); //判断是否是终结符int getTer(char x); //获取终结符下标int getNonTer(char x); //获取⾮终结符下标void getFirst(char x); //获取某个⾮终结符的First集void getFollow(char x); //获取某个⾮终结符的Follow集void getSelect(char x); //获取产⽣式的Select集void input(); //输⼊⽂法void scanExp(); //扫描输⼊的产⽣式，检测是否有左递归和左公因⼦void remove(); //消除左递归void solve(); //处理⽂法，获得所有First集，Follow集以及Select集void display(); //打印First集,Follow集,Select集void debug(); //⽤于debug的函数~Grammar(); //析构函数protected:int cnt; //产⽣式数⽬EXP exp[maxn]; //产⽣式集合set<char> First[maxn]; //First集set<char> Follow[maxn]; //Follow集set<char> Select[maxn]; //select集vector<char> ter_copy; //去掉$的终结符vector<char> ter; //终结符vector<char> not_ter; //⾮终结符};#endif 2.1.2 AnalyzTable类 功能：得到预测分析表，判断输⼊的⽂法是否是LL(1)⽂法，⽤预测分析表法判断输⼊的符号串是否符合刚才输⼊的⽂法，并打印出分析过程。
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语法分析程序大作业
一、作业目的和要求
通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序（任选有代表性的语法分析方法，如LL(1)、递归下降分析法、LR、算符优先分析法）等，作为编制语法分析程序的依据，对词法分析器所提供的单词序列进行语法检测和结构分析，实现并进一步掌握常用的语法分析方法。
二、作业内容
选择对各种常见高级程序设计语言都较为通用的语法结构作为分析对象（例如表达式、if、while、for等等），给出其文法规则描述（注意，文法规则的描述要符合所选分析方法的要求，比如用LL(1)分析法，文法必须是LL(1)文法），设计并实现一个完整的语法分析程序。
输入：源程序以文件的形式输入。
输出：对于输入的源程序，如果输入源程序是给定文法定义的合法程序，则输出”success”，如果不是，即输入源程序有错误，则输出“Error”,并且尽可能指出出错位置和原因。
三、作业要求
1、说明语法分析的源语言是什么？
能分析的语法成分有哪些（比如if、while、表达式、switch等等）。
给出每个语法规则的文法描述。
（可以自定义语法成分，设计合理的语法规则。
）
2、说明选择的语法分析方法是哪种？描述总体设计思路和主要的流程图。
3、编程实现，程序中编写的各种函数，需要给出注释，说明函数的作用。
四、结果分析
1、输入正确的源程序截图：
输出结果截图：
2、输入错误的源程序截图：
输出结果截图：
3、总结（自己的心得体会、你编写的语法分析程序的优缺点）
作业分工
上交内容：将以下文件打包压缩，压缩包命名：班级学号姓名_语法分析大作业
学号姓名以组长名字命名即可
1、本报告
2、语法分析程序代码
3、编译生成可执行程序
4、用于测试的源程序代码文件。