第5章 自底向上优先分析
编译原理 语法分析(2)_ LL(1)分析法1
自底向上分析法
LR分析法的概念 LR分析法的概念 LR(0)项目族的构造 LR(0)项目族的构造 SLR分析法 SLR分析法 LALR分析法 LALR分析法
概述
功能：根据文法规则 文法规则， 源程序单词符号串 单词符号串中 功能：根据文法规则，从源程序单词符号串中
识别出语法成分，并进行语法检查。 识别出语法成分，并进行语法检查。
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【例】文法G[E] 文法G[E] E→ E +T | T 消除左递归 T→ T * F | F F→(E)|i 请用自顶向下的方法分析是否字 分析表 符串i+i*i∈L(G[E])。 符串i+i*i∈L(G[E])。
E→TE’ E’→+TE’|ε T →FT’ T’→*FT’|ε F→(E)|i
编译程序组织结构
表 处 理
前
端 中
源 程 序
词 法 分 析
语 法 分 析
语 义 分 析
间 代 码 生 成
中 后 目 端 间 标 代 代 码 码 优 生 化 成
目 标 程 序
错 误 处 理
第4章 语法分析
自顶向下分析法
递归子程序法（递归下降分析法） 递归子程序法（递归下降分析法） LL(1)分析法 LL(1)分析法
通常把按LL(1)方法完成语法分析任务的程序叫LL(1)分析程序或者LL(1)分析器。 通常把按LL(1)方法完成语法分析任务的程序叫LL(1)分析程序或者LL(1)分析器。 LL(1)方法完成语法分析任务的程序叫LL(1)分析程序或者LL(1)分析器
输入串
一、分析过程
#
此过程有三部分组成: 此过程有三部分组成: 分析表 总控程序） 执行程序 (总控程序） 分析栈） 符号栈 （分析栈）
第四章自下而上的分析法
算符优先分析小结
优点 • 简单、效率高 简单、 • 能够处理部分二义性文法 缺点 • 文法书写限制大 • 占用内存空间大 • 不规范、存在查不到的语法错误 不规范、
5.2.4 算符优先分析中的出错处理
分析中发现语法错误： （1）栈顶终结符与下一输入符号之间不 存在任何优先关系； （2）找到某一“句柄”，但不存在右部 为此“句柄”的产生式。
• 在输入符号串中插入优先符，形成一组以 ≮ 在输入符号串中插入优先符， 为左端， 为中缀， 为右端的短语。 为左端，以≡为中缀，以≯为右端的短语。 • • • • # ≮ id ≯ + ≮ id ≯ * ≮ id ≯ # # ≮ E + ≮ E * E ≯ # # ≮ E + E ≯ # # E # • 对短语进行归约后再次插入优先符
算符优先关系表的构造
1）检查产生式，找出满足a ≡ b的终结符对； ）检查产生式，找出满足a b的终结符对 的终结符对； 计算所有非终结符的两个集合 2）计算所有非终结符的两个集合 FIRSTVT（ P⇒ a...或 Qa...} FIRSTVT（P）={a| P⇒+a...或P⇒+Qa...} LASTVT（P）={a| P⇒+...a或P⇒+...aQ} LASTVT（ P⇒ ...a或 ...aQ} 对每条产生式P 3）对每条产生式P→X1X2…Xn,对右部的符号自左 至右进行观察(X 至右进行观察(X1X2…Xn): 对任何b 若Xi∈VT,Xi+1∈VN,则对任何b∈ FIRSTVT(X ),有 b； FIRSTVT(Xi+1),有Xi ≮ b； 对任何b LASTVT( STVT(X 若Xi∈VN,Xi+1∈VT,则对任何b∈ LASTVT(Xi), 有b ≯ Xi+1 (P92)
第5章 语法制导翻译和中间代码生成
剩余串 3＋ 45# ＋45# ＋45# ＋45# ＋45# 5# 5# 5# 5# 5# #
主要动作
r6 r4 r2
r6 r4
r6 # # r3 r1 acc
表达式3 ＋ 4 5的语法语义分析和计值过程
§5.3
中间语言
所谓中间语言，也称中间代码，是复杂性介 于源程序语言和机器语言的一种记号系统。一般 来说，快速编译程序直接生成目标代码，没有将 中间代码翻译成目标代码的额外开销。但是为了 使编译程序结构在逻辑上更为简单明确，使生成 的的目标代码更为高效，通常采用中间语言。 编译程序所使用的中间语言形式较多。常见 的逆波兰式、三元式、四元式和树形表示等。来自bcd
3. 间接三元式 为了尽量不改变三元式表，可以另设一张间 接码表来表示有关三元式在三元式表的 计值顺序。用这种方法获得的中间代码 称为间接三元式。
例如，表达式a := x＋y z b := t－y z 的间接三元式表示如图所示。
三元式列表 （1）（ ，y，z） （2）（＋，x，（1）） （3）（:=，a，（2）） （4）（－，t，（1）） （5）（:=，—，（4））
§5.4 自底向上语法制导翻译
语法制导翻译分为自底向上和自底向下两种。 自底向上语法制导翻译方法就是在自底向上语法 分析过程中逐步执行语义规则。也就是在每次归 约的同时执行相应的语义动作。
5.4.1 简单算术表达式和赋值语句的翻译
简单算术表达式和赋值语句是指不含数组 元素、记录等复杂数据结构的算术表达式和赋值 语句。
简单算术表达式求值的属性文法。 例5.1 ：
规则 1.S→E 2.E→E1＋T 3.E→T 4.T→T1 F 5.T→T1 6.F→（E） 7.F→digit 语义规则 print（E.val） E.val := E1.val＋T.val E.va1 := T.valv T.val := T1.val F.val T.val := T1.val F.val := E.val F.val := digit.lexval
LR分析法
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LR驱动程序算法流程
开始 •0入状态栈; •‘#’入符号栈; •ip指向w#的第一个符号 ; •令S是状态栈栈顶; •a是ip指向的符号;
a入符号栈; 状态j入状态栈; 使ip指向下一个符号;
初始 化
直到(ip指向输入 串的尾部# AND 符 号栈栈顶为S);
执行ACTION[s,a]
移 入
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-移进Shift:
表示:ACTION[i,a]=Sj 动作:状态j和输入符号a分别入符号 栈和状态栈，输入串向前进一字符。
-归约reduce:
表示:ACTION[i,a]=rk 其中: k表示第k个产生式。 动作:设第k个产生式右部长度为m, 左边非终结符为A,距状态栈栈顶m个 位置的状态为p。 1、从符号栈和状态栈中分别弹出 m个符号; 2、非终结符A入符号栈; 3、GOTO[p,A]=q 入状态栈。
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(1)LR（K）分析法定义
LR(k)分析法意义 - “L”是指从左至右扫描输入符号串， - “R”是指构造一个最右推导的逆过程， - “k”是指为了作出分析决定而向前看的输入符 号的个数。
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（2）LR分析法的特点
LR分析器（程序）基本上可以识别所有上下文无关文
法写的编程语言结构，分析能力强且适用范围广
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活前缀和句柄的关系：
约定：β为该句型的句柄，对应产生式为A→β， β= β1β2 1. 活前缀不含有句柄的任何符号，此时期望 A→β的右部所推出的符号串。 2.活前缀只含句柄的一部分符号，表明 A→β1β2的右部子串β1已出现在栈顶，期待 从输入串中看到β2推出的符号。 3.活前缀已含有句柄的全部符号，表明产生式 A→β的 右部β已出现在栈顶。 如：右句型aAbcde的活前缀ε,a,aA,aAb 其中： ε,a不含有句柄的任何符号； aA只含句柄的一部分符号； aAb含有句柄的全部符号。
第四章 语法分析2
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§4.3 自底向上语法分析
一、简单优先文法分析法 1. 与文法有关的一些关系定义 2. 构造文法关系传递闭包 和自反传递闭包 3. 文法优先关系概念 4. 文法优先关系的构造 5. 简单优先文法 6. 简单优先文法分析算法 二、算符优先分析法 1. 算符优先关系概念 2. 算符优先文法 3. 算符优先关系的构造方法 4. 最左素短语 5. 算符优先分析算法 三、优先函数及其构造 1.优先函数定义 2.优先函数矩阵的构造 3.利用优先函数矩阵进行语法分析 四、LR分析法 1. LR分析法一般概述 2. LR分析器工作原理 3. LR(0)分析表构造 4. SLR(1)分析表构造 5. LR(1)分析表构造 6. LALR分析表构造 五、二义性文法的应用 1.问题的提出 2.二义性文法分析表的构造
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一、简单优先文法分析法
设文法Ｇ［Ａ］ Ａ∷＝Ａf｜Ｂ, Ｂ∷＝DdC｜De,
Ｃ∷＝e,
Ｄ∷＝Ｂf
Ｌ＝｛(Ａ，Ａ)，(Ａ，Ｂ)，(Ｂ，Ｄ)，(C,e)，(Ｄ，Ｂ)｝ 根据关系L的值，可作出它的布尔矩阵 BL 如下所示：
A B C BL = D e d f A B C D e d f 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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一、简单优先文法分析法
下面我们定义与任何文法有关的几个关系。 （1）Ｖ上关系Ｌ 设Ｖ为已知文法的有穷字汇表，U是任一非终结符，Ｖ上 关系Ｌ可定义为U L S当且仅当存在规则 U∷＝Ｓ… 其 中Ｓ可以是终结符或非终结符。 或表示成 Ｌ＝｛（U，Ｓ）｜UＳ…,S(VT∪VN )｝
第六章 语法分析-自下而上分析法
一、自下而上语法分析的基本问题 1.归约: 如何判断栈顶符号的可归约性以及如何归约，是 自下而上分析的中心问题。 2.短语和句柄
如果Ｓ ⇒ αＡβ and A ⇒γ，则称γ是句型 αγβ的相对于变量A的短语 * 如果Ｓ ⇒αＡβ and A⇒γ，则称γ是句型 αγβ的相对于变量A的直接（简单）短语 最左直接短语叫做句柄
e
abbcde
一、自下而上语法分析的基本问题 (3)自下而上分析的关键问题
似乎移进-归约过程很简单,其实不然,在上面第5步,如果用 规则2(P → b)进行归约而不是用规则3(P → Pb)进行归约,结果 会怎么样呢？ 上面的归约过程是从文法的句子abbcde开始，每一步都是把最 左直接短语（句柄）替换为相应产生式的左部符号（在步骤5时 栈顶为#aPb，此时是将b归约为P还是将Pb归约为P？由于此时对 于句型aPbcde（即栈内容+输入缓冲区内容）来说Pb是句柄，故 将Pb归约为P）。也就是说，自底向上分析的关键问题是在分析 中如何确定句柄（准确地说为可归约串），即如果知道何时在 栈顶符号串中已形成了某句型的句柄，那么就可以确定何时进 行归约。对此，不同的分析方法有不同的解决办法。这里主要 介绍算符优先及LR分析方法。
例： 移进—归约分析（Shift-reduce parsing)
要点：建立符号栈，用来纪录分析的历史和现状， 并根据所面临的状态，确定下一步动作是移 进还是归约。
输入串 # 符号栈 #
S.R.P
输入串 # 符号栈 #
S.R.P
分析过程：把输入符号串按自左向右顺序一一地 移进符号栈（一次移一个），检查栈中符号，当在栈 顶的若干符号形成当前句型的句柄时，就根据规则进 行归约，将句柄从符号栈中弹出，并将相应的非终结 符号压入栈内（即规则的左部符号），然后再检查栈 内符号串是否形成新的句柄，若有就再进行归约，否 则移进符号。分析一直进行到读到输入串的右界符为 止。最后，若栈中仅含有左界符号和识别符号，则表 示分析成功，否则失败
第06章 自底向上优先分析
第6 章自底向上优先分析第1 题已知文法G[S]为：S→a|∧|(T)T→T,S|S(1) 计算G[S]的FIRSTVT 和LASTVT。
(2) 构造G[S]的算符优先关系表并说明G[S]是否为算符优先文法。
(3) 计算G[S]的优先函数。
(4) 给出输入串(a,a)#和(a,(a,a))#的算符优先分析过程。
答案：文法展开为：S→aS→∧S→(T)T→T,ST→S(1) FIRSTVT - LASTVT 表：(2) 算符优先关系表：表中无多重人口所以是算符优先（OPG）文法。
友情提示：记得增加拓广文法S`→#S#，所以# FIRSTVT(S)，LASTVT(S) #。
(3)对应的算符优先函数为：a(),^# f212221g331131（4）对输入串（a,a）#的算符优先分析过程为Success!对输入串（a,(a,a)）# 的算符优先分析过程为：第 2 题已知文法 G[S]为： S →a|∧|(T)T →T ,S|S(1) 给出(a,(a,a))和(a,a)的最右推导，和规范归约过程。
(2) 将(1)和题 1 中的(4)进行比较给出算符优先归约和规范归约的区别。
答案：（１）(a,a)的最右推导过程为： S (T) (T,S)(T,a) (S,a) (a,a)（a,(a,a)）的最右推导过程为： S (T) (T,S) (T,(T))(T,(T,S))(T,(T,a))(T,(S,a))(T,(a,a))(S,(a,a))(a,(a,a))(a,(a,a))的规范归约过程：(a,a)的规范归约过程：(2)算符优先文法在归约过程中只考虑终结符之间的优先关系从而确定可归约串，而与非终结符无关，只需知道把当前可归约串归约为某一个非终结符，不必知道该非终结符的名字是什么，因此去掉了单非终结符的归约。
规范归约的可归约串是句柄，并且必须准确写出可归约串归约为哪个非终结符。
第３题：有文法G[S]：SÆVVÆT|ViTTÆF|T+FFÆ)V*|((1) 给出(+(i(的规范推导。
编译原理LR分析法
编译原理LR分析法编译原理中的LR分析法是一种自底向上的语法分析方法，用于构建LR语法分析器。
LR分析法将构建一个识别句子的分析树，并且在分析过程中动态构建并操作一种非常重要的数据结构，称为句柄(stack)。
本文将详细介绍LR分析法的原理、算法以及在实际应用中的一些技巧。
1.LR分析法的原理LR分析法是从右向左(Right to Left)扫描输入串，同时把已处理的输入串的右侧部分作为输入串的前缀进行分析的。
它的核心思想是利用句柄来识别输入串中的语法结构，从而构建分析树。
为了实现LR分析法，需要识别和操作两种基本的语法结构：可规约项和可移近项。
可规约项指的是已经识别出的产生式右部，可以用产生式左部进行规约。
可移近项指的是当前正在处理的输入符号以及已处理的输入串的右侧部分。
2.LR分析法的算法LR分析法的算法包括以下几个步骤：步骤1: 构建LR分析表，LR分析表用于指导分析器在每个步骤中的动作。
LR分析表包括两个部分：动作(Action)表和状态(Goto)表。
步骤2: 初始化分析栈(stack)，将初始状态压入栈中。
步骤3:从输入串中读取一个输入符号，并根据该符号和当前状态查找LR分析表中的对应条目。
步骤4:分析表中的条目可能有以下几种情况：- 移进(shift)：将输入符号移入栈中，并将新的状态压入栈中。
- 规约(reduce)：将栈中符合产生式右部的项规约为产生式左部，并将新的状态压入栈中。
- 接受(accept)：分析成功，结束分析过程。
- 错误(error)：分析失败，报告错误。
步骤5:重复步骤3和步骤4，直到接受或报错。
3.LR分析法的应用技巧在实际应用中，为了提高LR分析法的效率和准确性，一般会采用以下几种技巧：-使用LR分析表的压缩表示：分析表中的大部分条目具有相同的默认动作（通常是移进操作），因此可以通过压缩表示来减小分析表的大小。
-使用语法冲突消解策略：当分析表中存在冲突时，可以使用优先级和结合性规则来消解冲突，以确定应该选择的操作。
(完整版)编译技术复习题答案
第一章：编译系统概述一．单选题1.编译程序前三个阶段完成的工作是（ C ）。
A．词法分析、语法分析和代码优化B．代码生成、代码优化和词法分析C．词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成D．词法分析、语法分析和代码优化2.编译程序绝大多数时间花在（D ）上。
A．出错处理B．词法分析C．目标代码生成D．表格管理3．编译程序是对（C ）。
A．汇编程序的翻译B．高级语言程序的解释执行C．高级语言的翻译D．机器语言的执行4.在使用高级语言编程时，首先可通过编译程序发现源程序的全部（ A ）错误。
A．语法B．语义C．语用D．运行二．填空题1.编译程序首先要识别出源程序中每个( 单词)，然后再分析每个( 句子)并翻译其意义。
2.通常把编译过程分为分析前端与后端两大阶段。
词法、语法和语义分析是对源程序的( 分析)，中间代码生成、代码优化与目标代码的生成则是对源程序的(综合)。
3．对编译程序而言，输入数据是( 源程序)，输出结果是( 目标程序)。
4．对下列错误信息，请指出可能是编译的哪个阶段（词法分析、语法分析、语义分析、代码生成）报告的。
（1）else 没有匹配的if （语法分析）（2）数组下标越界（语义分析）（3）使用的函数没有定义（语法分析）（4）在数中出现非数字字符（词法分析）5．如果编译程序生成的目标程序是机器代码程序，则源程序的执行分为两大阶段：（编译阶段）和（运行阶段）。
如果编译程序生成的目标程序是汇编语言程序，则源程序的执行方式分成三个阶段：（编译阶段）（汇编阶段）和（运行阶段）。
6．编译程序在其工作过程使用最多的数据结构是（表），它记录着源程序中各种信息，以便查询或修改，在这些（表）中，尤以（符号表）最重要，它的生存期最长，使用也最频繁。
三．简述题：1．编译程序的工作分为那几个阶段?答：词法分析、语法分析和语义分析是对源程序进行的分析(称为编译程序的前端)，而中间代码生成、代码优化和代码生成三个阶段合称为对源程序进行综合(称为编译程序的后端)，它们从源程序的中间表示建立起和源程序等价的目标程序。
编译原理 第4章 语法分析—自顶向下分析
例 S::=aABbcd|ε，A::=ASd|ε，B::=SAh|eC|ε，
C::=Sf|Cg|ε，求此文法的每一个非终结符号的
FOLLOW集。
解：FOLLOW(S)={#}∪FIRST(d) ∪(FIRST(Ah)-{ε}) ∪FIRST(f)
={#}∪{d}∪{a,d,h}∪{f} = {a,d,h,f,#}
4)若对于一切1≤i≤n，ε∈FIRST(Xi)，则将ε符号加 进FIRST(α)。
例4-1(P62) 有文法： E→TE′ E′→+TE′ E′→ε T→FT′ T′→*FT′ T′→ε F→(E)|i 求文法中非 终结符号以及各 产生式右部符号 串的FIRST集。
解：该文法的非终结符号有E、E′、 T、T′和F。 FIRST(E)=FIRST(TE′) =FIRST(FT′E′)={ ( ，i } FIRST(+TE′)={ + } FIRST(ε)={ε} FIRST(E′)=FIRST(+TE′) ∪FIRST(ε)={+ ，ε} FIRST(T)=FIRST(FT′)={ ( ，i } FIRST(*FT′)={ * } FIRST(T′)=FIRST(*FT′) ∪FIRST(ε)={* ，ε} FIRST((E))={ ( } FIRST(i)={ i } FIRST(F) =FIRST((E)) ∪FIRST(i)={( ，i}
分析法算符优先分析法简单优先分析法优先分析法自底向上带回溯递归下降分析法分析法不带回溯自顶向下语法分析lr回溯示例41p61自顶向下的分析方法就是从文法的开始符号出发按最左推导方式向下推导试图推导出要分析的输开始符号输入符号串自底向上的分析方法从输入符号串开始按最左归约方式向上归约到文法的开始符号