编译实验递归下降分析法

递归下降分析法是一种自顶向下的语法分析方法，它基于对输入符号串进行递归下降来建立分析树的过程。在这个过程中，每个非终结符都有一个对应的递归函数，用于对该非终结符所代表的语法规则进行语法分析。

下面我们以一个简单的示例来说明递归下降分析法的编译实验过程。

假设有以下文法：

S -> if E then S else S | id := E
E -> E + T | T
T -> T * F | F
F -> ( E ) | id | num

其中，S、E、T、F 都是非终结符，id 和 num 是终结符。

首先，我们需要对文法进行消除左递归和提取公因式的操作，得到如下文法：

S  -> if E then S else S | id := E
E  -> TE'
E' -> +TE' | ε
T  -> FT'
T' -> *FT' | ε
F  -> ( E ) | id | num

接下来，我们可以根据这个文法来编写递归下降分析程序。

首先，我们需要定义一个函数用于分析非终结符 S，代码如下：

void S() {
    if (lookahead == IF) {  // 如果当前输入符号是 if，则分析 if E then S1 else S2 这个产生式
        match(IF);
        E();
        match(THEN);
        S();
        match(ELSE);
        S();
    } else if (lookahead == ID) {  // 如果当前输入符号是 id，则分析 id := E 这个产生式
        match(ID);
        match(ASSIGN);
        E();
    } else {
        error();  // 报错
    }
}

在这个函数中，我们首先判断当前的输入符号 lookahead 是否是 if 或者 id。如果是 if，则表示需要分析 if E then S1 else S2 这个产生式，需要先分析 E、then、S1 和 else，然后再分别调用 S() 函数对 S1 和 S2 进行语法分析。如果是 id，则表示需要分析 id := E 这个产生式，需要先分析 id 和 :=，然后再调用 E() 函数对 E 进行语法分析。如果当前输入符号不是 if 或者 id，则表示输入有误，报错并退出程序。

接下来，我们需要定义一个函数用于分析非终结符 E，代码如下：

void E() {
    T();
    E_prime();
}

在这个函数中，我们首先调用 T() 函数对 T 进行语法分析，然后再调用 E_prime() 函数对 E' 进行语法分析。

接下来，我们需要定义一个函数用于分析非终结符 E'，代码如下：

void E_prime() {
    if (lookahead == PLUS) {  // 如果当前输入符号是 +，则分析 +TE' 这个产生式
        match(PLUS);
        T();
        E_prime();
    } else {
        // 如果当前输入符号不是 +，则不需要进行语法分析，直接返回即可
    }
}

在这个函数中，我们首先判断当前的输入符号 lookahead 是否是 +。如果是 +，则表示需要分析 +TE' 这个产生式，需要先分析 + 和 T，然后再调用 E_prime() 函数对 E' 进行语法分析。如果当前输入符号不是 +，则表示 E' 产生式可以推出 ε，不需要进行语法分析，直接返回即可。

接下来，我们需要定义一个函数用于分析非终结符 T，代码如下：

void T() {
    F();
    T_prime();
}

在这个函数中，我们首先调用 F() 函数对 F 进行语法分析，然后再调用 T_prime() 函数对 T' 进行语法分析。

接下来，我们需要定义一个函数用于分析非终结符 T'，代码如下：

void T_prime() {
    if (lookahead == TIMES) {  // 如果当前输入符号是 *，则分析 *FT' 这个产生式
        match(TIMES);
        F();
        T_prime();
    } else {
        // 如果当前输入符号不是 *，则不需要进行语法分析，直接返回即可
    }
}

在这个函数中，我们首先判断当前的输入符号 lookahead 是否是 *。如果是 *，则表示需要分析 *FT' 这个产生式，需要先分析 * 和 F，然后再调用 T_prime() 函数对 T' 进行语法分析。如果当前输入符号不是 *，则表示 T' 产生式可以推出 ε，不需要进行语法分析，直接返回即可。

最后，我们需要定义一个函数用于分析非终结符 F，代码如下：

void F() {
    if (lookahead == LPAREN) {  // 如果当前输入符号是 (，则分析 (E) 这个产生式
        match(LPAREN);
        E();
        match(RPAREN);
    } else if (lookahead == ID) {  // 如果当前输入符号是 id，则分析 id 这个产生式
        match(ID);
    } else if (lookahead == NUM) {  // 如果当前输入符号是 num，则分析 num 这个产生式
        match(NUM);
    } else {
        error();  // 报错
    }
}

在这个函数中，我们首先判断当前的输入符号 lookahead 是否是 (、id 或者 num。如果是 (，则表示需要分析 (E) 这个产生式，需要先分析 (、E 和 )。如果是 id，则表示需要分析 id 这个产生式，需要先分析 id。如果是 num，则表示需要分析 num 这个产生式，需要先分析 num。如果当前输入符号既不是 (、id，也不是 num，则表示输入有误，报错并退出程序。

以上就是递归下降分析法的编译实验过程。在实际的编译器开发中，我们需要根据具体的文法和语言特点来设计递归下降分析程序，并对程序进行优化，以提高语法分析的效率和准确性。