自顶向下与自底向上语法分析方法详解

本资源主要探讨的是编译原理中的第四章——语法分析，重点聚焦于自顶向下分析法。语法分析在编译过程中扮演着关键角色，它的任务是验证词法分析阶段产生的符号串是否符合给定文法的规则，如果正确则构造出正确的语法结构。 首先，4.1节介绍了语法分析程序的基本功能，即通过检查词法分析结果，查找并纠正语法错误，确认输入字符串是否为文法的有效句子。常用的语法分析方法有两种：自顶向下分析和自底向上分析。自顶向下方法是从文法的开始符号出发，逐层构造语法树，而自底向上则是从输入串开始，逐步通过规约回到开始符号。 4.2节深入讨论了非确定的自顶向下分析法。这种方法尝试用所有可能的方式从开始符号出发，构建最左推导，判断输入是否为文法的句子。然而，遇到形如U→x1|x2|…|xn的规则时，可能会导致效率低下，因为需要穷举所有可能性。为提高效率，确定的自顶向下分析法通常用于处理无左递归和无回溯的文法。 接着，4.2.2部分详细解释了文法左递归和回溯的消除。左递归是指文法规则中某个非终结符出现在自身定义的左侧，这可能导致无限循环。消除左递归的方法包括引入新的非终结符，将原规则转化为右递归形式，或者使用扩充的BNF（Backus-Naur Form，巴科斯-诺尔范式）表达法，如使用花括号{}表示可重复的符号串，方括号[]表示可选的符号串，以及圆括号()表示优先级。 例如，原文法E→E+T|E-T|T通过扩充BNF变为E→TE'|E'+TE'|-TE'|T，这样就消除了左递归。消除左递归后，分析器的性能得到改善，同时确保了分析的正确性。 总结来说，这部分内容深入讲解了自顶向下分析方法在编译原理中的应用，以及如何处理文法中的左递归问题，这对于理解和实现编译器设计至关重要。掌握这些概念和技术，能帮助开发者更高效地进行语法分析，确保编译过程的准确性和效率。