编译原理：自顶向下与自底向上的语法分析

"第四章语法分析 编译原理演示文稿4" 在编译原理中，语法分析是一个至关重要的阶段，它的目标是对源程序的单词序列进行解析，识别出符合语法规则的结构，通常称为语法成分，如句子或程序。这个过程确保了源代码在语法层面的正确性。编译器的这一核心部分被称为“分析器”。 语法分析技术主要分为两大类：自顶向下分析法和自底向上分析法。 自顶向下分析法，也称为推导，是从文法的开始符号开始，尝试推导出与输入单词串完全匹配的句子。这种方法包括确定的和不确定的两种。确定的自顶向下分析，如递归下降法和预测分析法（LL(1)分析法），要求在任何时候都能根据当前输入符号唯一确定下一步的推导方向。例如，如果文法中没有左递归，那么可以使用递归下降法进行分析。递归下降法直观且易于实现，但对处理左递归和回溯较为敏感。 不确定的自顶向下分析允许回溯，试图通过各种可能的产生式匹配输入串。例如，如果输入串为"abdet"，且文法为G[S]: S→aBCB→ib|bC→DE|FG|cD→dE→ehF→deG→t，这个过程会尝试不同路径来找到一个最左推导，但可能会因为回溯而导致效率降低。 自底向上分析法，又称归约，是从输入的单词串开始，尝试归约到文法的开始符号。常用的方法有优先分析法和LR分析法（如LR(0)，SLR(1)，LR(1)，LALR(1)）。这些方法从单词串的末尾开始，向前归约，直到达到开始符号，适用于处理左递归的文法。 让我们通过几个示例来理解自顶向下的分析过程。在文法G1[S]: S→pAS→qBA→cAdA→a中，输入串“pccadd”的自顶向下推导为：S => pA => pcAd => pccAdd => pccadd。在文法G2[S]: S→ApS→BqA→aA→cAB→bB→dB中，输入串“ccap”的推导过程是：S => Ap => cAp => ccAp => ccap。最后，在文法G3[S]: S→aAS→dA→bASA→ε中，输入串“abd”的推导路径为：S => aA => abAS => abS => ab。 总结来说，自顶向下的语法分析通过从文法的开始符号出发，尝试构建一个与输入串匹配的分析树或最左推导。确定性的自顶向下分析避免了回溯，提高了效率，而不确定的分析则可能需要多次尝试才能成功。这两种方法各有优缺点，适用于不同的文法结构和编译器设计需求。在实际的编译器设计中，往往需要结合使用并优化这些策略，以实现高效且准确的语法分析。