语法解析：自顶向下与自底向上构建简单C语言编译器

在编译器的设计与实现过程中，语法分析是一个关键环节，它涉及到将输入的单词符号串转换成符合语言语法规则的语法单位，如短语、子句、句子等，以判断整个程序是否有效。这个过程通常分为两种主要的分析方法：自上而下的LL(1)分析和自下而上的算符优先分析或LR分析。 1. **语言的语法规则**：语法规则是编程语言的基础，它定义了如何构造有效的程序结构。例如，给出的C语言简化的文法中，有如下的规则： - `program`由变量声明和函数声明组成 - `expression-stmt`可以是赋值语句或简单的表达式，后跟分号 - `if-stmt`包含一个条件表达式和可能的分支 - `while-stmt`包含一个循环条件和循环体 2. **语法单位**：语法单位包括变量声明、函数声明、语句、表达式、运算符等。这些基本单元按照文法的规则组合起来形成更大的结构，如复合语句、函数调用等。 3. **语法分析器**：其功能是解析词法分析器生成的符号串，根据预定义的文法产生式（如BNF或EBNF形式）检查输入是否符合语法规则。例如，`statement→ expression-stmt∣selection-stmt∣iteration-stmt`这一产生式表明一条语句可能是表达式语句、选择语句或循环语句。 4. **分析方法**： - **LL(1)**：这是一种自上而下的分析方法，从句子的开始符号开始，逐级应用文法的左递归规则，直到达到结束符号。LL(1)假设当前符号只依赖于前面的最左符号，适用于某些简单语言。 - **算符优先分析**：根据算符的优先级来决定分析过程，自下而上地构建语法树。 - **LR分析**：更复杂但强大，适用于处理左递归和右递归，如LR(0)、LR(1)或GLR等，允许分析复杂的语言结构。 5. **具体例子**：如文本中的`if(a>b) a = a-b;`，根据文法规则，这是一个`if-stmt`，包含一个`expression`和一个`expression-stmt`，它们又分别由更小的语法单元组成，如`expression`中的`additive-expression`和`term`。 总结来说，编译器设计中的语法分析是将词汇单元组织成有意义的结构的关键步骤，通过应用特定的分析算法（如LL(1)或LR），确保输入代码符合语言的语法规则，从而为后续的词法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成等阶段提供正确性保障。