LL(1)分析器的工作原理与下推自动机
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更新于2024-07-12
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"LL分析器的总控算法是编译原理中的一个重要概念,主要用于自上而下的语法分析。本文档详细介绍了LL(1)分析器的运作机制,并提供了其核心的四步处理流程。"
LL(1)分析器是自上而下的语法分析方法之一,它的名称"LL(1)"代表了从左到右(Left-to-Right)扫描输入串,以左most derivation(从文法的开始符号开始推导)的方式进行分析,并且在遇到选择时,基于第一个(1)符号的下一个输入来决定如何进行。这种分析器的设计旨在对上下文无关文法进行解析。
1. **LL(1)分析器的基本操作**:
- **初始状态**:将输入串结束符($)和文法的开始符号一同压入栈中,读头指向输入串的第一个符号。
- **匹配过程**:
- **情况1**:如果栈顶符号与当前输入符号相同且等于$,表示分析成功。
- **情况2**:如果栈顶符号与当前输入符号匹配,读头前移,栈顶符号出栈。
- **情况3**:如果栈顶符号是文法中的非终结符,查阅分析表(分析表中的每一项对应于栈顶非终结符和当前输入符号),根据分析表的指示执行操作。如果表项为产生式x→w,将x出栈,将w的所有非终结符和终结符压栈;若w为空字符串(ε),则只出栈x;若表项为空,则表示无法继续分析,报错。
- **循环步骤**:不断重复情况2和情况3,直到分析成功或出错。
2. **语法分析的作用**:
- 语法分析是编译器或解释器的重要组成部分,其主要任务是检验单词符号序列是否符合给定的语法规则,构建抽象语法树(AST),为后续的语义分析和代码生成阶段提供结构化信息。
3. **自上而下的语法分析方法**:
- 自上而下分析是从文法的开始符号开始,尝试通过文法的产生式逐步推导出输入串,如果是文法的合法句子,推导过程将会成功,否则会遇到无法继续的情况而失败。
- 分类:确定的自上而下分析(如LL(1))和不确定的自上而下分析(带回溯)。
4. **下推自动机(PDA)**:
- PDA是上下文无关文法的识别器,包含输入带、读头、有限状态控制器和一个后进先出的下推栈。
- 形式定义包括:状态集Q,输入字母表Σ,下推栈字母表H,初始状态q0,初始栈符号z0,以及终态集F,以及状态转换函数δ。
5. **PDA的状态转换**:
- δ函数描述了在不同状态下,根据输入字符和栈顶符号如何进行状态转换、栈操作(上托和下推)以及读头的移动。
综上,LL(1)分析器的总控算法是通过维护一个下推栈,结合分析表进行决策,实现对输入串的语法分析。其在编译器设计中起着关键作用,帮助验证输入串是否符合给定的文法规则。
2011-12-13 上传
2011-06-16 上传
2022-12-03 上传
2023-04-24 上传
2024-06-25 上传
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2023-05-15 上传
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VayneYin
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