LR语法分析程序设计与实现

"该资源是一份关于LR语法分析程序的设计文档，主要针对一个特定的文法G进行LR分析。开发环境是在Windows 10 64位操作系统上使用Python 2.7和WingsIDE5集成测试环境。文档中提到了文法规则，包括起始符号E和非终结符、终结符的定义。实验任务包括构造识别文法所有活前缀的确定有限自动机（DFA）以及LR分析表，同时构建LR预测分析程序。提供的文件包括LR分析程序脚本、FIRST和FOLLOW集合求解器、相关集合的文本输出、文法输入文件、测试串输入、LR分析结果和用于测试的文法输入接口。实验步骤分为两步：一是得到增广文法的LR分析表和DFA；二是根据分析表构建LR语法分析程序并输出分析结果。文档指出，由于文法为SLR1，故只需构造LR(0)项目集规范族，且分析程序中未实现复杂的错误处理，而是采用中断机制。" 在LR语法分析中，LR表示“Left-to-right scanning, Rightmost derivation”，这是一种自底向上的分析方法。LR分析器首先从输入串的左侧开始扫描，并尝试找到最右边的派生方式。在这个实验中，目标是构建一个DFA来识别文法G的所有活前缀，这意味着分析器能够识别哪些输入字符串可以构成文法G的有效部分。 LR分析表通常由ACTION表和GOTO表组成。ACTION表指示在当前栈顶符号和输入符号的组合下应执行的操作，如 Shift（将输入符号推入栈）或 Reduce（根据产生式减少栈顶符号）。GOTO表则根据栈顶非终结符和输入符号来决定转移至哪个状态。在这个实验中，构造DFA和LR分析表是同步进行的，因为它们本质上都是对文法的相同信息的不同表示。 为了开始这个过程，首先要对原始文法G进行增广，添加一个新的起始符号S'，并将S' -> E作为新的起始产生式。接着，计算文法的FOLLOW集，这是LR分析的关键步骤，因为它决定了何时可以进行Reduce操作。FOLLOW集包含了一个非终结符可能在句首出现的所有符号，这对于构建ACTION表至关重要。 在确定了FOLLOW集后，可以构建LR(0)项目集规范族，这是一个包含了当前查看的输入符号、栈顶符号和接下来可能进行的操作的集合。每个项目集都对应DFA的一个状态。LR分析表正是由这些项目集生成的。 一旦LR分析表完成，就可以编写LR预测分析程序。这个程序会维护一个符号栈，并根据ACTION表和GOTO表的指导进行操作。当遇到输入串中的一个符号时，它会检查ACTION表以决定是Shift（将符号压栈并读取下一个输入）还是Reduce（使用适当的产生式减少栈顶符号）。GOTO表用于在遇到非终结符时决定转移到哪个新的状态。 在实际的实现中，该文档指出程序没有包含复杂的错误处理机制，而是采用中断机制。这意味着如果在分析过程中遇到不符合文法的输入，程序会立即停止，而不是尝试恢复或提供错误修复建议。这简化了程序设计，但可能限制了其在处理错误输入时的鲁棒性。 通过这个实验，学生将能够深入理解LR分析的工作原理，熟悉如何构建LR分析表，以及如何利用这些表来实现有效的语法分析。此外，通过编写LR预测分析程序，他们还能实践栈操作和查表等编程技术。