自顶向下语法分析方法与原理

"输入缓冲区-04第4章 语法分析 自顶 ppt" 本文档主要介绍了编译原理中的语法分析，特别是自顶向下的分析方法。语法分析是编译过程的关键步骤，它的任务是根据文法规则，从源程序的单词符号串中识别出语法成分，并进行语法检查，为后续的语义分析和代码生成做准备。 在语法分析中，输入缓冲区用于存储待分析的符号串，以#号标记结束。总控程序根据分析表和分析栈共同控制分析过程，依据当前分析栈顶符号和输入符号来决定下一步操作。分析栈在分析开始时会先放入#，然后是文法的开始符号。分析表是一个二维数组，用于指导分析器的动作选择，不同语言可能需要不同的分析表。 自顶向下分析是一种自顶向下的处理方式，从文法的开始符号开始，尝试推导出与输入符号串相匹配的符号串。这种方法通常构建最左推导，因为自左向右扫描输入串，最左推导能确保按顺序匹配输入。自顶向下分析包括递归下降分析和预测分析（如LL(1)分析）。递归下降分析基于LL文法，常用于手工实现，而LR分析则适用于LR文法，常用于自动生成语法分析器。 在自顶向下分析中，有几种重要的集合概念，如FIRST集合和FOLLOW集合。FIRST集合包含了非终结符可以开始的所有终结符序列，而FOLLOW集合则包含了在非终结符后面可能出现的所有终结符。这些集合用于确定分析器在遇到特定符号时应采取的动作。 对于确定的自顶向下分析，如LL(1)分析，它要求分析器在当前符号和下一个符号（即当前输入符号的First集合和FOLLOW集合的交集）的基础上能唯一确定下一步动作。如果不能唯一确定，则需要进行回溯或其他处理，这可能导致分析效率降低或无法处理某些文法。 举例来说，考虑文法G[S]: S→aABe, A→bA|c, B→d。若要判断句子abb是否符合该文法，分析器会从S开始，尝试推导出abb。首先，S匹配a，接着A匹配b，A再匹配b（这里发生了递归），然后B匹配d，最后e与空字符（句子结尾）匹配，从而完成分析。整个过程构建了一个从根节点S到叶节点abb的语法树，证明了句子abb是文法G[S]的有效表达。 语法分析是编译器设计的重要组成部分，自顶向下分析方法提供了从文法开始符号推导出输入符号串的一种策略，通过分析栈、分析表和特定的集合概念来指导分析过程。不同的文法可能需要不同的分析方法，理解并掌握这些方法对于编写和理解编译器至关重要。