实现LL1语法分析程序：算术表达式解析

该实验是关于“实验二-语法分析程序设计与实现”的，目标是通过选择算符优先法、递归下降法、LL(1)、SLR(1)或LR(1)等语法分析方法，设计并实现一个能够对算术表达式进行语法检查和结构分析的程序。实验内容集中在对简化版算术表达式的BNF定义进行语法分析，处理无符号常数和变量的四则运算。实验要求包括确定程序流程、构建数据结构、编写源代码，并结合词法分析形成完整程序。此外，还需要提供包括正确和错误示例的测试用例。实验中提到了LL1文法的改写以及相应的分析表，并给出了部分LL1源程序框架。 在这个实验中，学生需要理解和应用以下知识点： 1. **语法分析**：这是编译器设计的关键步骤，它检查输入的单词序列是否符合文法规则，构建抽象语法树（AST）以表示程序的结构。常见的语法分析方法包括算符优先法、递归下降法、LL(k)、SLR(1)和LR(k)。 2. **LL(1)分析**：LL(1)是一种自左向右扫描输入，预测下一步动作的分析方法。"L"代表Left-to-right扫描，"L"代表Leftmost derivation，"1"代表使用最多1个输入符号的预测。在本实验中，文法被改写以满足LL(1)的条件，并创建了相应的分析表。 3. **文法规则和BNF**：Backus-Naur Form（BNF）是一种形式化语言的描述方法，用于定义语法规则。实验中提供的BNF定义了一个简化版的算术表达式，包括加减乘除和括号。 4. **数据结构**：在实现语法分析程序时，通常需要使用栈来存储当前分析状态，例如分析栈和符号栈。分析栈用于保存中间结果，而符号栈用于跟踪当前分析的非终结符。 5. **源程序设计**：学生需要编写一个完整的源程序，包括确定程序流程，编写语法分析的主体逻辑，并确保它能够与词法分析部分（实验一的结果）协同工作。 6. **错误处理**：当输入的符号串不符合文法规则时，程序应能识别出错误并输出中间结果，如分析栈和符号栈的状态，以及错误信息。 7. **测试用例**：为了验证程序的正确性，必须编写一组测试用例，包括符合文法规则的算术表达式和错误的表达式，以检验程序的语法检查功能。 通过这个实验，学生将深入理解语法分析的概念，学习如何应用不同的分析方法，并提升编程能力，特别是在编译器设计领域。