"本次实验是关于编译原理中的LR(1)文法分析,通过C语言实现一个LR分析程序,用于判断输入的符号串是否符合特定的文法规则。实验内容涉及LR分析法的基本概念,以及如何设计和实现LR分析器进行语法分析。"
在编译原理中,LR分析法是一种自底向上的语法分析技术,它基于LR(1)文法。LR(1)代表“Left-to-Right扫描,Rightmost Derivation,同时考虑1个Lookahead Symbol”。这种方法适用于处理上下文无关文法,并且能够处理更复杂的文法结构,相比LL分析法,它能处理更广泛的文法类型。
实验的目的在于让学生理解和掌握LR(1)分析方法的工作原理,以及如何用C语言实现这个过程。实验内容包括使用LR分析法对给定的文法进行分析,例如:
1. E -> E + T | E - T
2. E -> T
3. T -> T * F | T / F
4. T -> F
5. F -> (E)
6. F -> i
这些规则定义了一个简单的算术表达式文法,允许加减乘除以及括号操作。实验要求学生编写一个LR分析程序,能够接收以#作为结束符的符号串,如'i+i*i#',并分析其是否符合上述文法规则。
实验步骤通常包括以下几个部分:
1. 定义状态栈和符号栈,用于存储分析过程中的信息。
2. 实现状态转移函数,根据当前状态和Lookahead符号确定下一步动作,可能是移进(接受输入符号)、归约(将栈顶若干项合并成一项)或接受(表示分析成功)。
3. 设计输入输出机制,包括输入符号串,输出分析过程及结果。
4. 编写LR分析表,包含ACTION(动作)表和GOTO(转移)表,这两表是LR分析器的核心。
在C语言实现中,可能需要定义如下的数据结构:
- `stack_e` 结构体表示状态栈中的元素,包含状态和当前符号。
- `grammar` 结构体表示文法规则,包含左部非终结符、右部字符串和右部长度。
此外,还需要初始化栈和输入串,然后循环执行分析过程,直到所有输入被处理或遇到错误。如果分析过程中没有遇到错误并且最终状态是接受状态,则表示输入符号串是合法的文法句子;反之,如果出现错误或者无法完成分析,则输出非法符号串的信息。
实验通过这样的实践,帮助学生深入理解LR分析法的逻辑,提高他们的编程能力和问题解决能力,为以后从事编译器相关的开发工作打下坚实基础。