设计预测分析程序：LL(1)文法转换与语法分析

"基于预测方法的语法分析程序的设计 - 编译原理实验" 在这个实验中，我们将探讨如何设计一个基于预测方法的语法分析程序，主要关注LL(1)文法和预测分析表的构建。实验内容包括判断给定文法是否为LL(1)文法，如果并非如此，则对其进行转换，然后手工构造预测分析表和预测分析程序。最后，通过这个程序对特定输入串进行语法分析。 首先，让我们来看一下给定的文法G[S]: S -> AT A -> BU T -> +AT | $ U -> *BU | $ B -> (S) | m 要确定这是一个LL(1)文法，我们需要检查是否存在任何产生式的左公因子导致第一集冲突。LL(1)文法意味着对于每个非终结符和输入符号的组合，解析器在查看第一个输入符号后就能确定应该应用哪个产生式。这里，我们可以看到没有明显的左递归或共同左公因子，因此初步判断文法可能是LL(1)的。 然而，为了确保是LL(1)，我们需要计算每个非终结符的Follow集和First集。Follow(S)应包含结束标记#，Follow(A)应包含Follow(T)（即+和$），Follow(B)应包含Follow(U)（即*和$），而Follow(T)和Follow(U)为空，因为它们都能以$结束。First集合如下： First(S) = {A} First(A) = {B, m} First(T) = {+, $} First(U) = {*, $} 比较First集和Follow集，我们没有发现冲突，所以该文法是LL(1)文法。 接下来，我们要构建预测分析表。这个表将指示在遇到特定输入符号时，解析器应该如何行动。表的行对应于当前栈顶的非终结符，列对应于输入流中的当前符号。对于每个非终结符和输入符号的组合，表中会有一个条目，指示应用哪个产生式或者进行错误处理。 在清华大学出版的编译原理教材第五章P94的图5.11中，详细展示了如何构造这样的预测分析表。手动构造这个表需要仔细地列出所有可能的非终结符/输入符号组合，并填充适当的产生式或错误标记。 有了预测分析表，我们可以开始编写预测分析程序。程序通常包含一个模拟推导过程的栈，每当遇到一个产生式的右部时，会将非终结符压入栈，直到遇到终结符，此时它会被匹配并从输入流中移除。当栈顶非终结符和当前输入符号匹配预测分析表中的条目时，就会选择相应的产生式进行推导。 实验中给出了输入串m+m*m#的分析过程。在分析过程中，可以看到栈的状态变化以及如何根据预测分析表进行操作。例如，当遇到m时，B被推入栈，然后是U，直到遇到#，这时栈为空，表示分析成功。 实验的难点在于正确实现预测分析表的数据结构和处理规则右部的逆序入栈。通常，可以使用结构体数组来存储预测分析表的信息，以便在程序中高效地访问。 最后，对实验的分析和讨论可能包括输入串不合法时的情况，比如遇到非文法定义的符号，此时程序应能检测到错误并给出相应反馈。此外，总结设计和实现预测语法分析程序的一般方法，这可能涉及理解文法、构建First和Follow集、创建预测分析表以及编写程序来执行预测分析。