LL(1)语法分析器设计与实现 - 西安邮电大学编译原理实验报告

"这篇实验报告涉及的是编译原理中的语法分析，主要任务是设计和调试一个语法分析程序，以及模拟First集和Follow集的生成算法。实验中给出了一个文法，要求采用LL(1)或其他语法分析方法进行处理，并能展示分析过程和结果。" 在编译原理中，语法分析是一个至关重要的阶段，它负责将输入的字符序列转换为抽象语法树（AST），从而理解程序的结构。本实验中的文法为： E → E+T | T T → T*F | F F → P^F| P P→ ( E ) | i 这个文法是用于表达简单的算术表达式，包含加法、乘法、指数运算以及括号操作。为了分析这个文法，可以选择不同的语法分析方法，如LL(1)，算符优先，递归下降或SLR(1)。在这个实验中，选择了LL(1)分析法。 LL(1)分析法是一种自顶向下的分析策略，它从左到右读取输入，根据当前扫描到的符号和已知的First集预测下一步的推导。"1"表示仅需查看下一个输入符号来决定应该应用哪个产生式。首先，需要计算First集和Follow集，以构建LL(1)预测分析表。First集包含从非终结符开始的所有可能的起始符号，而Follow集则包含了在某个非终结符后面可能出现的任何符号。 消除文法的左递归是LL(1)分析的预处理步骤，因为左递归可能导致分析冲突。例如，如果一个产生式A可以推导出自身加上其他符号（如A → Aβ|γ，其中β非空且γ不以A开头），则需要通过变换将其转换为非左递归形式，如A → γA'，A' → βA'|ε，以避免无限递归。 实验的第二部分要求实现First集和Follow集的生成算法，并进行动态模拟。First集生成算法会遍历文法的每个产生式，收集可能的起始符号，包括ε（空符号）。Follow集生成算法则依赖于First集和文法结构，用于确定在解析过程中遇到非终结符时可能出现在其后的符号。 最后，实验要求实现一个程序，该程序能够接收输入的句子，根据LL(1)分析表进行分析，输出与输入句子对应的语法树，并展示分析过程中的符号栈变化。此外，还需要展示First集和Follow集的输出。 总结来说，这个实验旨在加深对编译原理中语法分析的理解，通过实践掌握LL(1)分析法的实现，以及First集和Follow集的计算方法，这些都是编译器设计的关键组成部分。通过完成这个实验，学生能够更好地理解和运用编译器构造中的核心概念。