LR分析器工作流程详解：移进-归约与自下而上分析

LR分析器工作过程是编译原理课程的重要组成部分，它属于自下而上的语法分析方法，也被称为“移进-归约”法。这种分析器的工作基于上下文无关文法（Context-Free Grammar, CFG）的分析，通过一个栈结构进行操作，目标是从输入串开始逐步进行分析，直至归约到文法的开始符号。 在LR分析器的初始阶段，它会接收一个三元组（状态符号S0，开始符号#，以及后续输入序列a1a2…an#），构成一个初始的构型。分析过程按照特定的规则进行： 1. **移进操作**：当栈顶的符号与当前输入符号匹配，且对应的action表中规定进行“移进”（Shift）操作，分析器会将输入符号推入栈中，同时更新状态和剩余输入。例如，如果action[sm, ai] = “移进”并且有 goto[sm, ai] = s，新的三元式变为 (s0s1… sm s # x1…xm ai ai+1…an)。 2. **归约操作**：如果栈顶符号与当前状态和输入不匹配，但栈顶元素形成了某个产生式的左部，根据action表中的“归约”（Reduce）指示，会执行归约操作。例如，若action[sm, ai] = “A→β”，则会替换掉栈顶的A及其后的部分，形成新的三元式 (s0… sm-r s # x1…xm-r A ai...an)，其中r是归约项β的长度，且s = goto[sm-r, A]。 3. **接受与报错**：分析器遇到“接受”标志时，表明已成功地将输入串归约到了开始符号，分析过程结束。反之，如果action[sm, ai] = “报错”，则意味着输入无法通过当前状态，分析失败。 **自下而上分析中的关键问题**包括确定哪些字符序列是“可归约串”（如算符优先分析中的最左素短语或规范归约中的句柄）。在自下而上过程中，分析器需判断栈顶符号串是否可以归约，并选择适当的产生式进行替换。例如，在给定的文法中，如E→T|E+T, T→F|T*F, F→i|(E)，分析过程会通过识别句型的直接短语（如iiii*ii*i+i的直接短语iii）来决定下一步的操作。 LR分析器的核心在于其栈结构的管理和根据文法规则的灵活应用，通过移进和归约操作不断缩小待处理的输入序列，直至找到正确的解析路径或者确定输入不合法。这个过程不仅展示了编程语言理论的实际应用，也是理解编译器构造和优化的关键环节。