自顶向下语法分析方法：LL(1)与预测分析

“编译原理 清华版 第五章 课件” 在编译原理中，第五章主要探讨了自顶向下语法分析方法，特别是关于LL(1)文法的判别、文法等价变换以及确定的自顶向下分析法，包括预测分析法和递归下降分析法。这一章内容对于理解编译器的构造至关重要。 首先，语法分析是编译器设计的一部分，它从源代码的起始符号开始，逐步分析并构建语法树，以验证源代码是否符合语言的语法规则。自顶向下分析法是从文法的起始符号开始，试图按照文法规则推导出输入串的过程。这种方法直观且易于理解，但可能会遇到二义性问题，即一个非终结符号可能对应多个产生式，导致在分析过程中不确定应该选择哪个规则进行展开。 解决这个问题的方法之一是使用确定的自顶向下分析法，包括预测分析法和递归下降分析法。预测分析法，尤其是LL(1)分析法，是一种重要的自顶向下分析技术。LL(1)文法是指“左到右扫描输入，看一个符号（L）并向前看一个符号（1）”的文法，它保证了在任何时候，根据当前输入符号和下一个符号的信息，可以唯一确定下一步应该应用哪个产生式。 5.1节中提到了First集的概念，First集是文法中每个产生式的非空推导的初始终结符号集合。在进行自顶向下分析时，通过查看当前输入符号是否在非终结符的First集中，可以决定选择哪个产生式进行推导。例如，在例1中，通过First集可以正确地选择文法G[S]的推导路径，确保分析过程的正确性。 文法等价变换是另一种处理自顶向下分析中的问题的方法，通过变换文法结构，使其更适应自顶向下分析，比如消除左递归和左公因子，以简化分析过程并避免潜在的二义性。 5.4节介绍了递归下降分析法，这是一种直接使用递归函数来实现分析的技术。每个非终结符对应一个函数，函数的调用反映了文法中的产生式。这种方法简单明了，适用于LL(1)文法，但不适用于所有类型的文法，因为有些文法可能会导致无限递归。 在例2中，通过First集的比较，我们可以确定在给定输入串下应该使用哪个产生式进行推导。而在例3中，文法G[S]展示了如何在分析过程中处理嵌套的非终结符和选择。 第五章深入讲解了如何通过自顶向下分析方法有效地解析源代码，特别是LL(1)文法的处理策略，以及如何利用First集来指导分析决策，这对于理解和实现编译器的语法分析阶段至关重要。