第4章语法分析——自上而下分析

<IF语句> if E then S1 else S2; <IF语句> if E then S1;
提取左因子后：
<IF语句> if E then S1 B; B else S2 |ε ;
第4章语法分析——自上而下分析
LL(1)分析条件：
是否满足：没有左递归，每个侯选式的首终结符集不相交这两个条 件，就一定能进行有效的自顶向下分析呢？
使A A。
如果是A A，则称为直接左递归，否则称为间接左递归。
例2：设有文法： (1) E->E+T|T
E E +T
(2) T->T*F|F
E +T
(3) F->(E)|i 现有输入串i*i+i, 其分析过程是：
E
+
T
…
产生的原因？
失败：由于使用最左推导，对左递归文法进 行自顶向下分析时，会导致死循环。
从推导的角度看，从开始符号出发，使用最左推导，试图 推导出与输入符号串相同的句子。
从语法树的角度看，从根节点出发，反复使用所有可能的 产生式，谋求输入串的匹配，试图向下构造一棵语法树， 其末端结点正好与输入符号串相同。
这是一个反复试探的过程。
第4章语法分析——自上而下分析
自顶向下分析面临的问题
第4章语法分析——自上而下分析
消除回溯的方法
反复使用“提取公共左因子”的方法来改造文法，使得文法 的每个非终结符号的各个候选式的首终结符两两不相交，来 避免回溯。
例：
设产生式为：
A→δα1|δα2|…|δαn 将其替换为：
AδA’
|…|α A’α1|α2
第4章语法分析——自上而下分析
n
例3：有如下两个产生式：
语法 树
编译 程序 的后 续部
分
第4章语法分析——自上而下分析
语法分析器
语法分析器的输入
Token序列：词法分析产生的输出，是各个单词都正确的 源程序，是一个有限序列
语法分析器的功能
按照语言的语法构成规则, 识别输入的符号串能否构成一 个句子。规则是用文法的产生式来定义的。
对给定一个输入串，如何判定它是不是一个句子？ 根据文法的产生式规则，从开始符号出发，看能否推导
例2：文法
E -> E+T|T
E -> TE’
T->T*F|F
E’->+TE’| ε
F->(E)|i 消去左递归后为：
T->FT’ T’->*FT’| ε 第4章语法分析——自上而下分析 F->(E)|i
一般而言，产生式为： A→Aα1|Aα2|…|Aαn|β1|β2|…|βm 将其替换为：
Aβ1 B|β2 B |…|βm B Bα1 B|α2 B |…|αn B|ε
例：使用下述文法对 i + i 进行分析：
E TE’ E’ +TE’| ε T FT’ T’ *FT’| ε F (E)|i
第一步：i∈first(TE’) i∈first(FT’) i∈first(F)
E
T
E’
F T’ + T E’
iε
F T’ ε
iε
第二步：+∈first(T’) 用ε自动匹配
第4章 语法分析 ——自上而下分析
第4章语法分析——自上而下分析
第4章 语法分析 ——自下而上分析
4.1 语法分析器的功能 4.2 自上而下分析面临的问题 4.3 LL(1)分析法 4.4 递归下降分析程序构造 4.5 预测分析程序
第4章语法分析——自上而下分析
语法分析器的位置
词分器法析取下单ktnoe一词符个语分表器号法析
• 2. 间接左递归的消除 (1) 代入 (2) 消除直接左递归
第4章语法分析——自上而下分析
回溯
回溯产生的真正原因是：某非终结符对 应多个侯选式，它们右部的第一个终结 符相同，从而导致语法分析器选择了错 误的侯选式。
如果希望没有回溯，对文法有什么要求？
第4章语法分析——自上而下分析
定义：对G的所有非终结符的每个侯选式α定义首 终结符集：
• 自下而上分析法：
从输入符号串开始，逐步进行归约(最右推导的 逆过程)，直至归约到文法的开始符号。
自顶向下分析 自底向上分析
递归下降分析 预测分析(LL) 算符优先分析 LR分析( LR(0)、SLR(1)、LR(1)、LALR)
第4章语法分析——自上而下分析
自顶向下分析
自上而下分析的主旨是：对任何输入串，试图用一切可能 的办法，从文法的开始符号出发，自上而下地为输入串建 立一个语法树。
First(α) = {a| α *a…,a∈VT} 若α *ε ，则ε∈ First(α)
• 因此，不产生回溯的条件就是： 对非终结符A的任意两个不同的侯选式ai 和aj ， 都有： First(ai)∩ First(aj) = φ
• 当要求用A进行匹配时，就能根据所面临的输入 字符，准确地选取一个A的侯选式。
第4章语法分析——自上而下分析
结论
左递归和回溯问题的产生直接与描述语言 的文法有关
因此，要对文法进行确定的自顶向下分析 应该改造文法，使其不含左递归和回溯
第4章语法分析——自上而下分析
左递归的消除
1. 直接左递归的消除：
假定产生式为：P→Pα|β，将其替换为形式等价 的产生式组：
P→βP’ P’ →αP’ ｜ε
问题1：回溯
S
x
A
y
•例1：设有文法 (1) S -> xAy (2) A -> **|*
现有输入串：x*y 其分析过程如下：
产生的原因？
*
*
输入符号串： x*y
失败，需要退回，重新选取A的侯选式 这时使得分析器的动作不稳定
第4章语法分析——自上而下分析
问题2：左递归
左递归：是左递归的，如果一个文法中存在某个非终结符号A，
出这个输入串匹配的句子。这就需要建立与输入串匹配 的语法分析树。
语法分析器的输出
分析树：如何表示？ P89 错误处理信息：定位、继续编译
第4章语法分析——自上而下分析
• 常用的语法分析方法：
根据建立语法分析树的方法不同，语法分析方法有两类：
• 自上而下分析法：
从文法的开始符号出发，向下推导(使用最左推 导) ，尽可能使用各种产生式，推导出与输入串 匹配的句子。
第三步：+∈first(E’)
不读输入符号 第4章语法分析——自上而下分析
号a， a不属于A的任何侯选 式，但A中含ε产生式时都可以使用ε自动匹配。
定义(后随符号集)：假定S是文法的开始符号，对于 A∈ＶN：