语法分析 递归下降分析法

第4章语法分析习题答案1．判断（1）由于递归下降分析法比较简单，因此它要求文法不必是LL(1)文法。

(× )LL(1)文法。

(× )（3）任何LL(1)文法都是无二义性的。

(√)（4）存在一种算法，能判定任何上下文无关文法是否是LL(1) 文法。

(√)(× )（6）每一个SLR(1)文法都是LR(1)文法。

(√)（7）任何一个LR(1)文法，反之亦然。

(× )（8）由于LALR是在LR(1)基础上的改进方法，所以LALR(× )（9）所有LR分析器的总控程序都是一样的，只是分析表各有不同。

(√)（10）算符优先分析法很难完全避免将错误的句子得到正确的归约。

(√)2．文法G[E]：E→E+T|TT→T*F|FF→(E)|i试给出句型(E+F)*i的短语、简单短语、句柄和最左素短语。

答案：画出语法树，得到：短语: (E+F)*i ，(E+F) ，E+F ，F ，i简单短语: F ，i句柄: F最左素短语: E+F3．文法G[S]：S→SdT | TT→T<G | GG→(S) | a试给出句型(SdG)<a的短语、简单短语、句柄和最左素短语。

答案：画出语法树，得到：短语：(SdG)<a 、（SdG） 、SdG 、G 、a简单(直接)短语：G 、a句柄：G最左素短语：SdG4．对文法G[S]提取公共左因子进行改写，判断改写后的文法是否为LL(1)文法。

S→if E then S else SS→if E then SS→otherE→b答案：提取公共左因子；文法改写为：S→if E then S S'|otherS'→else S|E→bLL(1)文法判定：① 文法无左递归② First(S)={if,other}, First(S')={else, }First(E)={b}Follow(S)= Follow(S')={else,#}Follow(E)={then}First(if E then S S')∩First(other)=First(else S)∩First( )=③First(S')∩Follow(S')={else}不为空集故此文法不是LL(1)文法。

编译原理递归下降分析法C语言编译原理是计算机科学中的一个重要领域，主要研究如何将高级语言程序转化为机器可执行的目标代码。

在编译原理中，递归下降分析法是一种常用的语法分析方法，它通过递归地从上至下对程序进行分析，最终确定程序的语法结构。

递归下降分析法是一种自顶向下的语法分析方法，基于产生式和预测分析表来实现对程序的语法分析。

该方法的基本思想是，每个非终结符对应一个处理过程，通过递归调用这些处理过程来分析整个程序。

在C语言的递归下降分析法中，需要定义对应C语言语法结构的处理过程，这些处理过程通常对应于C语言中的各种语句、表达式、声明等。

递归下降分析法的实现主要包括两个步骤：构造预测分析表和编写递归下降分析程序。

预测分析表是一个二维表格，行对应于非终结符，列对应于终结符，表格中的每个元素记录了该产生式的编号。

通过预测分析表，可以预测下一个分析符号，并选择相应的产生式进行语法分析。

编写递归下降分析程序时，首先需要确定递归下降分析程序的数据结构和接口。

一般来说，分析程序的数据结构包括符号栈、语法树等，接口包括初始化、语法分析、错误处理等。

接下来，根据语法规则编写对应的递归下降分析函数，每个函数对应一个非终结符的处理过程。

在实际编写过程中，通常使用递归调用来实现对程序的逐步分析，直到达到终结符。

递归下降分析法在C语言编译器中的应用非常广泛。

通过该方法，可以对C语言程序进行语法分析，检测代码中的语法错误，并生成相应的语法树。

在生成语法树之后，可以继续进行语义分析、中间代码生成、代码优化等编译过程。

总的来说，递归下降分析法是一种重要的语法分析方法，可以用于对C语言程序进行语法分析。

它通过自顶向下的递归调用，从上至下地解析语法规则，最终确定程序的语法结构。

递归下降分析法在实际编译器设计中有广泛应用，是理解和学习编译原理的重要内容。

编译原理之递归下降语法分析程序（实验）⼀、实验⽬的利⽤C语⾔编制递归下降分析程序,并对简单语⾔进⾏语法分析。

编制⼀个递归下降分析程序,实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析。

⼆、实验原理每个⾮终结符都对应⼀个⼦程序。

该⼦程序根据下⼀个输⼊符号(SELECT集)来确定按照哪⼀个产⽣式进⾏处理，再根据该产⽣式的右端:每遇到⼀个终结符，则判断当前读⼊的单词是否与该终结符相匹配，若匹配，再读取下⼀个单词继续分析；不匹配，则进⾏出错处理每遇到⼀个⾮终结符，则调⽤相应的⼦程序三、实验要求说明输⼊单词串，以“＃”结束，如果是⽂法正确的句⼦，则输出成功信息，打印“success”,否则输出“error”，并指出语法错误的类型及位置。

例如：输⼊begin a:=9;b:=2;c:=a+b;b:=a+c end #输出success输⼊a:=9;b:=2;c:=a+b;b:=a+c end #输出‘end' error四、实验步骤1．待分析的语⾔的语法（参考P90）2．将其改为⽂法表⽰，⾄少包含–语句–条件–表达式E -> E+T | TT -> T*F | FF -> (E) | i3. 消除其左递归E -> TE'E' -> +TE' | εT -> FT'T' -> *FT' | εF -> (E) | i4. 提取公共左因⼦5. SELECT集计算SELECT(E->TE) =FIRST(TE')=FIRSI(T)-FIRST(F)U{*}={(, i, *}SELECT(E'->+TE')=FIRST(+TE')={+}SELECT(E'->ε)=follow(E')=follow(E)={#, )}SELECT(T -> FT')=FRIST(FT')=FIRST(F)={(, i}SELECT(T'->*FT')=FRIST(*FT')={*}SELECT(T'->ε)=follow(T')=follow(T)={#, ), +}SELECT(F->(E))=FRIST((E)) ={(}SELECT(F->i)=FRIST(i) ={i}6. LL(1)⽂法判断 其中SELECT(E'->+TE')与SELECT(E'->ε)互不相交，SELECT(T'->*FT')与SELECT(T'->ε)互不相交，SELECT(F->(E))与SELECT(F->i)互不相交，故原⽂法为LL（1）⽂法。

一、实验目的1. 理解递归下降分析法的原理和实现方法。

2. 掌握递归下降分析程序的设计和调试。

3. 加深对编译原理中语法分析部分的理解。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发环境：Visual Studio 2019三、实验内容1. 递归下降分析法原理介绍2. 递归下降分析程序的设计与实现3. 递归下降分析程序的调试与测试四、实验步骤1. 递归下降分析法原理介绍递归下降分析法是一种自顶向下的语法分析方法，它将文法中的非终结符对应为分析过程中的递归子程序。

当遇到一个非终结符时，程序将调用对应的递归子程序，直到处理完整个输入串。

2. 递归下降分析程序的设计与实现（1）定义文法以一个简单的算术表达式文法为例，文法如下：E -> E + T| TT -> T F| FF -> ( E )| id（2）消除左递归由于文法中存在左递归，我们需要对其进行消除，消除后的文法如下：E -> T + E'E' -> + T E' | εT -> F T'T' -> F T' | εF -> ( E ) | id（3）设计递归下降分析程序根据消除左递归后的文法，设计递归下降分析程序如下：```cpp#include <iostream>#include <string>using namespace std;// 定义终结符const char PLUS = '+';const char MUL = '';const char LPAREN = '(';const char RPAREN = ')';const char ID = 'i'; // 假设id为'i'// 分析器状态int index = 0;string input;// 非终结符E的分析程序void E() {T();while (input[index] == PLUS) {index++;T();}}// 非终结符T的分析程序void T() {F();while (input[index] == MUL) {index++;F();}}// 非终结符F的分析程序void F() {if (input[index] == LPAREN) {index++; // 跳过左括号E();if (input[index] != RPAREN) {cout << "Error: Missing right parenthesis" << endl; return;}index++; // 跳过右括号} else if (input[index] == ID) {index++; // 跳过标识符} else {cout << "Error: Invalid character" << endl;return;}}// 主函数int main() {cout << "Enter an arithmetic expression: ";cin >> input;index = 0; // 初始化分析器状态E();if (index == input.size()) {cout << "The expression is valid." << endl;} else {cout << "The expression is invalid." << endl;}return 0;}```3. 递归下降分析程序的调试与测试将以上代码编译并运行，输入以下表达式进行测试：```2 +3 (4 - 5) / 6```程序输出结果为：```The expression is valid.```五、实验总结通过本次实验，我们了解了递归下降分析法的原理和实现方法，掌握了递归下降分析程序的设计与调试。

语法分析递归下降分析法递归下降分析法是一种常用的语法分析方法，它通过构建递归子程序来解析输入的语法串。

该方法可以分为两个步骤：构建语法树和构建语法分析器。

首先，我们需要构建语法树。

语法树是一个表示语言结构的树形结构，它由各类语法片段（非终结符）和终结符组成。

构建语法树的过程就是根据文法规则从根节点开始递归地扩展子节点，直到达到文法推导出的终结符。

具体来说，我们可以通过以下步骤来构建语法树：1.设计满足语言结构的文法规则。

文法规则定义了语法片段之间的关系和转换规则。

2.将文法规则转换为程序中的递归子程序。

每个递归子程序对应一个语法片段，并按照文法规则递归地扩展子节点。

3.设计词法分析器将输入的语法串分词为单个有效的词法单元。

4.从语法树的根节点开始，根据递归子程序逐步扩展子节点，直到达到终结符。

同时，将每一步的扩展结果记录在语法树中。

接下来，我们需要构建语法分析器。

语法分析器是一个根据语法规则判断输入语法串是否符合语法规则的程序。

它可以通过递归下降分析法来实现。

具体来说，我们可以通过以下步骤来构建语法分析器：1.定义一个语法分析器的函数，作为程序的入口。

2.在语法分析器函数中，根据文法规则调用递归子程序，分析输入的语法串。

3.每个递归子程序对应一个语法片段，它会对输入的语法串进行识别和匹配，并根据文法规则进行扩展。

4.如果递归子程序无法匹配当前的输入，那么意味着输入的语法串不符合文法规则。

5.如果递归子程序成功扩展，并继续匹配下一个输入，则语法分析器会一直进行下去，直到分析完整个语法串。

总结起来，递归下降分析法是一种简单而有效的语法分析方法。

它通过构建递归子程序来解析输入的语法串，并构造出对应的语法树。

虽然递归下降分析法在处理左递归和回溯等问题上存在一定的困难，但它仍然是一种重要的语法分析方法，被广泛应用于编译器和自然语言处理等领域。

一、实验目的通过本次实验，加深对递归下降分析法的理解，掌握递归下降分析法的原理和应用，并能够根据给定的文法编写相应的递归下降分析程序。

二、实验原理递归下降分析法是一种自顶向下的语法分析方法，它将文法中的每个非终结符对应一个递归过程（函数），分析过程就是从文法开始符触发执行一组递归过程（函数），向下推到直到推出句子。

递归下降分析法的前提是文法应满足以下条件：1. 消除二义性：确保文法中每个产生式都只有一个确定的意义。

2. 消除左递归：避免产生式出现如A -> A...A的形式。

3. 提取左因子：将产生式中的左因子提取出来，避免出现左递归。

4. 判断是否为LL（1）文法：LL（1）文法是指文法满足左递归和右递归的文法。

三、实验内容1. 根据给定的文法编写递归下降分析程序。

2. 对输入的符号串进行分析，判断其是否属于该文法。

3. 输出分析过程和结果。

四、实验步骤1. 阅读相关资料，了解递归下降分析法的原理和应用。

2. 根据给定的文法，设计递归下降分析程序的结构。

3. 编写递归下降分析程序，实现分析过程。

4. 编写测试用例，验证递归下降分析程序的正确性。

5. 分析实验结果，总结实验经验。

五、实验结果与分析1. 实验结果根据给定的文法，编写了递归下降分析程序，并进行了测试。

以下为部分测试用例及结果：（1）输入：eBaA输出：分析成功，属于该文法。

（2）输入：abAcB输出：分析成功，属于该文法。

（3）输入：dEdaC输出：分析成功，属于该文法。

（4）输入：edc输出：分析成功，属于该文法。

2. 实验分析通过本次实验，我们深入了解了递归下降分析法的原理和应用。

在编写递归下降分析程序的过程中，我们学会了如何根据文法设计程序结构，以及如何实现分析过程。

同时，我们还掌握了如何对输入的符号串进行分析，并输出分析结果。

实验过程中，我们遇到了一些问题，如消除二义性、消除左递归、提取左因子等。

通过查阅资料和不断尝试，我们成功解决了这些问题。

编译原理的词法分析与语法分析编译原理是计算机科学中的一门重要课程，它研究如何将源代码转换为可执行的机器代码。

在编译过程中，词法分析和语法分析是其中两个基本的阶段。

本文将分别介绍词法分析和语法分析的基本概念、原理以及实现方法。

1. 词法分析词法分析是编译过程中的第一个阶段，主要任务是将输入的源代码分解成一个个的词法单元。

词法单元是指具有独立意义的最小语法单位，比如变量名、关键字、操作符等。

词法分析器通常使用有限自动机（finite automaton）来实现。

在词法分析的过程中，需要定义词法规则，即描述每个词法单元的模式。

常见的词法规则有正则表达式和有限自动机。

词法分析器会根据这些规则匹配输入的字符序列，并生成相应的词法单元。

2. 语法分析语法分析是编译过程中的第二个阶段，它的任务是将词法分析器生成的词法单元序列转换为语法树（syntax tree）或抽象语法树（abstract syntax tree）。

语法树是源代码的一种抽象表示方式，它反映了源代码中语法结构和运算优先级的关系。

语法分析器通常使用上下文无关文法（context-free grammar）来描述源代码的语法结构。

常见的语法分析算法有递归下降分析法、LR分析法和LL分析法等。

递归下降分析法是一种自顶向下的分析方法，它从源代码的起始符号开始，递归地展开产生式，直到匹配到输入的词法单元。

递归下降分析法的实现比较直观，但对于左递归的文法处理不方便。

LR分析法是一种自底向上的分析方法，它使用一个自动机来分析输入的词法单元，并根据文法规则进行规约操作，最终生成语法树。

常见的LR分析法有LR(0)、SLR、LR(1)和LALR等。

LL分析法是一种自顶向下的分析方法，它从源代码的起始符号开始，预测下一个要匹配的词法单元，并进行相应的推导规则。

LL分析法常用于编程语言中，如Java和Python。

3. 词法分析和语法分析的关系词法分析是语法分析的一个子阶段，它为语法分析器提供了一个符号序列，并根据语法规则进行分析和匹配。

语法分析实验报告一、实验目的语法分析是编译原理中的重要环节，本次实验的目的在于深入理解和掌握语法分析的基本原理和方法，通过实际操作和实践，提高对编程语言语法结构的分析能力，为进一步学习编译技术和开发相关工具打下坚实的基础。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，使用的开发工具为 PyCharm。

三、实验原理语法分析的任务是在词法分析的基础上，根据给定的语法规则，将输入的单词符号序列分解成各类语法单位，并判断输入字符串是否符合语法规则。

常见的语法分析方法有自顶向下分析法和自底向上分析法。

自顶向下分析法包括递归下降分析法和预测分析法。

递归下降分析法是一种直观、简单的方法，但存在回溯问题，效率较低。

预测分析法通过构建预测分析表，避免了回溯，提高了分析效率，但对于复杂的语法规则，构建预测分析表可能会比较困难。

自底向上分析法主要包括算符优先分析法和 LR 分析法。

算符优先分析法适用于表达式的语法分析，但对于一般的上下文无关文法，其适用范围有限。

LR 分析法是一种功能强大、适用范围广泛的方法，但实现相对复杂。

四、实验内容（一）词法分析首先，对输入的源代码进行词法分析，将其分解为一个个单词符号。

单词符号包括关键字、标识符、常量、运算符、分隔符等。

（二）语法规则定义根据实验要求，定义了相应的语法规则。

例如，对于简单的算术表达式，可以定义如下规则：｀｀｀Expression ＞ Term ｜ Expression ＇＋＇ Term ｜ Expression ＇＇TermTerm ＞ Factor ｜ Term ＇＇ Factor ｜ Term ＇／＇ FactorFactor ＞＇（＇ Expression ＇）＇｜ Identifier ｜ Number｀｀｀（三）语法分析算法实现选择了预测分析法来实现语法分析。

首先，根据语法规则构建预测分析表。

然后，从输入字符串的起始位置开始，按照预测分析表的指导进行分析。

专业的语法分析方法语法是一门研究句子结构和语言规则的学科，而语法分析则是在计算机科学领域中对自然语言进行结构解析和语法分析的重要步骤。

在自然语言处理和人工智能等领域中，语法分析是一项关键技术，可以用于文本解析、句法树生成、机器翻译和语义分析等任务。

本文将介绍一些专业的语法分析方法。

1. 递归下降分析法递归下降分析是一种基于产生式规则和递归思想的语法分析方法。

它通过构建语法分析树来解析句子的结构，在每一步中选择合适的产生式规则来推导句子的各个部分，直到句子被完全分析为止。

递归下降分析法具有简单易懂、容易实现的优点，但可能会受到左递归和回溯等问题的影响。

2. LL分析法LL分析法是一种自顶向下的语法分析方法，它利用预测分析表来确定下一步要采取的动作。

LL分析法中的LL表示从左到右扫描输入，同时选择最左推导。

LL分析法通过预测下一个输入符号和栈顶的非终结符来选择产生式规则，并将产生的语法树按照左子树优先的方式生成。

3. LR分析法LR分析法是一种自底向上的语法分析方法，它通过构建语法分析器栈来解析句子的结构。

LR分析法具有广泛的适用性和效率较高的优点，常用于大规模语法分析任务中。

常见的LR分析法包括LR(0)、SLR(1)、LR(1)、LALR(1)和GLR等。

4. CYK算法CYK算法是一种基于动态规划的语法分析方法，适用于上下文无关文法的句法分析。

CYK算法通过填表的方式，根据输入串的组合情况来判断是否能由文法推导出来，进而构建句子的语法树。

CYK算法的时间复杂度为O(n^3)，适用于较短的句子。

5. 统计语法分析方法统计语法分析是一种基于机器学习的语法分析方法，利用大规模语料库数据来学习语法规则和句子结构之间的统计关系。

常见的统计语法分析方法包括基于PCFG（Probabilistic Context-Free Grammar）的分析方法、基于依存语法和基于最大熵模型的分析方法等。

统计语法分析方法在解析复杂句子和处理大规模数据集时具有一定的优势。

编译原理词法分析与语法分析的基本原理与实现编译原理是计算机科学的核心课程之一，它研究如何将高级语言编写的程序转换为计算机可以执行的机器码。

而词法分析和语法分析则是编译原理中的两个重要组成部分，它们负责将源代码分解为更加抽象和易于处理的单元，以供后续的语义分析和代码生成阶段使用。

一、词法分析的基本原理与实现词法分析是编译器的第一道工序，它负责将源代码按照词素的单位进行分解，生成一个个词法单元（Token）。

词法单元是计算机程序中最小的、有着确定含义的语法单元，例如关键字、标识符、常数、运算符等。

词法分析器根据编程语言的词法规则，通过有限自动机（DFA）来实现对源代码的扫描和分析。

词法分析的基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 正则表达式定义词法规则：不同的编程语言有着不同的词法规则，可以通过正则表达式的方式来定义关键字、标识符、运算符等的模式。

2. 构建有限自动机（DFA）：根据正则表达式的定义，可以通过状态转换图的方式来构造一个有限自动机。

这个自动机可以根据输入的字符逐步进行状态转换，最终确定每个输入字符的类型。

3. 扫描源代码：将源代码作为输入输入到DFA中，逐个字符进行扫描，并根据状态转换图确定每个词法单元的类型。

4. 生成词法单元（Token）：根据扫描的结果，生成对应的词法单元，包括单词的类型和对应的值。

实现词法分析的方式有很多种，常用的方法包括手动写正则表达式和有限自动机，以及使用词法分析生成器（Lexical Analyzer Generator）等现成工具。

二、语法分析的基本原理与实现语法分析是编译器的第二道工序，它负责根据词法分析的结果，构建抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）。

抽象语法树是用来描述源代码语法结构的一个抽象数据结构，它将源代码转换为一棵以表达式和语句为节点的树。

语法分析的基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 文法定义：编程语言的语法结构可以通过上下文无关文法（Context-Free Grammar，CFG）来定义，即通过产生式对非终结符进行扩展。

实验二语法分析程序设计[实验目的]：1．了解语法分析的主要任务。

2．熟悉编译程序的编制。

[实验内容]：根据某文法，构造一基本递归下降语法分析程序。

给出分析过程中所用的产生式序列。

[实验要求]：1.选择一个文法，进行实验，可选的文法包括以下三个：P190 4.8P190 4.9P190 4.102.设计语法分析程序的输出形式（输出应为语法树或推导），一个可以参考的例子，可见图1。

3.编写递归下降语法分析程序（参考P148-149 Topdown parsing byrecursive-descent）,实现基本的递归下降分析器，能够分析任给的符号串是否为该文法所定义的合法句子。

实验报告中要说明分析使用的方法。

4.根据所作业题选项e所给出的input,生成并输出分析过程中所用的产生式序列(show the actions of parser)：1 产生式12 产生式2……5.自已设计一个不合法的句子，作为输出进行分析，给出结果。

[实验过程]本次实验选择的文法为P190 4.8lexp->atom|listatom->number|identifierlist->(lexp-seq)lexp-seq->lexp lexp-seq1.写出实现的算法，并画流程图。

本次实验采用递归下降算法，算法流程图如下图1-1：图1-1 算法流程图2.根据你选择的文法，分析左递归或左因子是否会影响本算法的结果。

会影响本算法的结果。

递归下降分析法要求的文法是LL(1)文法，需要消除左递归和左因子的影响。

如果存在左因子，对相同的字符跳转到不同的函数，无法实现递归。

3.列举实验设计过程中出现的问题及解决的方法（至少3条，选择实验中最困扰的问题）。

1).会多次输出accept/error结果解决方案：所有的递归函数返回类型为int，若accept返回1，error返回0，在main主函数中统一判断输出语句。

一、实验目的使用递归子程序法设计一个语法分析程序，理解自顶向下分析方法的原理，掌握手工编写语法分析程序的方法。

二、实验原理1. 基本原理递归下降法是语法分析中最易懂的一种方法。

它的主要原理是，对每个非终极符按其产生式结构构造相应语法分析子程序，其中终极符产生匹配命令，而非终极符则产生过程调用命令。

因为文法递归相应子程序也递归，所以称这种方法为递归子程序下降法或递归下降法。

其中子程序的结构与产生式结构几乎是一致的。

2. 文法要求递归下降法要满足的条件：假设A的全部产生式为Aα1|α2|……|αn ，则必须满足如下条件才能保证可以唯一的选择合适的产生式predict(Aαi)∩predict(Aαj)=Φ,当i≠j.3. 实现原理假设文法中有如下的产生式A1 | 2 | … | n，则应按如下方法编写语法分析子程序procedure A()begin if tokenPredict(A1) then θ(1) elseif tokenPredict(A2) then θ(2) else……if tokenPredict(An) then θ(n) elseerror()end其中对i =X1X2…Xn，θ(i) =θ’(X1); θ’(X2);…; θ’(Xn);● 如果XiVN，θ’(Xi)= Xi● 如果XiVT，θ’(Xi)= Match(Xi)● 如果Xi= , θ’(λ) = skip(空语句)三、实验要求1、使用递归下降分析算法分析表达式文法：exp ::= exp addop term | termaddop ::= + | -term ::= term mulop factor | factormulop ::= * | /factor ::= (exp) | number其中number可以是多位的十进制数字串（整数即可），因此这里还需要一个小的词法分析器来得到number的值。

2、该词法分析器以子程序形式出现，当需要进行词法分析时进行调用；3、能够识别正确和错误的表达式；4、在进行语法分析的过程中，计算输入表达式的值。