自底向上语法分析

简述 slr(1)和 lr(1)文法的定义(一)简述 SLR(1) 和 LR(1) 文法SLR(1)和LR(1)是两种常见的自底向上的语法分析算法。

它们都可以用于语法分析器生成过程中，帮助开发者构建和验证语法分析器。

下面将对SLR(1)和LR(1)的相关定义进行列举，并阐述理由和书籍简介。

SLR(1)文法•定义：SLR(1)（Simple LR）文法是一种自底向上的语法分析方法，它使用LR(0)项目集作为状态，具有一定的限制，只能处理一些相对简单的文法。

SLR(1)文法通过构造LR(0)自动机，然后结合First集和Follow集来进行分析。

•理由：SLR(1)文法的优势是在实现过程中相对简单，并且可以处理一些常见的文法，例如算术表达式、条件语句等。

由于SLR(1)文法的限制较多，相比其他更复杂的LR分析方法，其文法设计要求相对低，因此更适合初学者理解和使用。

•书籍简介：《编译原理》（作者：龙书）是一本经典的编译原理教材，其中涵盖了SLR(1)文法的相关内容。

这本书详细介绍了语法分析的各种方法，从简单的自底向上方法到更复杂的自顶向下方法，包括SLR(1)文法的构造和应用。

《编译原理》对于初学者来说是一本很好的参考书，可以帮助读者理解SLR(1)文法及其在语法分析中的应用。

LR(1)文法•定义：LR(1) 文法是一种更强大的自底向上语法分析方法，通过考虑下一个输入符号的展望符号（look-ahead）来解决由于有多个项目具有相同的前缀而导致的归约冲突。

LR(1) 文法通过构造 LR(1) 项目集来构建 LR(1) 分析表。

•理由：相比 SLR(1) 文法，LR(1) 文法可以处理更复杂的文法，具有更强的表达能力。

通过展望符号的引入，LR(1)文法能够更准确地分析语法，解决冲突。

在实际的编译器设计中，LR(1) 文法更为常用，可以处理包括C、Java等语言中的大部分语法规则。

•书籍简介：《编译原理与设计》（作者： Aho, Lam, R. Sethi, Ullman）是一本经典的编译原理教材，其中详细介绍了LR(1)文法及其相关内容。

第六章自底向上优先分析方法•教学要求：了解简单优先分折法，掌握算符优先分析法的关系表的构造以及分析过程。

•教学重点：算符优先表构造及算符优先分析法。

1自底向上分析法的基本思想•从输入串开始，朝着文法的开始符号进行最左归约，直到到达文法的开始符号为止。

•工作方式：“移进－归约”方式。

2分析程序模型1）初态时栈内仅有栈底符“＃”，读头指针在最左单词符号上。

2）语法分析程序执行的动作：a）移进读入一个单词并压入栈内，读头后移；b）归约检查栈顶若干个符号能否进行归约，若能，就以产生式左部替代该符号串，同时输出产生式编号；c）识别成功移进－归约的结局是栈内只剩下栈底符号和文法开始符号，读头也指向语句的结束符；d）识别失败语法分析程序语法表a+b……#输出带#3例如：有文法如下（1）S→aAcBe（2）A→b（3）A→Ab（4）B→d问：语句abbcde是不是该文法的合法语句？4•例：设文法G(S)：(1) S aAcBe(2) A b(3) A Ab(4) B d 试对abbcde进行“移进－归约”分析。

bbcde bbcde b cde de deabbcde eB cA a SB A a 5成功11接受2,3,4,1＃＃S 10归约＃＃aAcBe 9移进2,3,4e ＃＃aAcB 8归约e ＃＃aAc d 7移进de ＃＃aAc 6移进2,3cde ＃＃aA 5归约cde ＃＃a Ab 4移进2bcde ＃＃aA 3归约bcde ＃＃a b 2移进bbcde ＃＃a 1移进abbcde ＃＃0动作输出带输入串栈步骤移进归约的分析过程G[S]:（1）S →aAcBe（2）A →b（3）A →Ab（4）B →d 6遇到的问题：（1）如何找出进行直接归约的简单短语？（2）找出的简单短语应直接归约到哪一个非终结符？关键：确定句柄.常用的分析方法:（1）优先分析法（2）LR分析法7b db ac eSA B A d b a c e S A B A d a c eSA B a c e A B S 没有语法树如何确定句柄？86.1 自底向上优先分析法概述•基本思想：利用文法符号中相邻符号之间的优先关系（谁先规约的优先关系）找出句柄。

(2) 从词法分析、自顶向下语法分析、自底向上语法分析实际内这两种分析方法对应的就是LL和LR语法分析，也就是从产生式推导到终结字符和从终结字符规约到产生式的区别。

LL分析先拿到产生式左值。

此时想要做的是确认这个产生式左值非终结符号是什么，即是由什么产生式右值构成的。

对于不nullable的非终结符A，只有以FIRST（A）中的文法符号开头的文法符号串才有可能构成这个A。

根据向前看的字符，与之于FIRST（A）匹配，匹配失败则报error。

对于nullable的A，它可以被跳过，所以如果下一个文法符号在FOLLOW（A）中则可以用A->ε把A推导为空。

迭代这个过程最终把开始符号作为根节点展开成一颗语法树。

LR分析与LL相反。

首先，说明一下LR的意思。

L扫描没问题，R推导可能有点迷惑人。

其实LR分析是从左到右规约，也就是从右到左推导。

顾名思义是从语法树的叶节点开始，也就是一开始拿起某一个推导式右值中的一个文法符号，根据看到的下一个文法符号，决定应该做什么动作。

在这个过程中，分析器不断构造句柄，也就是可以被规约的文法符号串，并且不断规约这个句柄。

在这个过程中，分析器始终是拿到一个句柄（或者可能被构造成下一个句柄的候选者），这个句柄是从初试串的最左边的一个子串规约来的，然后看下一个终结字符（注意，这是向前看看到的一定是个终结字符，因为分析过程还从来没有到达过向前看的这个字符），决定采取以下几种动作：1，规约这个句柄+先前看符号，2，把句柄候选者+向前看符号作为新的句柄规约，3，把句柄候选者+向前看符号作为新的句柄候选者，4，把这个句柄原地规约。

如果用栈实现的话，总结起来以上四种情况对应两种操作，移入，和，规约。

重复这一过程直至规约到开始符号为止。

从效果上讲，LR更强大一些，可以表达更多的无二义性文法。

句子语法分析语法分析是自然语言处理中的一个重要环节，通过对句子的结构和语法规则进行分析，可以帮助我们理解句子的语义和意图。

句子的语法结构牵涉到词汇、短语和句子之间的关系，下面将介绍常见的句子语法分析方法。

一、基于规则的语法分析方法基于规则的语法分析方法是最早也是最经典的方法之一。

它使用一组语法规则和转换规则来对句子进行分析。

其中，语法规则描述了句子中不同部分的语法关系和格式要求，而转换规则则指定如何将一个句子转换为另一个句子。

常见的基于规则的语法分析方法有自顶向下分析和自底向上分析。

1. 自顶向下分析自顶向下分析又称为预测分析，是从句子的最高层次开始逐步向下分析的过程。

它从句子的起始符号开始，根据语法规则一步一步地向下进行推导，直到得到具体的句子结构。

自顶向下分析的优点是简单易懂，但由于其自上而下的分析方式，可能会造成冗余的分析和回溯，导致效率低下。

2. 自底向上分析自底向上分析又称为移进规约分析，是从句子的底层开始逐步向上分析的过程。

它从句子的词汇项开始，不断将相邻的词汇项合并为更大的短语，直到最终得到整个句子的结构。

自底向上分析的优点是能够更好地处理复杂的语法结构，但也存在分析歧义性和效率低下的问题。

二、基于统计的语法分析方法基于统计的语法分析方法是近年来受到广泛应用的方法之一。

它利用大规模的语料库数据进行训练，通过统计分析句子中词汇和短语的共现关系，来预测句子的语法结构。

常见的基于统计的语法分析方法有基于PCFG（Probabilistic Context-Free Grammar）的方法和基于依存关系的方法。

1. 基于PCFG的方法基于PCFG的方法是一种基于上下文无关文法的句法分析方法。

它通过对语法规则和转换规则进行统计建模，来计算句子中各个语法成分的概率分布。

然后，利用维特比算法或者基于图的算法来寻找最可能的句子结构。

2. 基于依存关系的方法基于依存关系的方法是一种基于句子中单词之间依存关系的句法分析方法。

在自底向上的语法一、什么是自底向上的语法自底向上的语法（Bottom-Up Parsing）是一种常用的语法分析方法，用于将一个字符串根据给定语法规则转化为语法分析树。

与之相对的是自顶向下的语法分析方法，自顶向下的语法分析从根节点开始，逐步将输入的字符串分解为非终结符和终结符，直到得到语法分析树。

而自底向上的语法分析则相反，它从叶子节点开始，逐步合并成非终结符，直到得到语法分析树。

自底向上的语法分析方法通常采用的是操作符优先分析法（Operator Precedence Parsing），也称为算符优先文法。

这种分析方法可以通过构造一个算符优先关系表来进行分析，从而判断字符串是否符合给定的语法规则。

自底向上的语法分析方法适用于各种类型的语言和文法，包括正则文法、上下文无关文法等。

这种方法具有较高的灵活性和适应性，并且能够处理大型复杂的文法和语言。

二、自底向上的语法分析步骤自底向上的语法分析过程可以分为以下步骤：1. 词法分析首先，将输入的字符串进行词法分析，将其划分为一个个单词或记号（Token）。

每个单词或记号都具有一个特定的含义，表示了输入字符串中的一个基本语义单元。

2. 初始化构建一个栈（Stack）用于保存已识别的单词或记号，并初始化一个语法分析表（Parsing Table）用于记录语法规则和操作符的优先级关系。

3. 移入操作从输入的字符串中读取一个未处理的单词或记号，并将其压入栈中。

4. 归约操作不断检查栈中的记号序列是否满足某一语法规则，如果满足，则将该记号序列替换为相应的非终结符，并执行相应的语义动作。

重复这个过程，直到不能再进行归约操作。

5. 接受或错误处理如果最终栈中只剩下一个元素，且该元素为起始符号，则语法分析成功，接受输入的字符串。

如果栈中无法进行归约操作，或者最终栈中还有多余的元素，或者无法匹配到输入字符串的所有部分，则语法分析失败，进行错误处理。

三、算符优先文法算符优先文法是自底向上分析方法的代表，它以操作符的优先级和关联性为基础，构造一个优先关系表来进行分析。

编译原理实验报告实验名称：自底向上语法分析姓名：覃立明专业班级：网工101学号：*********实验二：自底向上语法分析算法程序设计基本要求：完成自底向上语法分析算法的程序设计。

主要内容：设计、调试并测试自底向上语法分析算法程序。

操作要点：程序设计、调试与测试，撰写实验报告。

主要仪器设备：计算机程序代码：/*说明：本程序只针对文法G[E]E→E+T | TT→T*F | FF→( E ) | i*/#include <stdio.h>#include <string.h>//初始化变量char p[10][10]={{'N','+','N'},{'N'},{'N','*','N'},{'N'},{'N','^','N'},{'N'},{'(','N',')'},{'i'}};char pp[10];char m[20]={'+','*','^','i','(',')','#'};char t[20][20]={{'>','<','<','<','<','>','>'},{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>','>','n','n','>','>'},{'<','<','<','<','<','=','n'},{'>','>','>','n','n','>','>'},{'<','<','<','<','<','n','='}};int termin(char arr[20],char c); //函数：判断是否终结符char compare(char xarr[20][20],char c1,char c2);//函数：比较两个终结符之间的优先关系void error(); //函数：报错int rule(char parr[10][10],char pparr[10]);//函数：检查是否存在相应的规则void prn(char stack[50],int pt); //函数：打印运行栈中的数据main (){char str[50];char a,q;char s[50];int k,j,n,i,ii;scanf("%s",str);s[0]='n';n=0;k=1;s[k]='#';do{a=str[n];if (termin(m,a)<0) { error();return(0); }if (termin(m,s[k])>=0) j=k; else j=k-1;if (compare(t,s[j],a)=='>'){do{q=s[j];if ((j-1)<=0){error();return(0);}if (termin(m,s[j-1])>=0) j=j-1; else j=j-2;}while (compare(t,s[j],q)!='<');ii=0; //修改流程图的部分for(i=j+1;i<=k;i++){pp[ii]=s[i];ii++;}pp[ii]='\0';if(rule(p,pp)){k=j+1;s[k]='N';prn(s,k);}else{error();return(0);}}else{if (compare(t,s[j],a)=='<'){k=k+1;s[k]=a;n=n+1;prn(s,k);}else{if (compare(t,s[j],a)!='='){error();return(0);}else{if (compare(t,s[j],'#')=='='){printf("The sentence is legal\n");return(1);}else{k=k+1;s[k]=a;n=n+1;prn(s,k);}}}}}while (str[n]!='\0');printf("The sentence is legal!\n");}int termin(char arr[20],char c){int i=0;int l=0;while (arr[i]!='\0'){if (arr[i]==c){l=1;break;}i=i+1;}if (l==1) return(i); else return(-1); }char compare(char xarr[20][20],char c1,char c2) {int i,j;char r;i=termin(m,c1);j=termin(m,c2);r=xarr[i][j];return(r);}void error(){printf("The sentence is not legal\n!");}int rule(char parr[10][10],char pparr[10]) {int i;for(i=0;i<=7;i++)if(strcmp(pparr,parr[i])==0) return(1); return(0);}void prn(char stack[50],int pt){int i;for(i=1;i<=pt;i++)printf("%c",stack[i]);printf("\n");}运行结果截图：实验体会：此次实验通过算符优先算法设计语法分析程序，借助教材P117图6.8算符优先分析规约过程流程图设计程序。

编译原理语法分析实验报告一、实验目的本实验主要目的是学习和掌握编译原理中的语法分析方法，通过实验了解和实践LR(1)分析器的实现过程，并对比不同的文法对语法分析的影响。

二、实验内容1.实现一个LR(1)的语法分析器2.使用不同的文法进行语法分析3.对比不同文法对语法分析的影响三、实验原理1.背景知识LR(1)分析器是一种自底向上（bottom-up）的语法分析方法。

它使用一个分析栈（stack）和一个输入缓冲区（input buffer）来处理输入文本，并通过移进（shift）和规约（reduce）操作进行语法分析。

2.实验步骤1）构建文法的LR(1)分析表2）读取输入文本3）初始化分析栈和输入缓冲区4）根据分析表进行移进或规约操作，直至分析过程结束四、实验过程与结果1.实验环境本实验使用Python语言进行实现，使用了语法分析库ply来辅助实验。

2.实验步骤1）构建文法的LR(1)分析表通过给定的文法，根据LR(1)分析表的构造算法，构建出分析表。

2）实现LR(1)分析器使用Python语言实现LR(1)分析器，包括读取输入文本、初始化分析栈和输入缓冲区、根据分析表进行移进或规约操作等功能。

3）使用不同的文法进行语法分析选择不同的文法对编写的LR(1)分析器进行测试，观察语法分析的结果。

3.实验结果通过不同的测试案例，实验结果表明编写的LR(1)分析器能够正确地进行语法分析，能够识别出输入文本是否符合给定文法。

五、实验分析与总结1.实验分析本实验通过实现LR(1)分析器，对不同文法进行语法分析，通过实验结果可以观察到不同文法对语法分析的影响。

2.实验总结本实验主要学习和掌握了编译原理中的语法分析方法，了解了LR(1)分析器的实现过程，并通过实验提高了对语法分析的理解。

六、实验心得通过本次实验，我深入学习了编译原理中的语法分析方法，了解了LR(1)分析器的实现过程。

在实验过程中，我遇到了一些问题，但通过查阅资料和请教老师，最终解决了问题，并完成了实验。