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編譯原理實現LL1文法判定

發布時間:2022-12-26 17:17:04

編譯原理實驗二 LL(1)分析法

通過完成預測分析法的語法分析程序,了解預測分析法和遞歸子程序法的區別和聯系。使學生了解語法分析的功能,掌握語法分析程序設計的原理和構造方法,訓練學生掌握開發應用程序的基本方法。有利於提高學生的專業素質,為培養適應社會多方面需要的能力。

根據某一文法編制調試 LL(1)分析程序,以便對任意輸入的符號串進行分析。
構造預測分析表,並利用分析表和一個棧來實現對上述程序設計語言的分析程序。
分析法的功能是利用LL(1)控製程序根據顯示棧棧頂內容、向前看符號以及LL(1)分析表,對輸入符號串自上而下的分析過程。

對文法 的句子進行不含回溯的自上向下語法分析的充分必要條件是:
(1)文法不含左遞歸;
(2)對於文法中的每一個非終結符 的各個產生式的候選首符集兩兩不相交,即,若

Follow集合構造:
對於文法 的每個非終結符 構造 的演算法是,連續使用下面的規則,直至每個 不再增大為止:

僅給出核心部分
(1) GrammerSymbol.java

(2) GrammerSymbols.java

(3) Grammer.java

(4) LL1Grammer.java

㈡ 編譯原理的LL(1)文法是什麼意思

LL(1)的含義:第1個L表明自頂向下分析是從左向右掃描輸入串,第2個L表明分析過程中將用最左到推倒,1表明只需向右看一個符號便可決定如何推倒即選擇哪個產生式(規則)進行推導,類似也可以有LL(k)文法,也就是需要向前查看k個符號才能確定選用哪個產生式。
這是從我們編譯原理課本上抄來的,希望對你有幫助

㈢ 編譯原理實現判斷是不是一個文法的句子

構造LL(1)語法分析程序,任意輸入一個文法符號串,並判斷它是否為文法的一個句子。程序要求為該文法構造預測分析表,並按照預測分析演算法對輸入串進行語法分析,判別程序是否符合已知的語法規則,如果不符合(編譯出錯),則輸出錯誤信息。

㈣ 編譯原理-LL1文法詳細講解

我們知道2型文法( CFG ),它的每個產生式類型都是 α→β ,其中 α ∈ VN , β ∈ (VN∪VT)*。

例如, 一個表達式的文法:

最終推導出 id + (id + id) 的句子,那麼它的推導過程就會構成一顆樹,即 CFG 分析樹:

從分析樹可以看出,我們從文法開始符號起,不斷地利用產生式的右部替換產生式左部的非終結符,最終推導出我們想要的句子。這種方式我們稱為自頂向下分析法。

從文法開始符號起,不斷用非終結符的候選式(即產生式)替換當前句型中的非終結符,最終得到相應的句子。
在每一步推導過程中,我們需要做兩個選擇:

因為一個句型中,可能存在多個非終結符,我們就不確定選擇那一個非終結符進行替換。
對於這種情況,我們就需要做強制規定,每次都選擇句型中第一個非終結符進行替換(或者每次都選擇句型中最後一個非終結符進行替換)。

自頂向下的語法分析採用最左推導方式,即總是選擇每個句型的最左非終結符進行替換。

最終的結果是要推導出一個特定句子(例如 id + (id + id) )。
我們將特定句子看成一個輸入字元串,而每一個非終結符對應一個處理方法,這個處理方法用來匹配輸入字元串的部分,演算法如下:

方法解析:

這種方式稱為遞歸下降分析( Recursive-Descent Parsing ):

當選擇的候選式不正確,就需要回溯( backtracking ),重新選擇候選式,進行下一次嘗試匹配。因為要不斷的回溯,導致分析效率比較低。

這種方式叫做預測分析( Predictive Parsing ):

要實現預測分析,我們必須保證從文法開始符號起,每一個推導過程中,當前句型最左非終結符 A 對於當前輸入字元 a ,只能得到唯一的 A 候選式。

根據上面的解決方法,我們首先想到,如果非終結符 A 的候選式只有一個以終結符 a 開頭候選式不就行了么。
進而我們可以得出,如果一個非終結符 A ,它的候選式都是以終結符開頭,並且這些終結符都各不相同,那麼本身就符合預測分析了。

這就是S_文法,滿足下面兩個條件:

例子:

這就是一個典型的S_文法,它的每一個非終結符遇到任一終結符得到候選式是確定的。如 S -> aA | bAB , 只有遇到終結符 a 和 b 的時候,才能返回 S 的候選式,遇到其他終結符時,直接報錯,匹配不成功。

雖然S_文法可以實現預測分析,但是從它的定義上看,S_文法不支持空產生式(ε產生式),極大地限制了它的應用。

什麼是空產生式(ε產生式)?

例子

這里 A 有了空產生式,那麼 S 的產生式組 S -> aA | bAB ,就可以是 a | bB ,這樣 a , bb , bc 就變成這個文法 G 的新句子了。

根據預測分析的定義,非終結符對於任一終結符得到的產生式是確定的,要麼能獲取唯一的產生式,要麼不匹配直接報錯。

那麼空產生式何時被選擇呢?

由此可以引入非終結符 A 的後繼符號集的概念:
定義: 由文法 G 推導出來的所有句型,可以出現在非終結符 A 後邊的終結符 a 的集合,就是這個非終結符 A 的後繼符號集,記為 FOLLOW(A) 。

因此對於 A -> ε 空產生式,只要遇到非終結符 A 的後繼符號集中的字元,可以選擇這個空產生式。
那麼對於 A -> a 這樣的產生式,只要遇到終結符 a 就可以選擇了。

由此我們引入的產生式可選集概念:
定義: 在進行推導時,選用非終結符 A 一個產生式 A→β 對應的輸入符號的集合,記為 SELECT(A→β)

因為預測分析要求非終結符 A 對於輸入字元 a ,只能得到唯一的 A 候選式。
那麼對於一個文法 G 的所有產生式組,要求有相同左部的產生式,它們的可選集不相交。

在 S_文法基礎上,我們允許有空產生式,但是要做限制:

將上面例子中的文法改造:

但是q_文法的產生式不能是非終結符打頭,這就限制了其應用,因此引入LL(1)文法。

LL(1)文法允許產生式的右部首字元是非終結符,那麼怎麼得到這個產生式可選集。
我們知道對於產生式:

定義: 給定一個文法符號串 α , α 的 串首終結符集 FIRST(α) 被定義為可以從 α 推導出的所有串首終結符構成的集合。

定義已經了解清楚了,那麼該如何求呢?
例如一個文法符號串 BCDe , 其中 B C D 都是非終結符, e 是終結符。

因此對於一個文法符號串 X1X2 … Xn ,求解 串首終結符集 FIRST(X1X2 … Xn) 演算法:

但是這里有一個關鍵點,如何求非終結符的串首終結符集?

因此對於一個非終結符 A , 求解 串首終結符集 FIRST(A) 演算法:

這里大家可能有個疑惑,怎麼能將 FIRST(Bβ) 添加到 FIRST(A) 中,如果問文法符號串 Bβ 中包含非終結符 A ,就產生了循環調用的情況,該怎麼辦?

對於 串首終結符集 ,我想大家疑惑的點就是,串首終結符集到底是針對 文法符號串 的,還是針對 非終結符 的,這個容易弄混。
其實我們應該知道, 非終結符 本身就屬於一個特殊的 文法符號串
而求解 文法符號串 的串首終結符集,其實就是要知道文法符號串中每個字元的串首終結符集:

上面章節我們知道了,對於非終結符 A 的 後繼符號集 :
就是由文法 G 推導出來的所有句型,可以出現在非終結符 A 後邊的終結符的集合,記為 FOLLOW(A) 。

仔細想一下,什麼樣的終結符可以出現在非終結符 A 後面,應該是在產生式中就位於 A 後面的終結符。例如 S -> Aa ,那麼終結符 a 肯定屬於 FOLLOW(A) 。

因此求非終結符 A 的 後繼符號集 演算法:

如果非終結符 A 是產生式結尾,那麼說明這個產生式左部非終結符後面能出現的終結符,也都可以出現在非終結符 A 後面。

我們可以求出 LL(1) 文法中每個產生式可選集:

根據產生式可選集,我們可以構建一個預測分析表,表中的每一行都是一個非終結符,表中的每一列都是一個終結符,包括結束符號 $ ,而表中的值就是產生式。
這樣進行語法推導的時候,非終結符遇到當前輸入字元,就可以從預測分析表中獲取對應的產生式了。

有了預測分析表,我們就可以進行預測分析了,具體流程:

可以這么理解:

我們知道要實現預測分析,要求相同左部的產生式,它們的可選集是不相交。
但是有的文法結構不符合這個要求,要進行改造。

如果相同左部的多個產生式有共同前綴,那麼它們的可選集必然相交。
例如:

那麼如何進行改造呢?
其實很簡單,進行如下轉換:

如此文法的相同左部的產生式,它們的可選集是不相交,符合現預測分析。

這種改造方法稱為 提取公因子演算法

當我們自頂向下的語法分析時,就需要採用最左推導方式。
而這個時候,如果產生式左部和產生式右部首字元一樣(即A→Aα),那麼推導就可能陷入無限循環。
例如:

因此對於:

文法中不能包含這兩種形式,不然最左推導就沒辦法進行。

例如:

它能夠推導出如下:

你會驚奇的發現,它能推導出 b 和 (a)* (即由 0 個 a 或者無數個 a 生成的文法符號串)。其實就可以改造成:

因此消除 直接左遞歸 演算法的一般形式:

例如:

消除間接左遞歸的方法就是直接帶入消除,即

消除間接左遞歸演算法:

這個演算法看起來描述很多,其實理解起來很簡單:

思考 : 我們通過 Ai -> Ajβ 來判斷是不是間接左遞歸,那如果有產生式 Ai -> BAjβ 且 B -> ε ,那麼它是不是間接左遞歸呢?
間接地我們可以推出如果一個產生式 Ai -> αAjβ 且 FIRST(α) 包括空串ε,那麼這個產生式是不是間接左遞歸。

㈤ 編譯原理題目關於判斷LL(1)文法的

A 不是,因為含有左公共引子a
B 和D不是,因為含有左遞歸
C是,因為SELECT(S→aS) 與SELECT(S→b)的交集為空,符合LL(1)文法的定義。

㈥ 編譯原理的LL(1)文法是什麼意思

1.文法不含左遞歸,沒有公共左因子
2.對於文法中的每個非終結符A的產生式的候選首符集兩兩不相交。
3.對於文法中的每個非終結符A,它存在某個候選首符集包括ε,則FIRST(A)∩FOLLOW(A)=空
滿足以上條件的文法為LL(1)文法

㈦ 關於LL(1)文法的編譯原理題目

判斷是不是LL(1),首先看候選式的首字元有沒有相同的,第二判斷首字元迭代進去是否會構成左遞歸。
如果首字元不相同,也沒用左遞歸就說明此文法是LL(1)
M→MaH|H
H→(M)|b(M)|b
第一個產生式中存在左遞歸:M->MaH
第二個產生式中存在首字元相同:H->b(M) ,
H->b
怎麼改呢?
對第一個產生式,消除左遞歸就是要變成右遞歸,把右邊剩下的符號提到前面:
M->aHM'

M'->aHM'
對第二個產生式,提出公共因子
H->b( (M)|ε)
=>
H->bH'

H'->(M)|ε

㈧ 如何判斷一個文法是LL文法

1.
對文法G的句子進行確定的自頂向下語法分析的充分必要條件是,G的任意兩個具有相同左部的產生式A->α|β
滿足下列條件:
(1)如果α、β均不能推導出ε,則
FIRST(α)

FIRST(β)
=
Φ。
(2)α

β
至多有一個能推導出
ε。
(3)如果
β
*═>
ε,則
FIRST(α)

FOLLOW(A)
=
Φ。
將滿足上述條件的文法稱為LL(1)文法。
2.
第一個L代表從左向右掃描輸入符號串,第二個L代表產生最左推導,1代表在分析過程中執行每一步推導都要向前查看一個輸入符號——當前正在處理的輸入符號。
3.
LL(1)文法既不是二義性的,也不含左遞歸,對LL(1)文法的所有句子均可進行確定的自頂向下語法分析。
4.
並不是所有的語言都可以用LL(1)文法來描述,而且不存在判定某語言是否是LL(1)文法的演算法。也就是說,確定的自頂向下分析只能實現一部分上下文無關語言的分析,這就是LL(1)文法所產生的語言。另外,在上述LL(1)文法的條件中,要求:ε

FIRST(α1),ε

FIRST(α2),…ε

FIRST(αn)
中至多有一個成立。

㈨ 編譯原理怎麼判斷是否為slr文法

LL(1)就是向前只搜索1個符號,即與FIRST()匹配,如果FIRST為空則還要考慮FELLOW.
LR需要構造一張LR分析表,此表用於當面臨輸入字元時,將它移進,規約(即自下而上分析思想),接受還是出錯.
LR(0)找出句柄前綴,構造分析表,然後根據輸入符號進行規約.
SLR(1)使用LR(0)時若有沖突,不知道規約,移進,活移進哪一個,所以需要向前搜索,則只把有問題的地方向前搜索一次.
LR(1)1.在每個項目中增加搜索符.2.舉個列子如有A->α.Bβ,則還需將B的規則也加入.
LALR(1)就是假如兩個產生式集相同則將它們合並為一個,幾合並同心集.

㈩ 編譯原理 對一個文法進行改寫,然後判斷改寫後的文法是不是LL(1)文法,請問改寫方式的不同是否影響結果

樓上的答案是錯誤的。對同一種文法,可能同時存在兩種改寫方法,其中一種使改寫後的新文法為LL(1)文法,而另外一種使改寫後的新文法不為LL(1)文法。

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