編譯原理左遞歸右遞歸

⑴ 編譯原理筆記9：語法分析樹、語法樹、二義性的消除

語法分析樹和語法樹不是一種東西 。習慣上，我們把前者叫做「具體語法樹」，其能夠體現推導的過程；後者叫做「抽象語法樹」，其不體現過程，只關心最後的結果。

語法分析樹是語言推導過程的圖形化表示方法。這種表示方法反映了語言的實質以及語言的推導過程。

定義：對於 CFG G 的句型，分析樹被定義為具有下述性質的一棵樹：

推導，有最左推導和最右推導，這兩種推導方式在推導過程中的分析樹可能不同，但因最終得到的句子是相同的，所以最終的分析樹是一樣的。

分析樹能反映句型的推導過程，也能反映句型的結構。然而實際上，我們往往不關心推導的過程，而只關心推導的結果。因此，我們要對 分析樹 進行改造，得到 語法樹 。語法樹中全是終結符，沒有非終結符。而且語法樹中沒有括弧

定義：

說白了，語法樹這玩意，就一句話： 葉子全是操作數，內部全是操作符 ，樹里沒有非終結符也不能有括弧。

語法樹要表達的東西，是操作符（運算）作用於操作數（運算對象）

舉倆例子吧：

【例】： -(id+id) 的語法樹：

【例】：-id+id 的語法樹：

顯然，我們從上面這兩個語法樹中，直接就能觀察出來它們的運算順序。

【例】：句型 if C then s1 else s2

二義性問題：一個句子可能對應多於一棵語法樹。

【例】： 設文法 G： E → E+E | E*E | (E) | -E | id

則，句子 id+id*id、id+id+id 可能的分析樹有：

在該例中，雖然 id+id+id 的 「+」 的結合性無論左右都不會影響結果。但萬一，萬一「+」的含義變成了「減法」，那麼左結合和右結合就會引起很大的問題了。

我們在這里講的「二義性」的「義」並非語義——我們現在在學習的內容是「語法分析器」，尚未到需要研究語言背後含義的階段。

我們現在講的「二義性」指的是一個句子對應多種分析樹。

二義性的體現，是文法對同一句子有不止一棵分析樹。這種問題由【句子產生過程中的某些推導有多於一種選擇】引起。懸空 else 問題就可以很好地體現這種【超過一種選擇】帶來的二義性問題，示例如下。

看下面這么個例子。。

（其實，我感覺這個其實比較像是「說話大喘氣」帶來的理解歧義問題。。。）上面的產生式中並沒體現出來該咋算分一塊，所以兩種完全不同的句子結構都是合法的。

二義性問題是有救的，大概有以下這三種辦法：

這些辦法的核心，其實都是將優先順序和結合性說明白。

核心：把優先順序和結合性說明白

既然要說明白，那就不能讓一個非終結符可以直接在當次推導中能推出會帶來優先順序和結合性歧義的東西。（對分析樹的一個內部節點，不會有出現在其下面的分支是相同的非終結符的情況。如果有得選，那就有得歧義了。沒得選才能確定地一路走到黑）

改寫為非二義文法的二義文法大概有下面這幾個特點：

改寫的關鍵步驟：

【例】改寫下面的二義文法為非二義文法。圖右側是要達成的優先順序和結合性

改寫的核心其實就兩句話：

所以能夠得到非終結符與運算的對應關系（因為不同的運算有不同的優先順序，我們想要引入多個優先順序就要引入多個新的非終結符。這樣每個非終結符就可以負責一個優先順序的運算符號，也就是說新的非終結符是與運算有關系的了。因此這里搞出來了「對應關系」四個字）如下：

優先順序由低到高分別是 +、 、-，而距離開始符號越近，優先順序越低。因此在這里的排序也可以+ -順序。每個符號對應一層的非終結符。根據所需要的結合性，則可確定是左遞歸還是右遞歸，以確定新的產生式長什麼樣子

【例】：規定優先順序和結合性，寫出改寫的非二義文法

我們已經掌握了一種叫做【改寫】的工具，能讓我們消除二義性。接下來我們就要用這個工具來嘗試搞搞懸空 else 問題！

懸空 else 問題出現的原因是 then 數量多於 else，讓 else 有多個可以結合的 then。在二義文法中，由於選哪兩個 then、else 配對都可以，故會引起出現二義的情況。在這里，我們規定 else 右結合，即與左邊最靠近的 then 結合。

為改寫此文法，可以將 S 分為完全匹配（MS）和不完全匹配（UMS）兩類。在 MS 中體現 then、else 個數相等即匹配且右結合；在UMS 中 then、else 不匹配，體現 else 右結合。

【例】：用改寫後的文法寫一個條件語句

經過檢查，無法再根據文法寫出其他分析樹，故已經消除了二義性

雖然二義文法會導致二義性，但是其並非一無是處。其有兩個顯著的優點：

在 Yacc 中，我們可以直接指定優先順序、結合性而無需自己重寫文法。

left 表示左結合，right 表示右結合。越往下的算符優先順序越高。

嗯就這么簡單。。。

我們其實可以把語言本身定義成沒有優先順序和結合性的。。然後所有的優先、結合都交由括弧進行控制，哪個先算就加括弧。把一個過程的結束用明確的標志標記出來。

比如在 Ada 中：

在 Pascal 中，給表達式加括弧：

⑵ 編譯原理——LR分析表

自底向上的語法分析

LR分析表的結構如上，其分為兩個部分 Action Goto

兩個參數狀態i，終結符號a（s(i)代表第i個狀態，r(i)代表第i條表達式）

Goto[i,A]=j

文法

容易得知這個文法可以推出 0 1 00 01 等的字元串。因為它是 左遞歸 。不適用於 LL 文法分析，只能使用 LR 分析。

因為本題入口有兩個—— S → L·L S → L ，所以需要構造額外的產生式 S'->S

2.1 第一次遍歷

我們從 [S -> . L·L] 開始，構造這個狀態的閉包，也就是加上所有能從這個產生式推出的表項。

首先，判斷 . 後面是否為 非終結符號A 。如果是，那我們就得找所有由 A-> 推出的產生式，並將它們添加進入 閉包 里(也就是State包里)。循環做即可。

因此我們可以得到 State 0 有

下一步，就是我的 . 往下一位移動。對每個符號X後有個 . 的項，都可以從 State 0 過渡到其他狀態。

由以上6條式子可以得知下一位符號可以是 S L B 0 1 。所以自然可以得到5個狀態。

State 1 是由 State 0 通過 S 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 0 中在 S 前有 . 的項。

此狀態作為結束狀態 Accept ，不需要繼續狀態轉移了。

State 2 是由 State 0 通過 L 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 0 中在 L 前有 . 的項。

S -> . L·L S -> . L L -> . LB

有3條式子，現在我們將 . 向後推一格，就得到 State 1 的項了。

但是 . 之後的符號分別是 · $ B ， B 為非終結符號，我們得包含 B -> 的項

State 3 是由 State 0 通過 B 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 0 中在 B 前有 . 的項。

因為 . 後沒有其他符號了，因此這個狀態不需要繼續轉移了。

State 4 是由 State 0 通過 0 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 0 中在 0 前有 . 的項。

因為 . 後沒有其他符號了，因此這個狀態不需要繼續轉移了。

很簡單，同樣的道理找 State 5

State 5 是由 State 0 通過 1 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 0 中在 1 前有 . 的項。

因為 . 後沒有其他符號了，因此這個狀態不需要繼續轉移了。

好的，現在我們第一次遍歷完成。

2.2 第二次遍歷

第二次遍歷自然從 State 2 開始。

我們回到 State2 ，可以看出 . 之後的符號有 · B 0 1 。

State 6 是由 State 2 通過 · 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 2 中在 · 前有 . 的項。

S -> L. ·L 只有1條，我們往後移發現 L 又為非終結符號，參考 State 0 做的操作，我們得找出所有的式子。

共有5條式子，共同組成 State 6 ，由上面的式子可以看出我們還得繼續下一次遍歷。先不管著，我們進行下一次狀態查找。

State 7 是由 State 2 通過 B 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 2 中在 B 前有 . 的項。

L -> L. B 也是只有1條，我們往後移發現沒有非終結符號了，那就不需要再繼續添加其他式子了。

這個狀態也不需要繼續進行轉移了。

接下來很關鍵，因為我們通過 State2 的 . 後的符號找出了 State 6 State 7 ，接下來還差符號 0 1 ，那麼是否像之前一樣按例添加狀態呢， 答案是不是的 ，因為我們發現通過 0 1 找到的閉包集分別是 B -> 0 B -> 1 ，這與我們的之前的 State 4 State 5 相同。所以我們得將其整合起來，相當於 State 2 通過 0 1 符號找到了 State 4 State 5 狀態。

2.3 第三次遍歷

回頭看第二次遍歷，可以看出只有 State 6 可以進行狀態轉移了。

那麼就將 State 6 作為第三次遍歷的源頭，可以看出 . 之後的符號有 L B 0 1 。

State 8 是由 State 6 通過 L 轉移到這里的，所以我們找出所有 State 6 在 L 前有 . 的項。

S -> L· .L L -> . LB 有兩條式子，往後移發現有非終結符號 B ，所以經過整合可以得到

可以看出 . 的後面還有一個符號，所以這里我們還得再進行一次遍歷。

接下來，又是遇到重復的包的情況，可以看出我們由 State 6 通過 B 0 1 得到的閉包分別是 L->B B->0 B->1 ，很明顯，這分別對應於 State 3 State 4 State 5 。

第三次遍歷也就結束了。

2.4 第四次遍歷

回看第三次遍歷，可以看出只有 State 8 可以進行狀態轉移，其 . 之後的符號分別是 B 0 1 。

誒，感覺很熟悉，就是上面幾行剛說的情況，也就是說通過這三個符號找到的閉包是我們之前遇到的狀態，分別是 State 3 State 4 State 5 。

做到這里，我們發現我們已經全部遍歷完畢！

總共有8個狀態，通過以上流程做成個圖是什麼樣子的？來看看！

這么一看就很清晰明了了，我們就可以通過這個圖做出我們的 LR分析表

其實就是我們之前呈現的表

在狀態 I2 和 I8 中，既有 移入 項目，也有 規約 項目，存在 移入 - 規約的沖突 ，所以不是 LR(0) 文法，但是因為 FOLLOW(S) ∩ {0, 1} = ∅，所以可以用 FOLLOW 集解決沖突，所以該文法是 SLR(1) 文法。

上表我們發現還有 r1，r2，r3 等。這個其實就是代表狀態停止轉移時為 第幾條表達式 ，r3代表第三條表達式 L -> LB 。

當我們構建了表之後，我們如何運用起來呢？

下面我們通過一個例子來說明

以上字元串是如何被SLR分析器識別的呢？

⑶ 編譯原理文法問題，急急急

第一題
S->AB

A->aA'b
A'->aA'b|ε
B->B'
B'->dB'|ε
----------------------
第二題
S->aS'b

S'->aS'b|D
D->dD|ε
----------------------
第三題
最左推導的話，我認為要先消除左遞歸才行（把左遞歸轉成右遞歸），消除之後:
N->DN'
N'->DN'|ε
D->0|1|2|...|9
最左推導為 N->DN'->2N'->2DN'->25N'->25DN'->258N'->258
規范推導(最右推導)為N->ND->N8->ND8->N58->D58->258
----------------------
第四題
構造一下語法樹就知道了。直接短語是深度為2的節點（根節點是深度0）。短語是深度為2的節點代入深度為1的產生式中。句柄是所有直接短語中最左的那個。
1.baaa
>>>
_________S
_______/___\
______A_____B
_____/__\____|
____A___a___a
___/__\
__b___B
_______|
______a
直接短語為 Aa、a
短語為 Aaa
句柄為 Aa
2.bBaa
>>>
_________S
_______/___\
______A_____B
_____/__\____|
____A___a___a
___/__\
__b___B
直接短語為 Aa、a
短語為 Aaa
句柄為 Aa

⑷ 編譯原理左遞歸消除

這些題很難啊！！！
都有間接左遞歸。要先變成直接左遞歸，然後消除掉。
--------------------
G3.1
S->SA|Ab|b|c
A->Bc|a
B->Sb|b
--------------------
間接左遞歸轉直接左遞歸
B代入A：A ->(Sb|b)c|a -> Sbc|bc|a
A代入S：S -> S(Sbc|bc|a)|(Sbc|bc|a)b|b|c -> SSbc|Sbc|Sa|Sbcb|bcb|ab|b|c
消除直接左遞歸
S->bcbS'|abS'|bS'|cS'
S'->SbcS'|bcS'|aS'|bcbS'|ε
S'還是有直接左遞歸，繼續消除
S'->bcS'T|aS'T|bcbS'T
T->bcS'T|ε
最後，這題答案就是S,S',T的產生式

--------------------
下面兩題更難了，上一題反復代入還能把其他非終結符消掉，下面兩個文法都是最後代入還剩下兩個非終結符反復迭代，佛了！
G3.2
E->ET+|T

T->TF*|F

F->E|i
--------------------
F代入T: T->T(E|i)*|(E|i)->TE*|Ti*|E|i
T代入E：

--------------------
G3.3
S->V_1

V_1->V_2|V_1 2 V_2

V_2->V_3|V_2 + V_3
V_3->V_1 * |(
這些字母我都不認識了，換一下
S->A|SiA
A->B|A+B
B->S*|(
--------------------
B代入A：A->(S*|()|A+(S*|()->S*|(|A+S*|A+(
A代入S：

--------------------

⑸ 編譯原理全部的名詞解釋

書上有別那麼懶！。。。。
編譯過程的六個階段：詞法分析，語法分析，語義分析，中間代碼生成，代碼優化，目標代碼生成
解釋程序：把某種語言的源程序轉換成等價的另一種語言程序——目標語言程序，然後再執行目標程序。解釋方式是接受某高級語言的一個語句輸入，進行解釋並控制計算機執行，馬上得到這句的執行結果，然後再接受下一句。
編譯程序：就是指這樣一種程序，通過它能夠將用高級語言編寫的源程序轉換成與之在邏輯上等價的低級語言形式的目標程序(機器語言程序或匯編語言程序)。
解釋程序和編譯程序的根本區別：是否生成目標代碼
句子的二義性（這里的二義性是指語法結構上的。）:文法G[S]的一個句子如果能找到兩種不同的最左推導(或最右推導)，或者存在兩棵不同的語法樹，則稱這個句子是二義性的。
文法的二義性:一個文法如果包含二義性的句子，則這個文法是二義文法，否則是無二義文法。
LL(1)的含義：(LL(1)文法是無二義的； LL(1)文法不含左遞歸)
第1個L：從左到右掃描輸入串 第2個L：生成的是最左推導
1 ：向右看1個輸入符號便可決定選擇哪個產生式
某些非LL(1)文法到LL(1)文法的等價變換: 1. 提取公因子 2. 消除左遞歸
文法符號的屬性:單詞的含義，即與文法符號相關的一些信息。如，類型、值、存儲地址等。
一個屬性文法(attribute grammar)是一個三元組A=(G, V, F)
G：上下文無關文法。
V：屬性的有窮集。每個屬性與文法的一個終結符或非終結符相連。屬性與變數一樣，可以進行計算和傳遞。
F：關於屬性的斷言或謂詞(一組屬性的計算規則)的有窮集。斷言或語義規則與一個產生式相聯，只引用該產生式左端或右端的終結符或非終結符相聯的屬性。
綜合屬性:若產生式左部的單非終結符A的屬性值由右部各非終結符的屬性值決定,則A的屬性稱為綜合屬
繼承屬性:若產生式右部符號B的屬性值是根據左部非終結符的屬性值或者右部其它符號的屬性值決定的,則B的屬性為繼承屬性。
(1)非終結符既可有綜合屬性也可有繼承屬性，但文法開始符號沒有繼承屬性。
(2) 終結符只有綜合屬性，沒有繼承屬性，它們由詞法程序提供。
在計算時： 綜合屬性沿屬性語法樹向上傳遞；繼承屬性沿屬性語法樹向下傳遞。
語法制導翻譯：是指在語法分析過程中，完成附加在所使用的產生式上的語義規則描述的動作。
語法制導翻譯實現：對單詞符號串進行語法分析，構造語法分析樹，然後根據需要構造屬性依賴圖，遍歷語法樹並在語法樹的各結點處按語義規則進行計算。
中間代碼（中間語言）
1、是復雜性介於源程序語言和機器語言的一種表示形式。
2、一般，快速編譯程序直接生成目標代碼。
3、為了使編譯程序結構在邏輯上更為簡單明確，常採用中間代碼，這樣可以將與機器相關的某些實現細節置於代碼生成階段仔細處理，並且可以在中間代碼一級進行優化工作，使得代碼優化比較容易實現。
何謂中間代碼：源程序的一種內部表示，不依賴目標機的結構，易於代碼的機械生成。
為何要轉換成中間代碼:(1)邏輯結構清楚；利於不同目標機上實現同一種語言。
(2)便於移植，便於修改，便於進行與機器無關的優化。
中間代碼的幾種形式：逆波蘭記號 ，三元式和樹形表示 ，四元式
符號表的一般形式：一張符號表的的組成包括兩項，即名字欄和信息欄。
信息欄包含許多子欄和標志位，用來記錄相應名字和種種不同屬性，名字欄也稱主欄。主欄的內容稱為關鍵字（key word）。
符號表的功能：（1）收集符號屬性 (2) 上下文語義的合法性檢查的依據： 檢查標識符屬性在上下文中的一致性和合法性。(3)作為目標代碼生成階段地址分配的依據
符號的主要屬性及作用：
1. 符號名 2. 符號的類型 （整型、實型、字元串型等））3. 符號的存儲類別（公共、私有）
4. 符號的作用域及可視性 （全局、局部） 5. 符號變數的存儲分配信息 （靜態存儲區、動態存儲區）
存儲分配方案策略：靜態存儲分配；動態存儲分配：棧式、 堆式。
靜態存儲分配
1、基本策略
在編譯時就安排好目標程序運行時的全部數據空間，並能確定每個數據項的單元地址。
2、適用的分配對象：子程序的目標代碼段；全局數據目標（全局變數）
3、靜態存儲分配的要求：不允許遞歸調用，不含有可變數組。
FORTRAN程序是段結構，不允許遞歸，數據名大小、性質固定。 是典型的靜態分配
動態存儲分配
1、如果一個程序設計語言允許遞歸過程、可變數組或允許用戶自由申請和釋放空間，那麼，就需要採用動態存儲管理技術。
2、兩種動態存儲分配方式：棧式，堆式
棧式動態存儲分配
分配策略：將整個程序的數據空間設計為一個棧。
【例】在具有遞歸結構的語言程序中，每當調用一個過程時，它所需的數據空間就分配在棧頂，每當過程工作結束時就釋放這部分空間。
過程所需的數據空間包括兩部分
一部分是生存期在本過程這次活動中的數據對象。如局部變數、參數單元、臨時變數等；
另一部分則是用以管理過程活動的記錄信息(連接數據)。
活動記錄（AR）
一個過程的一次執行所需要的信息使用一個連續的存儲區來管理，這個區 (塊)叫做一個活動記錄。
構成
1、臨時工作單元；2、局部變數；3、機器狀態信息；4、存取鏈；
5、控制鏈；6、實參；7、返回地址
什麼是代碼優化
所謂優化，就是對代碼進行等價變換，使得變換後的代碼運行結果與變換前代碼運行結果相同，而運行速度加快或佔用存儲空間減少。
優化原則：等價原則：經過優化後不應改變程序運行的結果。
有效原則：使優化後所產生的目標代碼運行時間較短，佔用的存儲空間較小。
合算原則：以盡可能低的代價取得較好的優化效果。
常見的優化技術
(1) 刪除多餘運算(刪除公共子表達式) (2) 代碼外提 +刪除歸納變數+ (3)強度削弱; (4)變換循環控制條件 (5)合並已知量與復寫傳播 (6)刪除無用賦值
基本塊定義
程序中只有一個入口和一個出口的一段順序執行的語句序列，稱為程序的一個基本塊。

給我分數啊。。。

⑹ 編譯原理語法分析中消除左遞歸的問題。比如A→Ab|c中為什麼說它是左遞歸呢，明明是A定義為Ab或者

A->Ab|c為什麼是左遞歸，和為什麼要消除左遞歸：

定義，就無需爭辯了。至於為什麼自頂向下文法不能處理左遞歸,解釋如下：

c∈FIRST(A)，所以當預測分析的棧頂出現非終結符A，而輸入字元串最左邊為c時，就不知道用產生式A->Ab還是A->c了。無法構造預測分析表。比如輸入字元串為cbb，我們人當然容易知道是A->Ab->Abb->cbb了，但是電腦沒那麼聰明，如果不消除左遞歸，只有回溯了。