编译原理——LR分析表

上周作业涉及到了LR(0) SLR分析表的构造,花了比较多的时间回顾,打算这次再整合一下

LR(0)分析表

自底向上的语法分析

结构

image

LR分析表的结构如上,其分为两个部分Action Goto

Action

两个参数状态i,终结符号a(s(i)代表第i个状态,r(i)代表第i条表达式)

  • 移入j:j是一个状态,把j压入栈(同时移入a)
  • 归约A->B:把栈顶的B归约到A(并根据Goto表项压入新状态)
  • 接受:接受输入,完成分析
  • 报错:在输入中发现语法错误

Goto

Goto[i,A]=j

以作业例子来说明

文法

若有定义二进制数的方法如下:
(1)   S → L·L | L
(2)   L → LB | B
(3)   B → 0 | 1
试为该文法构造 LR 分析表

容易得知这个文法可以推出0 1 00 01 等的字符串。因为它是左递归。不适用于LL文法分析,只能使用LR分析。

因为本题入口有两个——S → L·L S → L,所以需要构造额外的产生式S'->S

造表

  1. 扩充
0) S‘-> S
1) S -> L·L
2) S -> L
3) L -> LB
4) L -> B
5) B -> 0
6) B -> 1
  1. 状态

2.1 第一次遍历

State 0

我们从[S -> . L·L]开始,构造这个状态的闭包,也就是加上所有能从这个产生式推出的表项。

首先,判断.后面是否为非终结符号A。如果是,那我们就得找所有由A->推出的产生式,并将它们添加进入闭包里(也就是State包里)。循环做即可。

因此我们可以得到 State 0 有

  • S'-> . S
  • S -> . L·L
  • S -> . L
  • L -> . LB
  • L -> . B
  • B -> . 0
  • B -> . 1

下一步,就是我的.往下一位移动。对每个符号X后有个.的项,都可以从State 0过渡到其他状态。

由以上6条式子可以得知下一位符号可以是 S L B 0 1。所以自然可以得到5个状态。

State 1

State 1 是由 State 0 通过 S 转移到这里的,所以我们找出所有State 0中在 S前有.的项。

  • S' -> S .

此状态作为结束状态Accept,不需要继续状态转移了。

State 2

State 2 是由 State 0 通过 L 转移到这里的,所以我们找出所有State 0中在 L前有.的项。

S -> . L·L S -> . L L -> . LB

有3条式子,现在我们将.向后推一格,就得到State 1的项了。

但是.之后的符号分别是· $ BB为非终结符号,我们得包含B ->的项

  • S -> L. ·L
  • S -> L.
  • L -> L. B
  • B -> . 0
  • B -> . 1
State 3

State 3 是由 State 0 通过 B 转移到这里的,所以我们找出所有State 0中在 B前有.的项。

  • L -> B.

因为.后没有其他符号了,因此这个状态不需要继续转移了。

State 4

State 4 是由 State 0 通过 0 转移到这里的,所以我们找出所有State 0中在 0前有.的项。

  • B -> 0.

因为.后没有其他符号了,因此这个状态不需要继续转移了。

很简单,同样的道理找State 5

State 5

State 5 是由 State 0 通过 1 转移到这里的,所以我们找出所有State 0中在 1前有.的项。

  • B -> 1.

因为.后没有其他符号了,因此这个状态不需要继续转移了。

好的,现在我们第一次遍历完成。

2.2 第二次遍历

第二次遍历自然从State 2开始。

我们回到State2 ,可以看出. 之后的符号有· B 0 1

State 6

State 6 是由 State 2 通过 · 转移到这里的,所以我们找出所有State 2中在 ·前有.的项。

S -> L. ·L 只有1条,我们往后移发现L又为非终结符号,参考State 0做的操作,我们得找出所有的式子。

  • S -> L· .L
  • L -> . LB
  • L -> . B
  • B -> . 0
  • B -> . 1

共有5条式子,共同组成State 6,由上面的式子可以看出我们还得继续下一次遍历。先不管着,我们进行下一次状态查找。

State 7

State 7 是由 State 2 通过 B 转移到这里的,所以我们找出所有State 2中在 B前有.的项。

L -> L. B 也是只有1条,我们往后移发现没有非终结符号了,那就不需要再继续添加其他式子了。

  • L -> LB.

这个状态也不需要继续进行转移了。

接下来很关键,因为我们通过State2.后的符号找出了State 6 State 7 ,接下来还差符号0 1 ,那么是否像之前一样按例添加状态呢,答案是不是的,因为我们发现通过0 1 找到的闭包集分别是B -> 0 B -> 1 ,这与我们的之前的State 4 State 5 相同。所以我们得将其整合起来,相当于State 2通过 0 1 符号找到了 State 4 State 5 状态。

2.3 第三次遍历

回头看第二次遍历,可以看出只有State 6可以进行状态转移了。

那么就将State 6作为第三次遍历的源头,可以看出. 之后的符号有L B 0 1

State 8

State 8 是由 State 6 通过 L 转移到这里的,所以我们找出所有State 6L前有.的项。

S -> L· .L L -> . LB 有两条式子,往后移发现有非终结符号B,所以经过整合可以得到

  • S -> L·L.
  • L -> L.B
  • B -> .0
  • B -> .1

可以看出.的后面还有一个符号,所以这里我们还得再进行一次遍历。

接下来,又是遇到重复的包的情况,可以看出我们由 State 6通过B 0 1 得到的闭包分别是L->B B->0 B->1 ,很明显,这分别对应于State 3 State 4 State 5

第三次遍历也就结束了。

2.4 第四次遍历

回看第三次遍历,可以看出只有State 8 可以进行状态转移,其. 之后的符号分别是B 0 1

诶,感觉很熟悉,就是上面几行刚说的情况,也就是说通过这三个符号找到的闭包是我们之前遇到的状态,分别是State 3 State 4 State 5

做到这里,我们发现我们已经全部遍历完毕!

  1. 作图

总共有8个状态,通过以上流程做成个图是什么样子的?来看看!

image

这么一看就很清晰明了了,我们就可以通过这个图做出我们的LR分析表

其实就是我们之前呈现的表

image
  • Action 就是我们指向的下一个终结符号的状态(S(i))
  • Goto就是我们指向的下一个非终结符号的状态(i)

在状态 I2 和 I8 中,既有移入项目,也有规约项目,存在移入 - 规约的冲突,所以不是 LR(0) 文法,但是因为 FOLLOW(S) {0, 1}= ∅,所以可以用 FOLLOW 集解决冲突,所以该文法是 SLR(1) 文法。

上表我们发现还有r1,r2,r3等。这个其实就是代表状态停止转移时为第几条表达式,r3代表第三条表达式L -> LB

根据SLR分析器识别输入字符串

当我们构建了表之后,我们如何运用起来呢?

下面我们通过一个例子来说明

011·101

以上字符串是如何被SLR分析器识别的呢?

符号 输入 动作
(1) 0 011·101 $ 移入
(2) 0 4 0 11·101$ 根据 B->0 归约
(3) 0 3 B 11·101$ 根据 L->B 归约
(4) 0 2 L 11·101$ 移入
(5) 0 2 5 L 1 1·101$ 根据 B->1 归约
(6) 0 2 7 L B 1·101$ 根据 L->LB 归约
(7) 0 2 L 1·101$ 移入
(8) 0 2 5 L 1 ·101$ 根据 B->1 归约
(9) 0 2 7 L B ·101$ 根据 L->LB 归约
(10) 0 2 L ·101$ 移入
(11) 0 2 6 L · 101$ 移入
(12) 0 2 6 5 L · 1 01$ 根据 B->1 归约
(13) 0 2 6 3 L · B 01$ 根据 L->B 归约
(14) 0 2 6 8 L · L 01$ 移入
(15) 0 2 6 8 4 L · L 0 1$ 根据 B->0 归约
(16) 0 2 6 8 7 L · L B 1$ 根据 L->LB 归约
(17) 0 2 6 8 L · L 1$ 移入
(18) 0 2 6 8 5 L · L 1 $ 根据 B->1 归约
(19) 0 2 6 8 7 L · L B $ 根据 L->LB 归约
(20) 0 2 6 8 L · L $ 根据 S->L·L 归约
(21) 0 1 S $ 根据 S'->S 归约
(22) 0 S' $ 接受
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