编译原理(五) LL(1)文法分析法-预测分析表的构造
基本定义
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FIRST(α):
- 令G是一个不含左递归的文法,对G的所有非终结符的每个候选α定义它的终结首符集FIRST(α)为:
FIRST(α)={a | α=>*a…, a∈VT} - 若α=>*ε,则规定ε∈FIRST(α)
- FIRST(α)是α的所有可能推导的开头终结符或可能的ε
- 如果非终结符A的所有候选首符集两两不相交,即A的任何两个不同候选αi和αj
FIRST(αi) ∩FIRST(αj)=Φ - 那么当要求A匹配输入串时,A就能根据它所面临的第一个输入符号a,准确的指派某一个候选前去执行任务。这个候选就是那个终结首符集含a的α。
- 令G是一个不含左递归的文法,对G的所有非终结符的每个候选α定义它的终结首符集FIRST(α)为:
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FOLLOW(A):
- 假定S是文法G的开始符号,对于G的任何非终结符A,我们定义
FOLLOW(A)={a | S=>*…Aa…,a∈VT} - FOLLOW(A)是所有句型中出现在紧接A之后的终结符或“#”。开始符号的FOLLOW集初始化时加入“#”。
- 当非终结符A面临输入符号a,且a不属于A的任意候选首符集但A的某个候选首符集包含ε时,只有当a∈FOLLOW(A)时,才可能允许A自动匹配。
- 假定S是文法G的开始符号,对于G的任何非终结符A,我们定义
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LL(1)文法:
- 文法不含左递归
- 对于文法中每一个非终结符A的各个产生式的候选首符集两两不相交。即,若A→α1 |α2 | … |αn,则FIRST(αi)∩FIRST(αj)=Φ (i≠j)
- 对文法中的每个非终结符A,若它存在某个候选首符集包含ε,则,FIRST(A)∩FOLLOW(A)=Φ
如果一个文法G满足以上条件,则称该文法G为LL(1)文法。 - LL(1)文法是不带回溯的自顶向下的文法
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预测分析表:
- 预测分析表示一个M[A,a]形式的矩阵。其中A为非终结符,a是终结符或‘#’ 。
- 矩阵元素M[A,a]中存放着一条关于A的产生式,指出当A面临输入符号a时所应采用的候选。
M[A,a]中也可能存放一个“出错标志”,指出A根本不该面临输入符号a。
预测分析表的构造
FIRST(α)的构造算法
要构造FIRST(α),根据定义:
α=X1⋯Xn
那么对于从前到后的Xi我们进行分类讨论:
- 如果Xi∈Vt,那么FIRST(α)=FIRST(Xi)={Xi}
- 如果Xi∈Vn,因为不存在左递归,所以Xi=a.......|ϵ,那么FIRST(Xi)={a,ϵ,FIRST(Xi+1)}
- 只要Xi−1不包含ϵ,那么Xi不可能影响FIRST(α)
- 那么我们通过记录每个a∈V,然后进行深度优先记忆化搜索,将所有的状态填满,因为LL(1)文法使不会回溯的,所以能够保证在O(n)的时间完成,采取递归的形式实现
FOLLOW(A)的构造算法
设S,A,B∈Vn,那么连续使用如下规则,直至follow集不再发生变化:
- (1) S为标识符,那么FOLLOW(S)包含“#”
- (2) 若A::=αBβ,那么FOLLOW(B)+=FIRST(B)−{ϵ}
- (3) 若A::=αB或者A::=αBβ,且β⇒∗ϵ,那么FOLLOW(B)+=FOLLOW(A)
预测分析表的构造算法
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First集和Follow集,FirstVt集和LastVt集的计算
首先要知道First和Follow是一对,而Firstvt和Lastvt是一对。然后要知道这两对都是干什么的。
First和Follow是为了画预测分析表的(在LL(1)分析法处)。
而Firstvt和Lastvt是为了画算符优先关系表的(就是表里面填优先大于小于等于的那个)。
然后要注意他们可都是终结符的集合。
再就是他们如何构建的问题了
先说First和Follow
First
如A->aB | CD
这里面包含了组成First(A)的两种情况:
以终结符开头, 当然要把这个终结符放到A的First里
以非终结符开头, 先把C的First放到A的First里
再看如果C的First中有空的话就把D的First放到A的First里,如果D也有空的话往后依次类推
技巧:First一般从下往上找。
如果要找A的First,我们要找A的定义式,即A在左边的式子,看着他的右边来找。
Follow
如S->(L) | aL | LC
找Follow的三种情况:先在候选式(右边)中找到该非终结符,如L(注意例中只有一个定义,但找Follow要看到所有右边出现该非终结符的)
如果L的右边是终结符, 那么这个终结符加入L的Follow
如果L的右边是非终结符, 那么把这个非终结符的First除去空加到L的Follow中
如果L处在末尾, 那么,'->'左边符号的Follow成为L的Follow
另外要注意的是:
开始符号的Follow中要加上‘#’
技巧:Follow一般从上往下找。
如果要找L的Follow,要从式子的右边找到L,然后来找L的Follow,这与First是不同的。
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再说下Firstvt和Lastvt
Firstvt
找Firstvt的三条规则:如果要找A的Firstvt,A的候选式中出现:
A->a.......,即以终结符开头,该终结符入Firstvt
A->B.......,即以非终结符开头,该非终结符的Firstvt入A的Firstvt
A->Ba.....,即先以非终结符开头,紧跟终结符,则终结符入Firstvt
Lastvt
找Lastvt的三条规则:如果要找A的Lastvt,A的候选式中出现:
A->.......a,即以终结符结尾,该终结符入Lastvt
A->.......B,即以非终结符结尾,该非终结符的Lastvt入A的Lastvt
A->.....aB,即先以非终结符结尾,前面是终结符,则终结符入Firstvt