基於c語言的語法分析器的實現

一. 總體實現思想

1. 我採用自頂向下的預測分析技術來實現，其基本方法如下:
   從文法開始符號出發，在每一步推導過程中根據當前句型的最左非終結符A和當前輸入符號a，選擇正確的A-產生式。爲保證分析的確定性，選出的候選式必須是唯一的。

2. 具體的非遞歸的預測語法分析結構如下所示:
   非遞歸的預測分析不需要爲每個非終結符編寫遞歸下降過程，而是根據預測分析表構造一個自動機，也叫表驅動的預測分析
   

3. 表驅動的預測分析法的算法
   3.1輸入:一個串w和文法G的分析表 M
   3.2輸出:如果w在L(G )中，輸出w的最左推導；否則給出錯誤指示
   3.3方法:最初，語法分析器的格局如下：輸入緩衝區中是w，G的開始符號位於棧頂，其下面是 。下面的程序使用預測分析表M生成了處理這個輸入的預測分析過程

設置ip使它指向w的第一個符號，其中ip 是輸入指針；
令X=棧頂符號；
while  ( X ≠ ＄ )｛     /   *      棧非空 */ 
            if ( X 等於ip所指向的符號a) 執行棧的彈出操作，將ip向前移動一個位置；
            else  if ( X是一個終結符號)  error ( ) ;
            else  if ( M[X，a]是一個報錯條目)  error ( ) ;           
            else  if ( M[X，a] = X →Y1Y2 … Yk  )｛ 
                         輸出產生式 X →Y1Y2 … Yk  ；
                         彈出棧頂符號；
                        將Yk，Yk-1 …，Yi 壓入棧中，其中Y1位於棧頂。
            }
            令X=棧頂符號
}

4.非遞歸的預測分析法主控程序規模較小，需載入分析表（表較小），直觀性較差，分析時間大約正比於待分析程序的長度，但是自動生成較容易
5. 預測分析法的實現步驟
1）構造文法
2）改造文法：消除二義性、消除左遞歸、消除回溯
3）求每個變量的FIRST集和FOLLOW集，從而求得每個
候選式的SELECT集
4）檢查是不是 LL(1) 文法。若是，構造預測分析表
5）對於遞歸的預測分析，根據預測分析表爲每一個非終結
符編寫一個過程；對於非遞歸的預測分析，實現表驅動
的預測分析算法,我們採用的是後面一種

6.預測分析的錯誤處理
6.1錯誤檢測:
棧頂的終結符和當前輸入符號不匹配、
棧頂非終結符與當前輸入符號在預測分析表對應項中的信息爲空
6.2恐慌模式
6.2.1忽略輸入中的一些符號，直到輸入中出現由設計者選定的同步詞法單元(synchronizing token)集合中的某個詞法單元
1）其效果依賴於同步集合的選取。集合的選取應該使得語法分 析器能從實際遇到的錯誤中快速恢復。例如可以把FOLLOW(A)中的所有終結符放入非終結符A的同步記號集合
6.2.2如果終結符在棧頂而不能匹配，一個簡單的辦法就是彈出此終結符
6.2.1分析表的使用方法
如果M[A,a]是空，表示檢測到錯誤，根據恐慌模式，忽略輸入號a
如果M[A,a]是synch，則彈出棧頂的非終結符A，試圖繼續分析後面的語法成分
如果棧頂的終結符和輸入符號不匹配，則彈出棧頂的終結符

二. C語言文法設計

1. c語言基本程序主要是由函數定義組成，故定義文法爲:

program->function_definition program'
program'->function_definition program'|$  //c語言的程序構造

1. 而函數定義又包括了類型定義、函數聲明、複合聲明，故文法定義爲

function_definition->type_specifier declarator_func                                  compound_statement 
type_specifier->VOID|CHAR|INT|FLOAT //函數定義

1. 函數聲明又包含函數名字和參數，故文法所以定義爲

declarator_func->ID dec'    //declarator_func函數聲明
declarator->ID dec
dec->[ DIGIT ]|$
dec'->( declarator'|$
declarator'->parameter_list )|)
parameter_list->parameter_declaration parameter_list'
parameter_list'->, parameter_declaration parameter_list'|$
parameter_declaration->declaration_specifiers ID   //參數說明
declaration_specifiers->CHAR|INT|FLOAT      //聲明說明符

1. 複合聲明又包括變量聲明、{、}、語句聲明等

compound_statement->{ compound_statement'
compound_statement'->statement_list }|declaration_list statement_list }|}

1. 變量聲明又包含聲明說明符、，、=，初始化等等

declaration_list->declaration declaration_list'
declaration_list'->declaration declaration_list'|$
declaration->declaration_specifiers init_declarator declaration'
declaration'->, init_declarator declaration'|$
init_declarator->declarator init_declarator'
init_declarator'->= initializer|$
initializer->relational_expression|{ initializer_list }
initializer_list->initializer initializer_list'
initializer_list'->, initializer , initializer_list'|$

1. 語句聲明包括複合語句聲明、表達式語句聲明、選擇語句聲明、迭代語句(如while)聲明、跳轉語句聲明等

statement_list->statement statement_list'
statement_list'->statement statement_list'|$
statement->compound_statement|expression_statement|selection_statement|iteration_statement|declaration_list|jump_statement

1. 跳轉語句包括continue、break、return等

jump_statement->CONTINUE ;|BREAK ;|RETURN jump_statement'
jump_statement'->;|expression ;

1. 選擇語句（分支語句）包括if、else等

selection_statement->IF ( expression ) compound_statement selection_statement'
selection_statement'->ELSE statement|$

1. 迭代語句包括while、for等等

iteration_statement->WHILE ( expression ) statement|FOR ( expression_statement expression_statement expression ) statement
expression->relational_expression expression'
expression'->, relational_expression expression'|$

1. 表達式語句包含各種語句的組合，故文法設計如下

expression_statement->;|expression ;
relational_expression->additive_expression relational_expression'
relational_expression'->< additive_expression relational_expression'|> additive_expression relational_expression'|!= additive_expression relational_expression'|== additive_expression relational_expression'|= additive_expression relational_expression'|$
additive_expression->multiplicative_expression additive_expression'
additive_expression'->+ multiplicative_expression additive_expression'|- multiplicative_expression additive_expression'|++|--|$
multiplicative_expression->postfix_expression multiplicative_expression'|DIGIT multiplicative_expression'|FRACTION multiplicative_expression'
multiplicative_expression'->* postfix_expression multiplicative_expression'|/ postfix_expression multiplicative_expression'|$
postfix_expression->primary_expression postfix_expression'
postfix_expression'->[ expression ]|$
pe'->$|const_list
primary_expression->ID|( expression )|DIGIT|FRACTION|CHARACTER
const->DIGIT|FRACTION|CHARACTER
const_list->const const_list'
const_list'->, const const_list'|$

本Markdown編輯器使用StackEdit修改而來，用它寫博客，將會帶來全新的體驗哦：

• Markdown和擴展Markdown簡潔的語法
• 代碼塊高亮
• 圖片鏈接和圖片上傳
• LaTex數學公式
• UML序列圖和流程圖
• 離線寫博客
• 導入導出Markdown文件
• 豐富的快捷鍵

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快捷鍵

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Markdown及擴展

Markdown 是一種輕量級標記語言，它允許人們使用易讀易寫的純文本格式編寫文檔，然後轉換成格式豐富的HTML頁面。 —— [ 維基百科 ]

使用簡單的符號標識不同的標題，將某些文字標記爲粗體或者斜體，創建一個鏈接等，詳細語法參考幫助？。

本編輯器支持 Markdown Extra , 　擴展了很多好用的功能。具體請參考Github.

表格

Markdown　Extra　表格語法：

項目	價格
Computer	$1600
Phone	$12
Pipe	$1

可以使用冒號來定義對齊方式：

項目	價格	數量
Computer	1600 元	5
Phone	12 元	12
Pipe	1 元	234

定義列表

Markdown　Extra　定義列表語法：

項目１

項目２

定義 A

定義 B

項目３

定義 C

定義 D

定義D內容

代碼塊

代碼塊語法遵循標準markdown代碼，例如：

@requires_authorization
def somefunc(param1='', param2=0):
    '''A docstring'''
    if param1 > param2: # interesting
        print 'Greater'
    return (param2 - param1 + 1) or None
class SomeClass:
    pass
>>> message = '''interpreter
... prompt'''

腳註

生成一個腳註1.

目錄

用 [TOC]來生成目錄：

數學公式

使用MathJax渲染LaTex 數學公式，詳見math.stackexchange.com.

• 行內公式，數學公式爲：Γ(n)=(n−1)!∀n∈N 。
• 塊級公式：

x=−b±b2−4ac−−−−−−−√2a

更多LaTex語法請參考 這兒.

UML 圖:

可以渲染序列圖：

或者流程圖：

• 關於 序列圖 語法，參考 這兒,
• 關於 流程圖 語法，參考 這兒.

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3. IE９，１０，１１存在以下問題
   
   1. 不支持離線功能
   2. IE9不支持文件導入導出
   3. IE10不支持拖拽文件導入

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1. 這裏是 腳註 的 內容. ↩