Изменения

Перейти к: навигация, поиск

LR(1)-разбор

4300 байт добавлено, 01:59, 11 сентября 2016
опечатка в правиле грамматики
Основным отличием LR(1)-разбора от SLR-разбора является использование '''предпросмотра''' (англ. ''lookahead'') символов.
Приведём пример ситуации, в которой при котором SLR-разбор не справится с задачей:
Рассмотрим грамматику вида:
$S \to L = R \cdot$
|}
Рассмотрим ситуацию состояние $I_2$. Если SLR-парсер находится в $I_2$ и очередной входной символ равен $=$, то парсер выполняет свёртку в соответствии с продукцией ситуацией $R \to L$, что неверно, т.к. в этой грамматике не выводится выражение $R=\ldots$ и парсер должен был выполнить перенос, а не свёртку.
Чтобы решить эту проблему, необходимо хранить в ситуации больший объём информации, который позволит не делать таких ошибочных свёрток.
</wikitex>
 
== Канонические LR(1)-ситуации ==
<wikitex>
Основная идея заключается в том, чтобы хранить в ситуациях (англ. ''items'') больше информации, чтобы не производить некорректных свёрток.  
Добавим в ситуацию второй компонент: терминальный символ. Таким образом, LR(1)-ситуации будут выглядеть следующим образом:
$[A\rightarrow\alpha\cdot\beta, a]$, где первая часть {{---}} продукция, а вторая {{---}} терминал или маркер конца входной строки $\char36$. Здесь $a$ называется '''предпросмотром''' (англ. ''lookahead'') ситуации, а число $1 $ в LR(1) означает его длину.Теперь мы будем выполнять свёртку в соответствии с продукцией $A\rightarrow\alpha$, только в том случае, если находимся в ситуации $[A\rightarrow\alpha\cdot\beta, a]$ , и $a$ {{---}} входной символ.
{{Определение
|id=defValid
====Псевдокод====
<wikitex>
Псевдокод построения множеств $closure$ и $goto$, а также множества наборов ситуаций $items$ для грамматики $\Gamma' =\langle\Sigma, N, S, P\rangle$:
<code>
Item'''item'''[] closure(Item'''item'''[] $I$):
'''bool''' changed
Item'''item'''[] $J $ = $I $
'''repeat'''
changed = '''false'''
'''for''' $[A\rightarrow\alpha\cdot B\beta, a]\in I$
'''for''' $(B\rightarrow\gamma)\in G\Gamma'.P$
'''for''' $b\in FIRST(\beta\alpha)$
$J$.add($[B\rightarrow\cdot\gamma,b]$) changed = '''true''' '''untilnot''' not changed '''return''' $J$
</code>
<code>
Item'''item'''[] goto(Item'''item'''[] $I$, '''char''' $X$): Item'''item'''[] $J $=\varnothing$
'''for''' $[A\rightarrow\alpha\cdot X\beta, a]\in I$
$J$.add($[A\rightarrow\alpha X\cdot\beta, a]$)
'''return''' $closure(J)$
</code>
<code>
Item'''item'''[][] items($G\Gamma'$):
'''bool''' changed
Item'''item'''[][] $C = \{$ $C$.add($closure(\{[S'\rightarrow\cdot S,\char36]\})\}$)
'''repeat'''
changed = '''false''' '''for''' Item'''item'''[] $I\subset C$ '''for''' $X \in symbols(G\Gamma').\Sigma$ <font color="green">//по всем символам грамматики</font> '''if''' $goto(I,X)\neq\varnothing$ '''and ''' $goto(I,X)\not\subset C$ $C$.add($goto(I,X)$) changed = '''true''' '''untilnot''' not changed '''return''' $C$
</code>
</wikitex>
 
====Пример====
<wikitex>
Рассмотрим следующую грамматику $G\Gamma'$:
* $S'\rightarrow S$
* $S\rightarrow CC$
* $SC\rightarrow cC|\mid d$Запустим процедуру $items(G\Gamma')$. Она начинается с вычисления $closure([S\rightarrow S', \char36])$. Это правило вида $[A\rightarrow\alpha\cdot B\beta, a]$, где $A=S';\alpha=\varepsilon;B=S;\beta=\varepsilon;a=\char36$.  Т.к. в таком случае $FIRST(\beta\alpha) = {\char36}$, то мы добавим только правило $[S\rightarrow\cdot CC,\char36]$.
Продолжив вычислять замыкание таким образом, мы добавим во множество ситуаций $[C\rightarrow\cdot C, c]$, $[C\rightarrow\cdot C, d]$, $C\rightarrow\cdot d, c]$, и $[C\rightarrow\cdot d, d]$. Т.к. Поскольку ни одна из новых ситуаций не имеет вид $[A\rightarrow\alpha\cdot B\beta, a]$ (справа от точки во всех ситуациях терминалы), то функция $closure()$ завершает свою работу и начальное множество ситуаций в данном случае равно:.
Начальное множество ситуаций в данном случае равно: [[Файл:lr1_sets.png|400px|thumb|Рис. 1 Множества ситуаций и их переходымежду ними]]*$$I_0: \{[S'\rightarrow \cdot S, \char36],[S\rightarrow\cdot CC,\char36],[C\rightarrow\cdot C, c/d],[C\rightarrow\cdot d, c/d]\}$$Следующим шагом процедуры $items()$ будет вычисление функции переходов автомата $goto(I_0,X)$ для всех символов $X$ грамматики $G\Gamma'$: #При $X=S$:#:$$closure({[S'\rightarrow S\cdot,\char36]}) = \varnothing$$#:Мы не добавили ни одной ситуации, т.к. точка является крайней справа. Таким образом, #:*$$I_1: \{[S'\rightarrow S\cdot,\char36]\}$$#При $X=C$:#:$$I_2 = closure(\{[S\rightarrow C\cdot C,\char36]\})$$#:*$$I_2 = \{[S\rightarrow C\cdot C,\char36],[C\rightarrow\cdot cC,\char36],[C\rightarrow\cdot d,\char36]\}$$#При $X=c$:#:$$I_3 = closure(\{[C\rightarrow c\cdot C,c/d]\})$$#:*$$I_3 = \{[C\rightarrow c\cdot C,c/d],[C\rightarrow\cdot cC,c/d],[C\rightarrow\cdot d,c/d]\}$$#При $X=d$:#:$$I_4 = closure(\{[C\rightarrow d\cdot ,c/d]\})$$#:*$$I_4 = \{[C\rightarrow d\cdot,c/d]\}$$
При $X=S$:
$$closure({[S'\rightarrow S\cdot,\char36]}) = \varnothing$$
Мы не добавили ни одной ситуации, т.к. точка является крайней справа. Таким образом,
$$I_1: \{[S'\rightarrow S\cdot,\char36]\}$$
При $X=C$:
$$I_2 = closure(\{[S\rightarrow C\cdot C,\char36]\})$$
$$I_2 = \{[S\rightarrow C\cdot C,\char36],[C\rightarrow\cdot cC,\char36],[C\rightarrow\cdot d,\char36]\}$$
При $X=c$:
$$I_3 = closure(\{[C\rightarrow c\cdot C,c/d]\})$$
$$I_3 = \{[C\rightarrow c\cdot C,c/d],[C\rightarrow\cdot cC,c/d],[C\rightarrow\cdot d,c/d]\}$$
При $X=d$:
$$I_4 = closure(\{[C\rightarrow d\cdot ,c/d]\})$$
$$I_4 = \{[C\rightarrow d\cdot,c/d]\}$$
На этом завершается выполнение цикла из процедуры $items$ для $I_0$.
$$goto(I_1, *)=\varnothing$$
*$$I_5 = goto(I_2, C) = closure(\{[S\rightarrow CC\cdot,\char36]\})=\{[S\rightarrow CC\cdot,\char36]\}$$:$$I_6 = goto(I_2, c) = closure(\{[C\rightarrow c\cdot C,\char36]\})$$*$$I_6=\{[C\rightarrow c\cdot C,\char36],[C\rightarrow \cdot cC,\char36],[C\rightarrow \cdot d,\char36]\}$$ '''NB:''' Обратим внимание, что $I_6$ отличается от $I_3$ только правыми частями ситуаций. Такое явление является частым в LR(1)-анализе, из-за него результирующая таблица будет неоправданно большой. LALR-анализ борется с этим явлением.Продолжим:*$$I_7 = goto(I_2, d) = closure(\{[C\rightarrow d\cdot ,\char36]\}) = \{[C\rightarrow d\cdot ,\char36]\}$$
На этом рассмотрение $goto(I_2)$ завершено, переходим к $goto(I_3)$:
*$$I_8 = goto(I_3, C) = closure(\{[C\rightarrow cC\cdot ,c/d]\}) = \{[C\rightarrow cC\cdot ,c/d]\}$$В множествах $I_4$ и $I_5$ все ситуации имеют точки в крайнем положении справа, следовательно эти множества не имеют $goto$ :
$$goto(I_6, c) = I_6$$
$$goto(I_6, d) = I_7$$
*$$I_9 = goto(I_6, C) = \{[C\rightarrow cC\cdot,\char36]\}$$Остальные множества ситуаций не дают нам значений $goto$, процедура $items()$ завершает работу.
</wikitex>
 
=== Канонические LR(1)-таблицы ===
В алгоритме будут использоваться структуры, описанные в конспекте про про [[LR(k)-грамматики]]
==== Алгоритм ====
<font color=green>// вход: <tex>G\Gamma'</tex> {{---}} расширенная грамматика</font> <font color=green>// выход: таблица канонического <tex>LRT</tex>-анализа с функциями канонического <tex>ACTION</tex> и <tex>gotoLR(1)</tex>-анализа</font> '''function''' <tex>\mathtt{getLR1LexTablegetLR1CanonicalTable}(G\Gamma'):</tex> <tex> C'(G\Gamma') \leftarrow \{I_0,I_1..I_n\}</tex> <font color=green>// множество канонических ситуаций для <tex>G\Gamma'</tex></font> <tex>\mathtt{fillArray}(ACTIONT,</tex>"ошибка"'''Error'''<tex> ):</tex>
'''foreach''' <tex>I_i \in (E(G))\</tex>
'''if''' <tex>[A\rightarrow \alpha\cdot a\beta, b] \in I_i</tex> '''and''' <tex>goto(I_i,a) = I_j</tex> <font color=green>// здесь <tex>a</tex> {{---}} терминал</font> <tex>ACTIONT[i,a] = </tex> "перенос '''Shift'''(<tex>j</tex>") '''if''' <tex>[A\rightarrow \alpha\cdot, a] \in I_i</tex> && '''and''' <tex>A\neq S'</tex> <tex>ACTIONT[i,a] = </tex> "свертка '''Reduce'''(<tex>A \rightarrow to a</tex>")
'''if''' <tex>[S'\rightarrow S\cdot, \char36] \in I_i</tex>
<tex>ACTIONT[i,\char36] = </tex> "принятие"'''Accept'''
'''if''' <tex>goto(I_i,A) = I_j</tex>
<tex>goto[i,A]\leftarrow j</tex>
==== Пример ====
<wikitex>
Рассмотрим следующую грамматику $G\Gamma$:
# $S\rightarrow CC$
# $C\rightarrow cC$
# $C\rightarrow d$
Приведем каноническую таблицу синтаксического анализа <tex>T</tex> для этой грамматики:{| cellspacingstyle="background-color:#CCC;margin:0.5px" cellpadding! style="10" background-color:#EEE;text-align=":center" border="1"| ! rowspanstyle="2background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center" | Состояние$S$! colspanstyle="3background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center" | $ACTIONC$! colspanstyle="2background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center" |$gotoc$|!style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-|$c$align:center"|$d$!style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$\char36$|$S$|$C$
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$0$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s31$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s42$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$1s(3)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$2s(4)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$1$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|| style="fontbackground-stylecolor:italic#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:green#FFF;padding:2px 20px" | ok|style="background-color:#FFF;padding:2px 10px;text-align:center"|'''Accept'''
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$2$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s65$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s7s(6)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s(7)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|$5$
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$3$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s38$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s4s(3)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s(4)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|$8$
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$4$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r1r(1)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r3r(3)$||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$5$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r1r(1)$|
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$6$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s69$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s7s(6)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$s(7)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|$9$
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$7$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||$r3$style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r(3)$
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$8$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r2r(2)$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r2r(2)$||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"|
|-
|style="background-color:#EEE;padding:2px 20px;text-align:center"|$9$|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||$r2$style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"||style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align:center"|$r(2)$
|}
<br clear="left">
</wikitex>
== Источники информации ==
* Альфред Ахо, Рави Сети, Джеффри Ульман. Компиляторы. Принципы, технологии, инструменты. Издательство Вильямс, 2003. Стр. 331-338.
* [http://window.edu.ru/resource/974/69974/files/lang_trans.pdf Б.К.Мартыненко. Языки и трансляции. Стр. 198-223]
* [http://gas-teach.narod.ru/au/tfl/tfl13.pdf Лекции по теории формальных языков, LR(0)-, SLR(1)-, LR(1)- и LALR(1)-анализ ]
[[Категория: Теория формальных языковМетоды трансляции]][[Категория: Контекстно-свободные грамматикиВосходящий разбор]]
Анонимный участник

Навигация