上次课内容回顾上次课内容回顾上次课内容回顾上次课内容回顾语法分析简介：语法分析简介：词法分析词法分析：字母是元素，组成字符串(记号)语法分析语法分析：记号是元素，组成句子语法分析的作用：语法分析的作用：1：识别句子：识别句子2：语法错误：语法错误士前咯棉灶轴县怒稀恩写晶舰酶孕苗拂杏佳惯祁往么律促等圾乃盅信榷推上次章节内容回顾上次章节内容回顾1正规式能定义一些简单的语言正规式能定义一些简单的语言，能表示给定结构的固定次能表示给定结构的固定次数的重复或者没有指定次数的重复数的重复或者没有指定次数的重复例：例：a (ba)5, a (ba)*正规式不能用于描述配对或嵌套的结构正规式不能用于描述配对或嵌套的结构例例1：配对括号串的集合配对括号串的集合例例2：wcw | w是是a和和b的串的串 3.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)愉斩骆骏匆套芽波敦券务跪厄寓痢材掀滇鹿捌悯屉瑟俞司奔哨龋猫操涯泉上次章节内容回顾上次章节内容回顾23.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)FCFG的定义与表示的定义与表示上下文无关文法，Context Free Grammar，CFG定义定义3.1 CFG是一个四元组：G =（N，T，P，S），其中（1） N是非终结符非终结符（Nonterminals）的有限集合；（2） T是终结符终结符（Terminals）的有限集合，且NT=；（3） P是产生式产生式（Productions）的有限集合，形如：A，其中AN（左部），(NT)*（右部），若=，则称A为空产生式（也可以记为A ）；（4） S(非终结符)称为文法的开始符号开始符号（Start symbol）。 窝晰挛囤我它刮鹰硒服尿泰需贮片羡酉锈诀鱼顿郝便寇罢隶也馋羞点懦鞭上次章节内容回顾上次章节内容回顾33.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)例3.1 简单算术表达式的上下文无关文法可表示如下：N = ET = +，*，(，)，-，idS = EP: E E + E（1） E E * E（2）E （E）（3）E -E（4）E id（5） 1.产生式的一般读法记号 读作“定义为定义为”或者“可导出可导出”。 “E E + E” 表述为“算术表达式定义为两个算术表达式相加”；或者“一个算术表达式加上另一个算术表达式，仍然是一个算术表达式”。挺崇食笋毕婿橇搏烤帧隋吴瘤逾喜饵期赛溶朱迂奥经继娶降工症慌肩箭拆上次章节内容回顾上次章节内容回顾43.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG) 2.产生式表示也被称为巴克斯范式巴克斯范式（Backus-Naur Form，BNF），其中用:=表示 E :=E + E | E * E | (E) | -E | id金君桐面桨旦倘浇热抽寅脱韶朔降悯虐毖峡脱抛咬泽简炳鄂蛹茁答疆扛拉上次章节内容回顾上次章节内容回顾53.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)3.终结符与非终结符书写上的区分(a) 用大小写大小写区分： E id(b) 用 区分： E id E E + E(c) 用区分： + 教材约定：大写英文字母A、B、C表示非终结符； 小写英文字母a、b、c表示终结符； 小写希腊字母、表示任意文法符号序列史普款呕俗购赤乳活妨藏岸掇砾渍椿舵苦肩枚买妇蹭簧怪炎钵波估垮镭极上次章节内容回顾上次章节内容回顾63.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)4.产生式的缩写形式当多个产生式的左部非终结符相同时，可合并为一个产生式。新的产生式的左部是此非终结符，右部是所有原来右部的或运算或运算（并集合）。例3.3 G3.1可以重写为如下形式：E E + E （1）| E * E （2）|（E）（3）| -E（4）| id（5）用“|”连接的每个右部称为一个候选项，具有平等的权利。P: E E + E (1) E E * E (2) E (E)(3) E -E(4) E id(5)蔓蠢瑚略禁页酷匪军似陀釜示聋剧畜篇药塞犊唇公敷嗽而臼遇诀牺竖孟坟上次章节内容回顾上次章节内容回顾73.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)FCFG产生语言的基本方法推导产生语言的基本方法推导 CFG（产生式）通过推导推导的方法产生语言。通俗地讲，产生式产生语言的过程是从开始符号S开始，对产生式左部的非终结符反复地使用产生式：将产生式左部的非终结符替换为右部的文法符号序列（展开产生式，用标记=表示），直到得到一个终结符序列终结符序列。 例3.4 用算术表达式的上下文无关文法产生终结符序列-(id+id)可如下：E E + E （1） | E * E （2）|（E）（3） | -E（4）| id（5）E = -E (4) = -(E) (3) = -(E+E) (1) = -(id+E) (5) = -(id+id) (5)叠杉穴哑心簧吉噪甚惺棵综往桔淮掩崔执蛊台滁裳腮绒丑阶随戈褒企偷促上次章节内容回顾上次章节内容回顾83.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)定义定义3.2 利用产生式产生句子的过程中，将产生式A的右部代替文法符号序列A中的A得到的过程，称从A直接直接推导推导出，记作：A=。若对于任意文法符号序列1，2，.n，均有1=2=.=n，则称此过程为零步零步或多步推导多步推导，记为：1=*n，其中1=n的情况为零步推导零步推导。若1n，即推导过程中至少使用一次产生式，则称此过程为至少一步推导至少一步推导，记为：1=+n。 两点注意： ，有=*，即推导具有自反性； 若=*，=*，则=*，即推导具有传递性。裴嫁点频跺角屯彪结湃庸阅帘饭佯津遥左鳃哪极利快庇臻钮酸毯矽耕募坷上次章节内容回顾上次章节内容回顾93.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)定义定义3.3 由CFG G所产生的语言L(G)被定义为: L(G) = S= + and T* ， L(G)称为上下文无关语言上下文无关语言(Context Free Language, CFL)，称为句子句子。若S=*，(NT)*，则称为G的一个句型句型。定义定义3.4 在推导过程中，若每次直接推导均替换句型中最左边的非终结符，则称为最左推导最左推导，由最左推导产生的句型被称为左句型左句型。类似可定义最右推导最右推导与右句型右句型，最右推导也被称为规范推导规范推导。E = -E = -(E) = -(E+E) = -(id+E) = -(id+id) 12 3 4 5 66是句子，所有i (i=1.6)均是句型。客陪矛赌矾撮寅踪颠鸡患凡间夺驮樱台器豪岔劝矣蛆理种佯挚豹宦块治邵上次章节内容回顾上次章节内容回顾10F例 E E + E | E E | (E ) | E | id F最左推导E lm E lm (E) lm (E + E) lm (id + E) lm (id + id)F最右推导（规范推导）E rm E rm (E) rm (E + E) rm (E + id) rm (id + id)3.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)嚼贵寅标吃函肠拾咏铝第教眠查般试格趋巷幅稍息榔梦凋枕祭虽拌砍雍文上次章节内容回顾上次章节内容回顾113.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)F推导、分析树与语法树推导、分析树与语法树E = -E = -(E) = -(E+E) = -(id+E) = -(id+id) 推导产生句子的方式不直观。分析树分析树是推导的图形直观表示图形直观表示，同时反映语言结构的实质和推导过程。 定义定义3.5 对CFG G的句型，分析树被定义为具有下述性质的一棵树。（1）根由开始符号所标记； （2）非叶子节点（内部节点）由非终结符标记；（3）叶子由一个终结符或标记；（4）若A是某内部节点的标记，且X1，X2，.，Xn是该节点从左到右所有孩子的标记，则AX1X2.Xn是一个产生式。若A，则标记为A的结点可以仅有一个标记为的孩子。降捏晓泄蜗峻萌黔痞到睛赂懒旗损部怖呛套色萧伸埔钟蔗言呈奔喂率愧气上次章节内容回顾上次章节内容回顾123.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)分析树与语言和文法的关系：F每一直接推导(每个产生式)，对应一棵仅有父子关系的子树，即产生式左部非终结符“长出”右部的孩子；F分析树的节点，从左到右构成G的一个句型。若节点仅由终结符标记，则构成一个句子。F例 (id+id) 的分析树EE ()EEE+ididE E + E | E E | (E ) | E | id隶援呀笼愧奈擂梭荆尧耙杠冀檬闯碎戒狙蕊誊桂胆栽蝇秦才队增谢岩玄拥上次章节内容回顾上次章节内容回顾133.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)例3.5 再考察-(id+id)的推导过程。E = -E = -(E) = -(E+E) = -(id+E) = -(id+id) 最左推导和最右推导的中间过程对应的分析树可能不同分析树可能不同，但但最终的分析树相同最终的分析树相同，因为最终是同一个句子吕先放甚贫蜀渡恭侄辑珠捅汐纺盖偏毁浇纪镁谁倘砧姚妖少参滇熔扫饭睡上次章节内容回顾上次章节内容回顾143.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)分析树既反映了产生句型的推导过程，又反映了句型的结构。在更多的情况下，仅关注句型结构，而忽略推导过程。定义定义3.6 对CFG G的句型，表达式的语法树语法树被定义为具有下述性质的一棵树:（1） 根与内部节点由表达式中的操作符标记；（2） 叶子由表达式中的操作数标记；（3）用于改变运算优先级和结合性的括弧，被隐含在语法树的结构中。语法树与分析树的最根本区别最根本区别在于内部节点（包括根节点）： 分析树的内部节点是非终结符； 语法树的内部节点是操作符（运算符）； 或者说语法树中省略了反映分析过程的非终结符。界夺话挥级伟慨惕滥已导汝兴丝安懈嘱桶看亚家缠捂泥僻瓷德长得绎满怒上次章节内容回顾上次章节内容回顾153.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)例3.6 句子-(id+id)和句型if C then s1 else s2分析树：左部非终结符“产生”右部文法符号序列；语法树：操作符(运算)作用于操作数(运算对象)；习惯上它们分别被称为具体语法树具体语法树和抽象语法树抽象语法树。 姥肺涝敬潘岗羔哀闸硒财蹿雁保健章佐殴牛海迢余锻兴眷铀汾病控殊睦釉上次章节内容回顾上次章节内容回顾163.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)F二义性的存在二义性的存在二义性问题：一个句子可能对应多于一棵分析树例3.7 文法G3.2为EE+E | E*E |（E）| -E | id句子id+id*id和id+id+id可能的分析树有：酿杉剁镊湾汞乃铝幼室次赌已寅咀拿崩毒岩假稽烫亏鸣稻哮事沥烁淋又瓢上次章节内容回顾上次章节内容回顾173.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)定义定义3.7 若文法G对同一句子产生不止一棵分析树，则称G是二二义义的。 原因原因：在产生句子的过程中某些直接推导有多于一种选择注意注意：1.一个句子有多于一棵分析树，仅与文法和句子有关，与采用的推导方法无关；2.文法中缺少对文法符号优先级和结合性的规定。“悬空（悬空（dangling）else”问题S if C then S(1)| if C then S else S(2)| id := E(3)(G3.3)C E = E | E E(4).(6)E E + E | - E | id | n(7).(10)蛤床划哪户巩吴佐兵啸献锑荧少尺啼涝寡暇绳腥寿醇湖何鳃托枯妒槐啮悔上次章节内容回顾上次章节内容回顾183.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)例3.8 条件语句 if x0 then x:=5 else x:=-5if x0 then x:=5 else x:=-5else与离它远的与离它远的then匹配匹配if x0 then x:=5 else x:=-5else与离它近的与离它近的then匹配匹配窖痰镣典活姑元瀑衍节茶昨汾韭碧悯单冠痞抨锦树骸苔余襟七曝澎憋措隧上次章节内容回顾上次章节内容回顾19文法具有二义性文法具有二义性文法具有二义性文法具有二义性F在任何一个程序设计语言中，如果出现了二义性，则表示同一段程序在确定的、相同的环境下反复执行，会得到不同的结果，这在程序设计中是不允许的。F也就是说任何程序设计语言不应该有二义性。F文法二义不能说明它所产生的语言一定是二义的。F只有当产生一个语言的所有文法都是二义的时候，这个语言才被认为是二义的。浮模龙右偷梢探砧牺弃鉴骆铅迸府否苗笑恼胡灼渔效糠埂苔躬臣脐疗孕甲上次章节内容回顾上次章节内容回顾203.2.1 正规式和上下文无关文法的比较（初步思考）F正规式(a|b)*abF文法A0 a A0 | b A0 | a A1A1 b A2A2 12开始开始a0abb3.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)收普厨蜗汀溜簿耿巩哦宵岔螺提讶瞪琳文肪嘱腑谣奔杉扣靴吞酷蔫乘供士上次章节内容回顾上次章节内容回顾21F为什么要用正规式定义词法 （为什么不用上下文无关文法？）词法规则非常简单，不必用上下文无关文法词法规则非常简单，不必用上下文无关文法对于词法记号，正规式描述简洁且易于理解对于词法记号，正规式描述简洁且易于理解从正规式构造出的词法分析器效率高从正规式构造出的词法分析器效率高3.2 3.2 上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法上下文无关文法(CFG)(CFG)英肯篷样粉拜储伟扒淮迁厅法疑感虱掠盯迎陀硝要骆葡左令咸挽既继啄锑上次章节内容回顾上次章节内容回顾22本次课内容总结本次课内容总结本次课内容总结本次课内容总结FCFG的定义与表示F推导(最左、最右推导)、句子、句型F分析树，语法树F文法歧义的存在性FCFG与正规式的关系花查喀倦刃卢擂敲焕瘫蹋财碧慎栈熏鸥盒虞刘袱固姻塑危萝翁愿拜枉了铱上次章节内容回顾上次章节内容回顾23作业作业作业作业FP136 3.2, 3.4阵蹲溢后疏棱纲乃哪良绸健新掏泻牌冻吨讫啥试丹菠卿则众稚签疟蜗察财上次章节内容回顾上次章节内容回顾24