使用算符优先分析英文解释翻译、使用算符优先分析的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 using operator precedence parse
分词翻译:
算符优先的英语翻译:
【计】 operator precedence
分析的英语翻译:
analyze; construe; analysis; assay
【计】 parser
【化】 analysis; assaying
【医】 analysis; anslyze
【经】 analyse
专业解析
算符优先分析(Operator Precedence Parsing)是一种用于编译器中语法分析(Syntax Analysis)阶段的自底向上(Bottom-up)解析技术。它特别适用于分析表达式语法,通过显式定义运算符(Operator)之间的优先级(Precedence)和结合性(Associativity)来决定运算顺序,而无需关注完整的语法结构。
一、核心概念与术语(汉英对照)
- 算符优先分析 (Operator Precedence Parsing):核心解析方法名称。
- 运算符 (Operator):如
+
, -
, *
, /
, ^
等执行特定操作的符号。
- 优先级 (Precedence):决定不同运算符计算先后顺序的等级(如
*
优先级高于 +
)。
- 结合性 (Associativity):当相同优先级的运算符连续出现时,决定计算方向(左结合如
a+b+c
等价于 (a+b)+c
;右结合如 a^b^c
等价于 a^(b^c)
)。
- 优先关系 (Precedence Relation):定义任意两个相邻运算符(或运算符与边界符
$
)之间的三种关系:
a <· b
:a 的优先级低于 b(需先计算 b 及其操作数)。
a ·> b
:a 的优先级高于 b(a 可先与其操作数结合)。
a ≐ b
:a 的优先级等于 b(通常出现在具有相同优先级且需按结合性处理的运算符间)。
- 优先表 (Precedence Table):存储所有运算符对之间优先关系的二维表格,是驱动分析过程的关键数据结构。
- 移进-规约 (Shift-Reduce):分析过程中两个基本动作:移进(Shift)将下一个输入符号读入栈;规约(Reduce)将栈顶可规约串替换为某个非终结符。
二、算法原理与步骤
算符优先分析器基于一个栈和一张优先表工作:
- 初始化:栈底放入边界符
$
。
- 比较栈顶运算符与当前输入符:查看优先表中栈顶运算符(或栈顶第一个运算符)与当前输入运算符的关系。
- 执行动作:
- 若关系为
<·
或 ≐
:执行移进(Shift),将当前输入符号压入栈。
- 若关系为
·>
:执行规约(Reduce):
- 在栈顶寻找最左素短语(Leftmost Prime Phrase),即满足
$ <· a <· b <· ... <· c ·> d
的串(c 是最后一个运算符)。
- 将该素短语规约为一个非终结符(如
E
)。
- 若关系为
$ ≐ $
:接受输入,分析成功。
- 若优先表未定义该关系:报错,输入串不符合语法。
- 重复:重复步骤 2-3 直到接受或报错。
三、特点与适用性
- 优点:
- 实现相对简单高效,特别适合分析表达式。
- 无需显式构造整个语法树即可确定运算顺序。
- 缺点:
- 只能处理算符优先文法(Operator Precedence Grammar),这类文法要求文法产生的语言中无两个相邻的非终结符(即产生式右部无
... A B ...
形式,A、B 为非终结符)。
- 对文法限制较大,通用性不如 LR 分析。
- 可能无法精确识别所有语法结构(如不同产生式有相同右部模式时)。
- 应用:历史上常用于早期编译器(如 Pascal 编译器)处理算术表达式。现代编译器更常用更强大的 LR(1) 或 LALR(1) 分析器,但算符优先思想仍被借鉴用于表达式解析优化。
四、优先级函数优化
为节省存储空间(避免大优先表),可为每个运算符定义两个优先级函数 f
(头优先级)和 g
(尾优先级),使得:
a <· b
当且仅当 g(a) < f(b)
a ≐ b
当且仅当 g(a) = f(b)
a ·> b
当且仅当 g(a) > f(b)
并非所有优先文法都能找到这样的函数(称为运算符优先文法),但若能找到,则可替代优先表。
参考文献
- Aho, A. V., Lam, M. S., Sethi, R., & Ullman, J. D. (2007). Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd ed.). Addison-Wesley. (经典教材 "龙书",详细阐述算符优先分析原理与实现)
- Grune, D., Bal, H. E., Jacobs, C. J., & Langendoen, K. G. (2012). Modern Compiler Design. Springer. (提供算符优先分析的现代视角及与其他方法比较)
- IEEE Xplore Digital Library. (检索关键词 "Operator Precedence Parsing", "Precedence Functions") (学术论文资源,包含算法优化与应用研究)
网络扩展解释
算符优先分析是编译原理中用于处理表达式语法分析的一种自底向上方法,其核心是通过预先定义运算符之间的优先级和结合性来决定语法分析时的归约顺序。以下是关键要点:
1. 基本概念
- 适用文法:算符优先文法(Operator Precedence Grammar),特点为不包含相邻的非终结符(即产生式右部不存在两个连续的非终结符)。
- 核心思想:通过比较相邻运算符的优先级关系(如
<
, >
, =
)决定移进或归约操作,而非依赖精确的产生式匹配。
2. 优先关系定义
- 三种关系:
- a < b:运算符
a
的优先级低于 b
,需先移进 b
。
- a > b:
a
的优先级高于 b
,可归约 a
及其操作数。
- a = b:
a
与 b
优先级相等(通常用于结合性判断)。
- 示例:对于表达式
3 + 5 * 2
,+ < *
(乘号优先级高于加号),因此先计算 5 * 2
。
3. 分析过程步骤
- 构造优先关系表:预先定义所有运算符对的优先级关系。
- 维护栈与输入队列:
- 移进:若栈顶优先级
<
或 =
当前输入符,移进输入符。
- 归约:若栈顶优先级
>
当前输入符,找到最左可归约子串(如 E + E
)并替换为非终结符(如 E
)。
- 处理结合性:左结合运算符在优先级相等时归约,右结合则继续移进(例如
=
用于右结合运算符)。
4. 优缺点
- 优点:
- 高效处理复杂表达式,无需复杂的LR状态表。
- 适合实现数学表达式解析器或编译器前端。
- 缺点:
- 文法限制严格(不能有相邻非终结符)。
- 归约可能不精确,导致语法树与标准文法略有偏差。
5. 应用场景
- 表达式解析:如编译器中的算术表达式、逻辑表达式分析。
- 快速实现:适合需要手动编写语法分析器的场景(如解释器或小型编译器)。
通过算符优先分析,可以高效处理运算符优先级和结合性,但其适用性受限于特定文法结构。对于更复杂的文法,通常选择LR或LL分析器。
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