使用算符優先分析英文解釋翻譯、使用算符優先分析的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 using operator precedence parse
分詞翻譯:
算符優先的英語翻譯:
【計】 operator precedence
分析的英語翻譯:
analyze; construe; analysis; assay
【計】 parser
【化】 analysis; assaying
【醫】 analysis; anslyze
【經】 analyse
專業解析
算符優先分析(Operator Precedence Parsing)是一種用于編譯器中語法分析(Syntax Analysis)階段的自底向上(Bottom-up)解析技術。它特别適用于分析表達式語法,通過顯式定義運算符(Operator)之間的優先級(Precedence)和結合性(Associativity)來決定運算順序,而無需關注完整的語法結構。
一、核心概念與術語(漢英對照)
- 算符優先分析 (Operator Precedence Parsing):核心解析方法名稱。
- 運算符 (Operator):如
+
, -
, *
, /
, ^
等執行特定操作的符號。
- 優先級 (Precedence):決定不同運算符計算先後順序的等級(如
*
優先級高于 +
)。
- 結合性 (Associativity):當相同優先級的運算符連續出現時,決定計算方向(左結合如
a+b+c
等價于 (a+b)+c
;右結合如 a^b^c
等價于 a^(b^c)
)。
- 優先關系 (Precedence Relation):定義任意兩個相鄰運算符(或運算符與邊界符
$
)之間的三種關系:
a <· b
:a 的優先級低于 b(需先計算 b 及其操作數)。
a ·> b
:a 的優先級高于 b(a 可先與其操作數結合)。
a ≐ b
:a 的優先級等于 b(通常出現在具有相同優先級且需按結合性處理的運算符間)。
- 優先表 (Precedence Table):存儲所有運算符對之間優先關系的二維表格,是驅動分析過程的關鍵數據結構。
- 移進-規約 (Shift-Reduce):分析過程中兩個基本動作:移進(Shift)将下一個輸入符號讀入棧;規約(Reduce)将棧頂可規約串替換為某個非終結符。
二、算法原理與步驟
算符優先分析器基于一個棧和一張優先表工作:
- 初始化:棧底放入邊界符
$
。
- 比較棧頂運算符與當前輸入符:查看優先表中棧頂運算符(或棧頂第一個運算符)與當前輸入運算符的關系。
- 執行動作:
- 若關系為
<·
或 ≐
:執行移進(Shift),将當前輸入符號壓入棧。
- 若關系為
·>
:執行規約(Reduce):
- 在棧頂尋找最左素短語(Leftmost Prime Phrase),即滿足
$ <· a <· b <· ... <· c ·> d
的串(c 是最後一個運算符)。
- 将該素短語規約為一個非終結符(如
E
)。
- 若關系為
$ ≐ $
:接受輸入,分析成功。
- 若優先表未定義該關系:報錯,輸入串不符合語法。
- 重複:重複步驟 2-3 直到接受或報錯。
三、特點與適用性
- 優點:
- 實現相對簡單高效,特别適合分析表達式。
- 無需顯式構造整個語法樹即可确定運算順序。
- 缺點:
- 隻能處理算符優先文法(Operator Precedence Grammar),這類文法要求文法産生的語言中無兩個相鄰的非終結符(即産生式右部無
... A B ...
形式,A、B 為非終結符)。
- 對文法限制較大,通用性不如 LR 分析。
- 可能無法精确識别所有語法結構(如不同産生式有相同右部模式時)。
- 應用:曆史上常用于早期編譯器(如 Pascal 編譯器)處理算術表達式。現代編譯器更常用更強大的 LR(1) 或 LALR(1) 分析器,但算符優先思想仍被借鑒用于表達式解析優化。
四、優先級函數優化
為節省存儲空間(避免大優先表),可為每個運算符定義兩個優先級函數 f
(頭優先級)和 g
(尾優先級),使得:
a <· b
當且僅當 g(a) < f(b)
a ≐ b
當且僅當 g(a) = f(b)
a ·> b
當且僅當 g(a) > f(b)
并非所有優先文法都能找到這樣的函數(稱為運算符優先文法),但若能找到,則可替代優先表。
參考文獻
- Aho, A. V., Lam, M. S., Sethi, R., & Ullman, J. D. (2007). Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd ed.). Addison-Wesley. (經典教材 "龍書",詳細闡述算符優先分析原理與實現)
- Grune, D., Bal, H. E., Jacobs, C. J., & Langendoen, K. G. (2012). Modern Compiler Design. Springer. (提供算符優先分析的現代視角及與其他方法比較)
- IEEE Xplore Digital Library. (檢索關鍵詞 "Operator Precedence Parsing", "Precedence Functions") (學術論文資源,包含算法優化與應用研究)
網絡擴展解釋
算符優先分析是編譯原理中用于處理表達式語法分析的一種自底向上方法,其核心是通過預先定義運算符之間的優先級和結合性來決定語法分析時的歸約順序。以下是關鍵要點:
1. 基本概念
- 適用文法:算符優先文法(Operator Precedence Grammar),特點為不包含相鄰的非終結符(即産生式右部不存在兩個連續的非終結符)。
- 核心思想:通過比較相鄰運算符的優先級關系(如
<
, >
, =
)決定移進或歸約操作,而非依賴精确的産生式匹配。
2. 優先關系定義
- 三種關系:
- a < b:運算符
a
的優先級低于 b
,需先移進 b
。
- a > b:
a
的優先級高于 b
,可歸約 a
及其操作數。
- a = b:
a
與 b
優先級相等(通常用于結合性判斷)。
- 示例:對于表達式
3 + 5 * 2
,+ < *
(乘號優先級高于加號),因此先計算 5 * 2
。
3. 分析過程步驟
- 構造優先關系表:預先定義所有運算符對的優先級關系。
- 維護棧與輸入隊列:
- 移進:若棧頂優先級
<
或 =
當前輸入符,移進輸入符。
- 歸約:若棧頂優先級
>
當前輸入符,找到最左可歸約子串(如 E + E
)并替換為非終結符(如 E
)。
- 處理結合性:左結合運算符在優先級相等時歸約,右結合則繼續移進(例如
=
用于右結合運算符)。
4. 優缺點
- 優點:
- 高效處理複雜表達式,無需複雜的LR狀态表。
- 適合實現數學表達式解析器或編譯器前端。
- 缺點:
- 文法限制嚴格(不能有相鄰非終結符)。
- 歸約可能不精确,導緻語法樹與标準文法略有偏差。
5. 應用場景
- 表達式解析:如編譯器中的算術表達式、邏輯表達式分析。
- 快速實現:適合需要手動編寫語法分析器的場景(如解釋器或小型編譯器)。
通過算符優先分析,可以高效處理運算符優先級和結合性,但其適用性受限于特定文法結構。對于更複雜的文法,通常選擇LR或LL分析器。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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