【编译原理语法分析实验报告】一、实验目的

本次实验旨在通过对编译原理中语法分析部分的实践操作，深入理解程序设计语言的语法规则以及如何通过语法分析器对源代码进行结构化解析。通过构建和运行一个简单的语法分析器，掌握自顶向下与自底向上的分析方法，并了解其在实际编译过程中的应用。

二、实验内容

本次实验主要围绕语法分析展开，具体包括以下

1. 文法定义：根据给定的上下文无关文法（CFG），确定程序语言的语法规则。

2. 预测分析表构建：基于LL(1)文法，构造预测分析表，用于指导语法分析过程。

3. 递归下降分析器实现：根据文法编写递归下降的语法分析程序，实现对输入字符串的识别。

4. 测试与调试：对所实现的语法分析器进行测试，验证其正确性与稳定性。

三、实验环境

- 操作系统：Windows 10

- 编程语言：C++ / Java（根据个人选择）

- 开发工具：Visual Studio / Eclipse

- 实验平台：本地计算机

四、实验步骤

1. 文法分析

首先，我们选取了一个简单但具有代表性的文法，例如表达式文法：

```

E → T E'

E' → + T E' | ε

T → F T'

T' → F T' | ε

F → ( E ) | id

```

该文法用于描述基本的算术表达式结构，便于后续分析器的设计与实现。

2. 消除左递归与提取公共前缀

在构建LL(1)分析表之前，需要对文法进行必要的处理，如消除左递归和提取公共前缀，以确保文法满足LL(1)条件。

3. 构造FIRST与FOLLOW集合

根据文法，计算每个非终结符的FIRST集和FOLLOW集，这是构造预测分析表的关键步骤。

4. 构建预测分析表

利用FIRST和FOLLOW集合，为每一个产生式构造对应的分析动作，形成预测分析表。

5. 编写递归下降分析器

根据预测分析表，逐个实现各个非终结符的分析函数，形成递归下降的语法分析程序。

6. 测试与调试

输入不同的测试用例，观察程序是否能正确识别合法的表达式，并对错误输入进行适当的报错处理。

五、实验结果与分析

通过本次实验，成功实现了基于LL(1)文法的语法分析器，能够正确识别符合文法结构的表达式。对于一些常见的错误输入，如缺少括号或运算符位置不当等，程序也能给出相应的提示信息。

在实验过程中，遇到了一些问题，如文法的左递归处理不彻底导致分析表构造失败，以及某些产生式的FIRST集合计算有误。通过反复调试和查阅相关资料，最终解决了这些问题，提高了程序的稳定性和准确性。

六、实验总结

通过本次实验，不仅加深了对编译原理中语法分析理论的理解，还提升了实际编程能力。语法分析是编译过程中的关键环节，其正确性直接影响到整个编译器的性能与可靠性。未来可以进一步研究更复杂的文法结构，探索LR分析器等其他类型的语法分析方法，以提升自身的编译技术能力。

七、参考文献

1. 《编译原理》（第三版），清华大学出版社，李春葆等编著

2. 《现代编译原理》（C语言版），机械工业出版社，Andrew W. Appel 著

3. 相关网络资源及课程讲义