编译原理 消除左递归


首先先进行一下总结:

 

 上面就是通用形势,遇见左递归文法,需要消除的时候,提取出

 

 用下面的文法直接进行替换,就可以了

 

一个文法含有下列形式的产生式之一时:

1)A→Aβ,A∈VN,β∈V*

2)A→Bβ,B→Aα,A、B∈VN,α、β∈V*

则称该文法是左递归的。

一个文法G,若存在P经过一次或多次推导得到Pa(即能推导出以P开头的式子), 则称G是左递归的。


然而,一个文法是左递归时,不能采取自顶向下分析法。

 

左递归分为直接左递归和间接左递归。

直接左递归经过一次推导就可以看出文法存在左递归,如P→Pa|b。

间接左递归侧需多次推导才可以看出文法存在左递归,如文法:S→Qc|c,Q→Rb|b,R→Sa|a有S =>Qc =>Rbc =>Sabc

 

消除左递归方法有:

a)把直接左递归改写为右递归:

设有文法产生式:A→Aβ|γ。其中β非空,γ不以A打头。

可写为:A→γA'

A'→βA'|ε

一般情况下,假定关于A的产生式是:

A→Aα1| Aα2 |… |Aαm|β1|β2 |…|βn

其中,αi(1≤i≤m)均不为空,βj(1≤j≤n)均不以A打头。

则消除直接左递归后改写为:

A→ β1A'| β2 A' |…| βnA'

A'→ α1A' | α2A' |…| αmA' |ε

 

例:有文法G(E):

E→E +T |T

T→T*F | F

F→ (E)|i

消除该文法的直接左递归。

解:按转换规则,可得:

E→TE'

E'→+TE'|ε

T→FT '

T'→*FT'|ε

F→(E)|i


b)消除间接左递归:

对于间接左递归的消除需要先将间接左递归变为直接左递归,然后再按a)清除左递归。

例:以文法G6为例消除左递归:

(1)A→aB

(2)A→Bb

(3)B→Ac

(4)B→d

解:用产生式(1),(2)的右部代替产生式(3)中的非终结A得到左部为B的产生式:

(1)B→aBc

(2)B→Bbc

(3)B→d

消除左递归后得到:

B→aBcB' |dB'

B'→bcB' |ε

再把原来其余的产生式A→aB,A→Bb加入,最终得到等价文法为:

(1) A→aB

(2) A→Bb

(3) B→(aBc|d)B'

(4) B'→bcB'|ε

 

c)消除文法中一切左递归的算法

要求文法不存在A 经过一次或多次能推导出A和不存在ε产生式(形如A→ε)。

  1、以某种顺序排列非终结符A1,A2,……,An;

  2、for i = 1 to n do

    {for j = 1 to i - l do

     { 用产生式Ai→a1b|a2b|……|akb代替每个开如Ai→Ajb的产生式,其中,Aj→a1|a2|……|ak是所有的当前Aj产生式;}

    消除关于Ai产生式中的直接左递归性}

   }

  3、化简由步骤2所得到的文法。

 

  例2:有文法S→Qc|c,

Q→Rb|b,

R→Sa|a,

消除文法的左递归。

  以非终结符号排序为R,Q,S

  把R的产生式代入Q中有:

  Q → (Sa|a)b|b

  Q → Sa b|ab|b

  把Q的产生式代入S中有:

  S → (Sa b|ab|b)c|c  

  S → Sa bc|abc|bc|c

  消除直接左递归得到结果:

  S → abcS’|bc S’|cS’

  S’→ abcS’|ε

  Q → Sa b|ab|b

  R → Sa|a

  Q 和 R的产生式是多余的删除,得到最终结果:

  S → abcS’|bc S’|cS’

        S’→ abcS’|ε

注意,由于对非终结符排序的不同,最后所得的文法在形式上可能不一样。但不难证明,它们都是等价的。

例如对上述文法的非终结符排序选为S,Q,R,那么,所得的无左递归文法是:

把Q的产生式代入S中有:

S->Qc|c

S->(Rb|b)c|c

S->Rbc|bc|c

把S的产生式代入R中有:

R->Sa|a

R->(Rbc|bc|c)a|a

R->Rbca|bca|ca|a

 消除直接左递归得到结果:

R->bcaR'|caR'|aR'

R'->bcaR'|ε

与上面文法是等价的。


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