Bg chuong trinh dich chuong 3

1
BÀI GIẢNG
CHƯƠNG TRÌNH DỊCH
Bộ môn khoa học máy tính

Chương 3: Phân tích cú pháp
1. Các chiến lược phân tích
2. Phân tích top-down
3. Phân tích bottom-up
4. Phân tích bảng CYK
5. Phân tích LL
6. Phân tích đệ quy trên xuống

 Sử dụng văn phạm phi ngữ cảnh (VPPNC) để
biểu diễn cú pháp của NNLT
 Cơ sở phân tích cú pháp đối với VPPNC là bài
toán thành viên:
Cho G = (VT, VN, S, P), L(G) = {w  VT*: S * w}, xâu
vào w
Câu hỏi: wL(G) ???

 Chiến lược phân tích top-down:
Quá trình xây dựng cây phân tích cú pháp theo lối từ
gốc đến lá.
Xuất phát từ gốc là ký tự bắt đầu, cố gắng áp dụng
các sản xuất để xây dựng một cây có tập các nhãn
của lá từ trái qua phải là xâu vào

 Chiến lược phân tích bottom-up
Xuất phát từ các lá có nhãn là các ký tự của xâu vào,
ta cố gắng áp dụng các sản xuất để xây dựng các nút
trong.
Nếu xây dựng được một nút gốc là ký tự bắt đầu thì
được cây suy dẫn cho xâu vào

 Có 2 phương pháp
Phân tích quay lui: trong quá trình xây dựng cây cú
pháp thực hiện thử lần lượt, có bước quay lại để thử
sản xuất khác
Phân tích tất định: trong quá trình xây dựng cây cú
pháp ta luôn lựa chọn đúng sản xuất cần dùng.

 Input: Văn phạm G=(VT,VN,S,P), một xâu vào x
 Output: Cây suy dẫn cho xâu vào x hoặc trả lời
x không được đoán nhận
 Thuật toán: đánh số các sản xuất 1, 2, 3…
Bước 1: Xây dựng một cây chỉ có nút S làm gốc, gọi
S là nút hoạt động và ký hiệu cần phân tích là ký
hiệu đầu tiên trên xâu vào.

 Bước 2:
Nếu nút hoạt động là một kí hiệu không kết thúc A:
Chọn sản xuất đầu tiên có A làm vế trái để tạo ra k con
trực tiếp của A (AX1X2…Xk), sau đó lấy X1 làm nút
hoạt động.
Nếu k = 0 (A) thì nút hoạt động là nút bên phải của
A trên cây.

 Bước 2:
Nếu nút hoạt động là kí hiệu kết thúc a thì sẽ so sánh
a với kí hiệu cần phân tích:
Trùng nhau: nút hoạt động là nút bên phải của a trên
cây và kí hiệu cần phân tích là kí hiệu tiếp theo trên
xâu vào.
Không trùng: quay lại 1 bước để thử một sản xuất
khác. Nếu tất cả sản xuất đã được thử thì quay lại
bước trước đó.

 Quá trình dừng lại khi:
Tạo ra cây suy dẫn cho xâu vào
Thử hết khả năng nhưng không xây dựng lên cây suy
dẫn. Tức là xâu không được đoán nhận
 Điều kiện dừng: văn phạm không có đệ qui trái

 Ví dụ: Cho văn phạm sau
S  cAd
A  ab | a
 Xâu vào là cad
 Đánh số sản xuất:
(1) : S  cAd
(2) : A  ab
(3) : A  a

 Quá trình phân tích top-down

 Đây là phương pháp gạt thu gọn (shift Reduce
Parsing).
 Sử dụng Stack S dùng để chứa kí hiệu của văn
phạm cần phân tích.
 Mỗi bước thực hiện một trong hai hành động gạt
hoặc thu gọn. Luôn thử thu gọn trước khi gạt

 Input: Văn phạm G không có -sản xuất và
A + A, xâu vào x
 Output: x có được đoán nhận hay không?
 Thuật toán:
Bước 1: Gạt ký tự đầu tiên của xâu x vào Stack S
Bước 2: Lặp
Xét mọi xâu  có thể trên đỉnh Stack. Ví dụ: Stack có
abcd  d, cd, bcd, abcd.

Nếu tồn tại A   thì thực hiện thu gọn:
Lấy tất cả các ký hiệu của xâu  trong Stack.
Đẩy ký hiệu A vào Stack.
Trong trường hợp có nhiều xâu  cùng thỏa mãn thì
đánh số để thử lần lượt.
Nếu không thể thu gọn thì gạt ký hiệu tiếp theo trên
xâu vào x vào Stack.

 Nếu đã gạt hết ký hiệu trên x mà trong Stack
không phải còn S thì quay lui lại địa chỉ sau cùng
mà ở đó đã tiến hành thu gọn (khôi phục hiện
trạng xâu vào, Stack tại thời điểm trước khi thu
gọn)
 Nếu còn một thu gọn nào khác có thể thì sẽ tiến
hành thử theo thu gọn đó.

 Thuật toán dừng khi đã gạt hết các ký hiệu trên
xâu vào và trong Stack chỉ có một ký hiệu S. Khi
đó ta kết luận xâu vào x được đoán nhận.
 Ngược lại, khi thử hết các trường hợp mà trong
Stack không chứa chỉ S thì kết luận xâu x không
được đoán nhận.

 Ví dụ: Cho văn phạm
S  aABe
A  Abc | b
B  d
 Xâu vào: abbcde

 Dạng chuẩn Chomsky
 VPPNC ở dạng chuẩn Chomsky nếu mọi sản xuất
có dạng A  BC hoặc A  a
 Mọi văn phạm không chứa  - sản xuất thì đều có
thể chuyển về dạng chuẩn Chomsky.

 Mô tả bảng: mỗi ô trong bảng chứa một tập các
kí hiệu không kết thúc.
  *
ij N i j+T = X  V | X  a ...a i-1
 Xâu vào x = a1a2…an
  *
1n N 1 n T = X  V | X  a ...a
 Nếu xL(G)  S  T1n

 i - chỉ số cột
đứng trước
 j – chỉ số dòng
đứng sau
i
j
1
4
2
1
2 3
3
4
T14

  ij N ik i+k,j-k T = X  V |  k  [1.. j - 1]: BT , C  T , X  BCP
Trang 23
 Thuật toán xây dựng bảng:
Bước 1: Xây dựng hàng 1 ( j = 1)
Ti1=X  VN | X  ai P
Bước 2: Giả thiết đã xây dựng được các hàng 1, 2, 3,
…, j -1. Xây dựng hàng j
Bước 3: Lặp lại bước 2 cho đến khi tính được T1n

i
j
1
4
2
1
2 3
3
4

 Ví dụ: Cho văn phạm
S  AA | AS | b
A  SA | AS | a
 Xâu vào abaab.

 Thuật toán xây dựng cây phân tích
Thủ tục Gen(i, j, A) viết ra dãy sản xuất trong suy dẫn
A * aiai+1…ai+j-1
Gọi thủ tục Gen(1, n, S)
Cây suy dẫn là cây suy dẫn trái nhất

 Thuật toán xây dựng cây phân tích

 Ví dụ:
 S  AA | AS | b
 A  SA | AS | a

 Ví dụ:
 (1) S  AA
 (2) S  AS
 (3) S  b
 (4) A  SA
 (5) A  AS
 (6) A  a
 Dãy sản xuất: 1 6 4 3 5 6 2 6 3

 Ví dụ: Dãy sản xuất: 1 6 4 3 5 6 2 6 3
 S  AA  aA  aSA
  abA  abAS  abaS
  abaAS  abaaS  abaab

5. Phân tích LL
 Cơ sở của phân tích LL(k) dựa trên phương
pháp phân tích top-down và máy ôtômát đẩy
xuống
 Mô hình:

5. Phân tích LL
 Bảng phân tích M là mảng hai chiều:
Mỗi dòng tương ứng với một kí hiệu không kết thúc
Mỗi cột tương ứng với một kí hiệu kết thúc
Tại ô dòng A, cột a: ghi sản xuất vế trái là A, vế phải
là một xâu có thể suy dẫn ra một dạng câu đứng đầu
là a.

5. Phân tích LL
 Thuật toán phân tích LL(1)
Input: bảng phân tích M, xâu vào x
Output: Cây phân tích cho x hoặc lỗi
 Các bước thuật toán:
Bước 1: Đẩy lần lượt 2 kí hiệu $, S (kí tự đầu) vào
Stack. Thêm $ vào cuối xâu x. Kí tự đang xét là kí tự
đầu của xâu x.

5. Phân tích LL
 Các bước thuật toán:
[Lặp] Bước 2: X là kí hiệu trên đỉnh Stack, a là kí hiệu
đang xét
Nếu X = a = $  Thành công
Nếu X = a  $: Lấy X khỏi Stack, kí hiệu đang xét là kí
hiệu tiếp theo trên xâu vào
Nếu X là kí hiệu không kết thúc: Xét ô M[X, a] được
sản xuất X  Y1Y2…Yk thì:
• Lấy X khỏi Stack
• Đẩy Yk, …, Y1 vào Stack

5. Phân tích LL
 Ví dụ: cho bảng phân tích sau:
 Xâu vào a + a*a

5. Phân tích LL
 Quá trình phân tích

5. Phân tích LL
 Định nghĩa First và Follow
First() là tập các kí hiệu kết thúc bắt đầu các xâu
suy dẫn được từ . Nếu * thì First()
Follow(A) là tập các kí hiệu kết thúc mà có thể đứng
ngay bên phải A trong một dạng câu

5. Phân tích LL
 Tính First của một ký hiệu
 (1) Nếu X là ký hiệu kết thúc thì First(X) = {X}
 (2) Nếu X   là một sản xuất thì First(X)
 (3) Nếu X  Y1Y2…Yk là một sản xuất:
 First(Y1) {}  First(X)
 Nếu   First(Yj) (j<i)  First(Yi){}  First(X).
 Nếu  First(Yi) (i = 1, 2, …, k) thì   First(X).
 Lặp lại các quy tắc trên cho đến khi không thêm
được gì vào First(X)

5. Phân tích LL
 Tính First của một xâu  = X1X2…Xk
 First(X1) {}  First()
 Nếu   First(Xj) (j<i)  First(Yi){}  First().
 Nếu  First(Xi) (i = 1, 2, …, k) thì   First().

5. Phân tích LL
 Tính Follow(A).
 (1) Đặt $ vào Follow(A) với A là k hiệu bắt đầu
 (2) BA (với   ) thì First(){}  Follow(A).
 (3) BA (hoặc BA với First()) thì
Follow(B)  Follow(A).
 Lặp lại các quy tắc trên cho đến khi không
thêm được gì vào Follow(A)

5. Phân tích LL
 Ví dụ: Cho văn phạm sau:
 E  TE’
 E’  +TE’ | 
 T’  *FT’ | 
 T  FT’
 F  (E) | a
 Tính First và Follow của các kí hiệu không kết
thúc

5. Phân tích LL
 Ví dụ: Tính First

5. Phân tích LL
 Tính Follow

5. Phân tích LL
 Định nghĩa văn phạm LL(1)
 Một VPPNC là LL(1) khi thỏa 2 điều kiện sau:
Nếu A   |  là hai sản xuất phân biệt thì
First()First() = 
Nếu A * thì First(A)  Follow(A) = 
 Ví dụ: văn phạm ở ví dụ trên là LL(1)

5. Phân tích LL
 Thuật toán lập bảng phân tích
1. Đối với mỗi sản xuất A   thực hiện bước 2 và 3
2. Đối với mỗi ký hiệu kết thúc a  First(), thêm A  
vào M[A, a]
3. Nếu   First(), thêm A   vào M[A, b] với b 
Follow(A).
4. Đặt tất cả các vị trí còn lại của bảng là lỗi.

5. Phân tích LL
 Ví dụ: với văn phạm cho ở trên, ta có bảng:

5. Phân tích LL
 Định nghĩa văn phạm LL(1)
 Một VPPNC là LL(1) khi mỗi ô trong bảng phân
tích không chứa quá một sản xuất.
 Ví dụ: Văn phạm cho trong ví dụ trên là LL(1)

5. Phân tích LL
 Ví dụ:
S  A | B
A  aA | b
B  aB | c
 Văn phạm này không là LL(1) vì
First(A)  First(B) = {a}

5. Phân tích LL
 Ví dụ:
S  Aa
A  aA | 
 Văn phạm này không là LL(1) vì
A  
First(A)  Follow(A) = {a}

 Văn phạm cần phân tích phải là LL(1)
 Ta thực hiện xây dựng sơ đồ cú pháp cho từng
sản xuất trong văn phạm
 Viết từng thủ tục phân tích cho các ký hiệu
không kết thúc của văn phạm

 Xây dựng sơ đồ cú pháp
Với a là ký hiệu kết thúc
a
Với A là ký hiệu không kết thúc
A

A  1 | 2 |…| n

 : X1X2…Xn
 : {X}

 Ví dụ: xây dựng sơ đồ cú pháp cho văn phạm
S  T A
A  + T A | 
T  F B
B  * F B | 
F  (S) | a

 Viết chương trình
 Thủ tục getch() đọc một kí hiệu lưu vào biến ch
a
A
If ch=‘a’ then getch()
Else Error
A; //gọi thủ tục phân tích A
If ch in First(1) then T(1)
Else if ch in First(2) then T(2)
….
Else if ch in First(n) then T(n)

Begin T(X1); T(X2); ... T(Xn); End;
While ch in First(X) do T(X)
Chương trình chính Begin
Getch(); S; {S kí tự đầu}
End.
 Viết chương trình

 Ví dụ:
 Procedure S
Procedure F;
Procedure B;
Procedure T;
Procedure A;

 Ví dụ:
 Procedure S;
 Begin
 T; A;
 End;
 Procedure A;
 Begin
 if ch = ‘+’ then Begin
 getch(); T; A;
 End;
 End;

 Ví dụ:
 Procedure B
 Begin
 if ch = ‘*’ then Begin
 getch(); F; B;
 End;
 End;
 Procedure T;
 Begin
 F; B;
 End;

 Ví dụ:
 Procedure F;
 Begin
 if ch=‘(‘ then Begin
 getch(); S;
 If ch = ‘)’ then getch()
 Else Error;
 End
 Else if ch=‘a’ then getch()
 else Error;
 End;

Bg chuong trinh dich chuong 3

More Related Content

What's hot (20)

Similar to Bg chuong trinh dich chuong 3 (20)

More from Trần Văn Nam (20)

Bg chuong trinh dich chuong 3