6. General Directional Top-Down Parsing
名词定义
下推自动机(pushdown automaton,PDA):通过一个栈进行控制的自动机。
Greibach标准形式(Greibach Normal Form,GNF):所有的产生式的形式如下,A -> a 或者 A -> aBCD...。
LL解析方法(LL parsing method):从左到右处理输入,最终产生一个最左推导(leftmost derivation)。
左递归文法(left-recursive grammar):包含左递归非终结符的文法。
递归下降(recursive descent):将每一条产生式规则看成一个函数,自顶向下的解析(下降)。递归指的是这些函数可能会直接或间接的调用自己。
prefix-free非终结符(prefix-free non-terminal):非终结符A产生的字符串,互相之间不为前缀。
prefix-free语法(prefix-free grammar):所有非终结符都是prefix-free的。
通用递归下降解析(Generalized Recursive Descent Parsing (GRDP)):对每个非终结符,跟踪它的所有匹配。
确定短语文法(Definite Clause Grammar):Prolog支持的一种文法格式,Prolog会将这种文法转换成Prolog子句(Prolog clause)。
取消解析(cancellation parsing):为了处理左递归,使用一个集合记录当前已经在处理的非终结符,如果当前已经在处理,则不重复处理。
内容总结
自顶向下(top-down)解析,总是尝试先把产生式右侧,最左边的非终结符替换成终结符,形成了一个最左推导(leftmost derivation)。
下推自动机工作原理:
(1)下推自动机,需要文法具有Greibach标准形式,产生式形如 A -> a 或者 A -> aBCD...。
(2)栈中弹出A,读取输入a,导致栈消耗掉一个元素。
(3)或者,栈中弹出A,读取输入a,导致BCD...压栈。
(4)直到栈为空,输入读完为止。
很多下推自动机是非确定性的,对某些上下文无关文法无法找到确定性的下推自动机。
深度优先搜索方法的缺点是,无法处理左递归文法。
我们可以进行文法转换,以消除左递归,仍可生成相同的语言。
广度优先搜索方法的缺点是,会占用大量的内存。
递归下降解析方法,也无法处理左递归文法。
prefix-free语法,在某个位置识别非终结符A的时候,只有一种办法。
通用递归下降解析适用于所有的非左递归上下文无关文法。
Prolog内置了一套搜索和回溯机制,用于回答问题。
Prolog使用深度优先搜索。
7. General Directional Bottom-Up Parsing
名词定义
Earley parser:一个采用自底向上识别方法的,自顶向下解析器。分为三个部分:Scanner,Completer,Predictor。
FIRST集(FIRST set):非终结符A的FIRST集是由终结符组成的,指的是A的各种最终产生结果由哪些终结符开头。
FOLLOW集(FOLLOW set):非终结符A的FIRST集是由终结符组成的,指的是A后面可以跟的终结符集。
解析表(Chart Parsing):它不是一个算法,而是一个框架,用来开发解析器或者进行实验。
内容总结
自底向上解析,包括两个步骤:shift和reduce。
自底向上解析树的父节点,直到左右子节点都识别出来后,才会被识别。
自底向上解析,可以采用两种搜索方法:深度优先,广度优先,算法复杂度是指数级的。
广度优先的自底向上解析,可以处理左递归,经过特殊处理后,也可以处理空串规则(ε-rules)和循环(loops)。
Earley解析器的空间复杂度是平方级的,时间复杂度是立方级的。
与CYK解析器不同的是,CYK解析只对乔姆斯基标准形式的文法时间复杂度是立方级的,Earley解析器对任意文法都是立方级的。
前瞻(look-ahead)可提前排除错误的预测。
自底向上解析,可以在线性时间复杂度内处理左递归文法,但是处理右递归具有四次方复杂度。
Earley解析器处理很多文法的时间复杂度都是线性的,包括LR(k)文法以及LR正则文法。
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