如何在LL(1)文法中计算fowllow集的具体步骤?
在LL(1)文法中计算follow集时,有哪些关键细节会影响最终结果的准确性呢?
作为历史上今天的读者,我在学习编译原理时发现,follow集的计算是构建LL(1)分析表的基础,很多人觉得难,其实是没理清步骤和逻辑。下面就详细说说具体该怎么做。
第一步:明确follow集的核心含义
首先得知道,follow集是针对非终结符而言的,指的是在所有可能的句型中,紧跟在某个非终结符后面的所有终结符,还包括句子结束符#。
比如在文法G中,有产生式S→aAb,那么对于非终结符A来说,b就可能是它follow集中的元素。那为什么要包含#呢?因为当非终结符处于句子末尾时,后面就没有其他符号了,这时候#就代表句子结束,自然要算进去。
第二步:准备工作——掌握first集的计算
为什么计算follow集前要先搞定first集?因为很多时候,follow集的推导需要借助first集的结果。
first集简单说就是某个符号(终结符或非终结符)能推导出的所有开头终结符的集合。举个例子,如果有产生式B→cD|ε,那么B的first集就是{c, ε}(ε表示空串)。
如果连first集都算不对,后续follow集的计算就像建房子没打好地基,肯定会出问题。
第三步:具体计算步骤
1. 初始化操作
- 对于文法的开始符号,要把句子结束符#加入它的follow集。这是因为开始符号后面可能就是整个句子的结束,这一点是固定的,必须记住。
- 其他非终结符的follow集初始化为空,后续再逐步添加元素。
2. 根据产生式推导
假设有产生式A→αBβ,其中α、β是文法符号串,B是某个非终结符。这时该怎么处理呢? - 先计算β的first集。如果β的first集中不包含空串,那么就把β的first集中所有终结符加入B的follow集。 - 要是β的first集包含空串,那就不仅要把β的first集中的终结符(除了空串)加入B的follow集,还要把A的follow集中的元素也加入B的follow集。为什么要这样?因为当β推导出空串时,B后面就相当于跟着A后面的符号了,所以A的follow集自然要传递给B。
3. 处理特殊情况
当产生式是A→αB(也就是β为空)时,直接把A的follow集中的所有元素加入B的follow集。这是因为B后面没有其他符号,它的后续符号就和A的后续符号一样。
| 产生式示例 | 处理方式 | 结果 | | --- | --- | --- | | S→aBc | 计算c的first集(就是{c}),且c不能推导出空串,所以把{c}加入B的follow集 | B的follow集新增{c} | | S→AB | B后面没有符号,所以把S的follow集加入B的follow集 | 若S的follow集有#,则B的follow集加入# |
第四步:反复迭代直至结果稳定
计算follow集不是一次性就能完成的,需要多次循环处理所有产生式,直到所有非终结符的follow集不再有新元素加入为止。
为什么要反复迭代?因为有些产生式之间是相互关联的,一次处理可能无法涵盖所有情况。比如有产生式A→BC和B→ε,第一次处理可能只加入了部分元素,第二次处理才能把C的相关元素传递给A。
常见错误及避免方法
- 忘记将#加入开始符号的follow集,这会导致句子结束的情况被忽略,影响后续分析。
- 处理包含空串的产生式时,漏传follow集元素。比如前面提到的β含空串的情况,要是只加了β的first集,没加A的follow集,结果就会不完整。
- 没有迭代到稳定状态就停止计算,导致部分该加入的元素没有被包含进去。
实际案例演示
假设文法G如下: - S→AB - A→a|ε - B→b
我们来计算各非终结符的follow集: 1. 开始符号是S,所以初始化follow(S) = {#}。 2. 看产生式S→AB:这里α是ε,B是当前非终结符,β是空。所以把S的follow集加入B的follow集,即follow(B) = {#}。 3. 再看产生式A→a|ε和S→AB:对于A来说,产生式S→AB中,β是B。B的first集是{b},且B不能推导出空串,所以把{b}加入A的follow集,即follow(A) = {b}。 4. 检查是否有遗漏,多次确认后,各follow集就是最终结果。
作为学习编译原理的人,我觉得掌握follow集的计算,关键在于理解每一步的逻辑,而不是死记硬背规则。在实际编写简单的语法分析器时,这些步骤都是基础,一步错就可能导致整个分析过程出错。根据我接触到的一些编程爱好者反馈,只要按照步骤慢慢来,多练习几个例子,就能熟练掌握,毕竟它的规则是很明确的,只是需要一点耐心而已。