编译器设计中的预测解析器

编译器是将高级语言转化为机器语言的重要工具。在编写编译器的过程中，解析器是一个非常重要的部分。其中，预测解析器是常用的解析器之一。本文将介绍编译器设计中的预测解析器。

解析器简介

在编译器中，解析器负责将语言中的符号转化为语法树。它通常会接收词法分析器产生的词法单元流，并将其组成一个层次结构。编译器的后续过程将基于此层次结构进行分析和转化。

其中，解析器有两种类型：自上而下解析器和自下而上解析器。预测解析器属于前者。

预测解析器

预测解析器通过从左到右扫描输入流，判定后续输入应该是哪种语法规则。它通常使用递归下降技术实现。递归下降的基本思想是从上而下递归地处理语法规则。当处理一个非终结符时，它会递归地调用对应的子规则处理语法成分。一旦匹配了一个终结符，语法树就被构造出来了。下面是一个简单的预测解析器实现的例子：

# 语法规则：expr -> term { ('+'|'-') term }
# term -> factor { ('*'|'/') factor }
# factor -> int_literal | '(' expr ')' | '-' factor

def expr(tokens):
    term(tokens)
    while tokens and tokens[0] in ('+', '-'):
        op = tokens.pop(0)
        term(tokens)
    
def term(tokens):
    factor(tokens)
    while tokens and tokens[0] in ('*', '/'):
        op = tokens.pop(0)
        factor(tokens)
        
def factor(tokens):
    if tokens[0] == '(':
        tokens.pop(0)
        expr(tokens)
        tokens.pop(0)
    elif tokens[0] == '-':
        tokens.pop(0)
        factor(tokens)
    else:
        tokens.pop(0)

以上代码实现了一个简单的表达式求值器。它按照语法规则定义了三个函数，分别用于处理表达式、项和因子。使用该求值器可以对如下的表达式进行求值：

expr(['1', '+', '2', '*', '3'])

总结

预测解析器是编译器解析器的常用实现方式之一。它通过从左到右扫描输入流，判定后续输入应该是哪种语法规则来实现。使用递归下降技术可以比较方便地实现预测解析器。