LR 解析中的错误恢复

概述

在编译原理中，语法分析是编译过程中的重要步骤之一。而 LR 解析器是一种常用的自底向上的语法分析器，它利用一个 LR 分析表来进行解析。然而，当输入的文法中存在语法错误时，LR 解析器会遇到错误，并且无法继续解析。

为了解决这个问题，我们需要在 LR 解析过程中设计一种错误恢复机制。错误恢复机制允许解析器在遇到语法错误时进行一定的处理，尽量将错误局限在一个较小的范围内，继续向后解析。

错误恢复的目标

错误恢复机制的目标是快速地从错误中恢复并继续解析，以尽可能多地检测出可能存在的其他语法错误。

常用的错误恢复策略

以下是一些常用的 LR 解析中的错误恢复策略：

1. 插入符号：当遇到错误时，在某个预测集合中插入一个终结符号，使语法解析能够继续进行。例如，在遇到某个语句块结束时缺少分号的错误时，可以自动插入分号来恢复解析。

2. 删除符号：当错误发生时，跳过当前错误符号，继续解析后面的符号。例如，在遇到多余的分号时，可以跳过这个分号，继续解析下一个语句。

3. 替换符号：当遇到错误时，用一个合法的符号替换当前错误符号，继续解析。例如，在遇到无法识别的标识符时，可以用一个默认的标识符进行替换。

4. 分割输入流：当遇到错误时，将输入流分割成多个子流，每个子流都能正确解析，以便定位错误位置。例如，在遇到缺少右括号的错误时，可以将输入流分割成多个子流，每个子流解析一个完整的表达式。

错误恢复的实现方式

错误恢复机制可以通过在语法解析器中进行适当的修改来实现。以下是一些常用的实现方式：

• 语法制导翻译：通过定义合适的语义动作来实现对错误的处理和恢复。将错误的情况视为一种特殊的语义规则，并在语义动作中进行相应的处理。

• 错误处理函数：在解析器中定义一些错误处理函数，当发生错误时调用这些函数进行错误的处理和恢复。

• 错误符号标记：在解析过程中标记错误的符号，以便后续的错误处理步骤能够正确处理。

• 符号栈状态恢复：在遇到错误时保存当前符号栈的状态，然后进行错误处理。错误处理结束后，将符号栈恢复到之前的状态，继续解析。

示例代码

def parse(input_string):
    # LR 解析器的实现代码
    
    while True:
        # 读取下一个输入符号
        symbol = get_next_symbol()
        
        # 根据当前状态和输入符号，查找分析表并执行相应的动作
        action = parse_table[current_state][symbol]
        
        if action is shift:
            # 执行移进动作
            shift_symbol(symbol)
            current_state = next_state
        elif action is reduce:
            # 执行规约动作
            reduce_by_production(production)
            current_state = next_state
        elif action is accept:
            # 解析成功
            break
        else:
            # 遇到错误，执行错误恢复机制
            error_recovery()
    
def error_recovery():
    handle_error()  # 执行错误处理函数
    
    # 使用错误恢复策略进行处理，如插入、删除、替换符号，分割输入流等
    
    restore_symbol_stack_state()  # 恢复符号栈状态
    update_current_state()  # 更新当前状态

def handle_error():
    # 执行错误处理的逻辑，如打印错误信息、记录错误位置等
    print("Syntax error occurred!")

# 其他相关函数和数据结构的定义
# ...

以上示例代码演示了一个简单的 LR 解析器，并展示了错误恢复部分的实现。在遇到错误时，调用 error_recovery() 函数执行错误处理，并根据具体的错误恢复策略进行处理。

总结

在 LR 解析中实现错误恢复机制是一个重要的任务。通过合适的错误处理和恢复策略，能够增强解析器的鲁棒性，提高编译器的用户体验。程序员在设计和实现 LR 解析器时应充分考虑错误恢复的机制，并根据具体的语言和需求选择合适的实现方式和策略。