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LR(K)语法分析器的优化及加速
一、引言
语法分析是编译器中不可或缺的步骤。而LR(K)语法分析器又是一种比较常用的语法分析器。本文将探讨LR(K)语法分析器的优化及加速的方法。
二、LR(K)语法分析器
首先，要了解LR(K)语法分析器的概念。LR(K)语法分析器是一种自下而上语法分析器，可以用于生成LALR型的分析表，类似于LR(0)和SLR分析器。区别是LR(K)分析器增加了向前看字符。
LR(K)语法分析器的构建包括以下步骤：
1.将文法转化为LR(K)形式，即消除左递归，提取左公因子，合并产生式。
2.构造所有可能状态的DFA，DFA的节点是项目集，一个项目集是若干个产生式和一个点的结合体。
3.构造所有可能的分析表，并进行优化。
三、优化及加速
(lr(k)语法分析器的优化及加速主要分为三个方面，分别是语法处理、DFA的构造及分析表的构造与压缩）
1.语法处理
语法处理的优化主要包括以下几个方面：
（1）消除单位产生式。
单位产生式指的是只有一条产生式的非终结符。将所有单位产生式删除并将产生式替换为该非终结符的所有产生式，能够减少转换的次数，进而提升分析器的性能。如以下文法为例：
S->A
A->B
B->x
转换为：
S->B
A->B
B->x
（2）消除左递归
消除左递归也是常用的优化方法。左递归会导致左递归下的增量式无法进行规约，转而造成分析不成功。如：
A->Ax|
B
B->y
转换为：
A->BA’
A’->xA’
|ε
B->y
（3）提取左公因子
提取左公因子能够降低分析表的大小，也能够提高分析器的性能。
2.DFA的构造
DFA的构造是LR(K)分析器的重要步骤。DFA的节点是项目集，包含了所有从左部非终结符到右部的点的所有状态。构造DFA时需要避免状态数的爆炸。
（1）状态合并
在DFA的构造中，状态合并是一个有效地优化方法。可以实现对状态的合并，实现状态数的精简。具体实现方法是在DFA中找到相同的状态并合并。
（2）状态压缩
状态压缩是一种常用的优化方法。在使用状态矩阵时，可以将相同的状态合并，将相同的状态转换成同一个数字，这样就有效地压缩了DFA的状态大小。
3.分析表的构造与压缩
分析表的构造与压缩具有重要的意义。一个分析表包含了语法分析器所需的所有数据，包括状态转换和规约表达式。
（1）表格压缩
在构造完LR(K)分析表后可以进行表格压缩。它利用了规则有许多相似之处的事实的特点，将重复的部分删除或缩短，并由此减小了分析器所需的存储空间。
（2）表格优化
优化分析表中的行和列，也可以提高分析表的处理效率。如果有多个规约操作具有相同的向前看符号，可以将它们合并成单个操作，这可以减少表格的访问时间，提高分析速度。
四、结论
本文讨论了LR(K)语法分析器的优化及加速方法，包括语法处理、DFA的构造及分析表的构造与压缩。优化和加速是处理巨型代码库时必需的方法之一。正确地使用这些方法，会显著提高语法分析器的性能，从而缩短编译时间，提高编译器的可用性。