基于內(nèi)存自動機與模式的動態(tài)引擎構(gòu)造技術(shù)研究

    解釋是軟件系統(tǒng)開發(fā)與構(gòu)造過程中反復(fù)出現(xiàn)的一個主題。一個應(yīng)用系統(tǒng)自身可被理解為針對數(shù)據(jù)的變換和解釋。系統(tǒng)開發(fā)者為實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的適應(yīng)性與擴展性，利用解釋系統(tǒng)將開發(fā)時尚不能確定的狀態(tài)留待運行時解釋并執(zhí)行特定動作。語言的翻譯或解釋引擎是各種引擎中最為復(fù)雜的一種，本文以腳本語言的定義和引擎構(gòu)造為核心，總結(jié)語言中各種語法和語義現(xiàn)象，重點研究在內(nèi)存自動機基礎(chǔ)上的SLL(*)計算、回溯計算、LookAhead DFA構(gòu)造以及文法與語義模式。 論文在構(gòu)造內(nèi)存自動機的基礎(chǔ)上，將SLL(*)計算、回溯計算、以及動態(tài)引擎的結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)一為自動機上的狀態(tài)遷移操作。這些算法都已在動態(tài)解析引擎XDSLL(*) Parser中實現(xiàn)。為了驗證算法的正確性、有效性以及相關(guān)綜合性能，本文還對其進行了系統(tǒng)的實驗研究。作者研究工作的具體內(nèi)容包括： ⒈定義基本正則表達式的元語言并構(gòu)造正則元語言識別引擎 正則元語言用于描述待解析目標的詞法結(jié)構(gòu)，而正則元語言識別引擎將元語言描述的正則表達式轉(zhuǎn)化為等價語法樹，在語法樹基礎(chǔ)之上構(gòu)造相應(yīng)的內(nèi)存有限狀態(tài)自動機，并在構(gòu)造過程中進行沖突檢測以及沖突消解，最終實現(xiàn)在內(nèi)存有限狀態(tài)自動機上的輸入流匹配，為后續(xù)的文法結(jié)構(gòu)分析提供輸入。 ⒉提出了一種增強的SLL(*)分析計算方法 動態(tài)分析引擎自身是基于下推自動機PDA進行狀態(tài)遷移的，可以為結(jié)構(gòu)分析提供運行時的棧信息。增強的SLL(*)分析算法以終結(jié)符號和運行時棧信息為計算依據(jù)，減少了僅采用終結(jié)符號進行預(yù)測分析時所產(chǎn)生的狀態(tài)爆炸問題，從而加快了在內(nèi)存自動機上選擇下一遷移狀態(tài)時的速度。 ⒊提出了一種SLL(*)分析與回溯分析相結(jié)合的分析方法 SLL(*)分析不保證對所有LL文法都能夠進行結(jié)構(gòu)分析，回溯分析可保證對所有LL文法甚至二義文法進行分析，但其單次分析不具有完備性。當(dāng)SLL(*)分析失效時，啟用回溯分析以保證動態(tài)解析引擎對語法分析的完備性，同時將SLL(*)計算結(jié)果與回溯分析結(jié)果進行融合并構(gòu)造LookAhead DFA以加快引擎分析速度。 ⒋實現(xiàn)了基于PDA的結(jié)構(gòu)分析引擎與語義動作掛接機制 結(jié)構(gòu)分析等價于PDA中的狀態(tài)遷移，直接在PDA上進行狀態(tài)遷移即可完成結(jié)構(gòu)分析；在進行狀態(tài)遷移的同時，執(zhí)行特定結(jié)構(gòu)所附加的語義動作，可完成相應(yīng)語義計算，同時提供基于語法樹上語義動作的前置計算與后置計算，便于開發(fā)者改變語法樹上的缺省計算順序。 ⒌實現(xiàn)了常用的文法模式與相應(yīng)的語義動作 作者對語言中頻繁出現(xiàn)的部分文法模式進行了分析，并將相應(yīng)的語義動作以類庫形式進行封裝，既有效降低結(jié)構(gòu)分析與語義動作間的耦合性，也解決了引擎構(gòu)造過程中的代碼冗余問題，最大限度地提高語義模塊的復(fù)用程度。
 

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