如何实现图形结构堆栈?

时间:2010-03-19 02:47:11

标签: data-structures graph parsing stack glr

好的,所以我想制作一个GLR解析器生成器。我知道存在比我可能做的更好的程序,但我这样做是为了娱乐/学习,所以这并不重要。

我一直在阅读有关GLR解析的内容,我认为我现在对它有了很好的理解。但现在是时候开始做生意了。

图形结构堆栈(GSS)是用于GLR解析器的关键数据结构。从概念上讲,我知道GSS是如何工作的,但到目前为止我所看到的资料都没有解释如何实现GSS。我甚至没有支持的操作权威列表。有人能指出我为GSS提供一些好的示例代码/教程吗?谷歌到目前为止没有帮助。我希望这个问题不要太模糊。

2 个答案:

答案 0 :(得分:10)

首先,如果你还没有,你应该阅读McPeak关于GLR http://www.cs.berkeley.edu/~smcpeak/papers/elkhound_cc04.ps的论文。这是一篇学术论文,但它提供了有关GSS,GLR以及用于实现它们的技术的详细信息。它还解释了实现GLR解析器的一些棘手问题。

实现图形结构堆栈有三个部分。

予。图数据结构本身

II。堆栈

III。 GLR使用GSS

你是对的,谷歌帮助不大。除非你喜欢阅读算法书籍,否则它们也没有多大帮助。

予。图数据结构

Rob关于“直接表示”的回答最容易实现。这很像一个链表,除了每个节点都有一个下一个节点列表而不是一个节点。

此数据结构是有向图,但正如McPeak所述,GSS可能具有epsilon-grammars的周期。

II。堆栈

图形结构堆栈在概念上只是常规堆栈的列表。对于明确的语法,您只需要一个堆栈。当存在解析冲突时,您需要更多堆栈,以便您可以同时执行两个解析操作并保持两个操作创建的不同状态。使用图表可以利用这些堆栈共享元素的事实。

了解如何首先使用链表实现单个堆栈可能会有所帮助。链表的头部是堆栈的顶部。将元素推入堆栈只是创建一个新头并将其指向旧头。从堆栈中弹出元素只是将指针移动到head-> next。

在GSS中,原则是相同的。推送元素只是创建一个新的头节点并将其指向旧头。如果你有两个移位操作,你将两个元素推到旧头上,然后有两个头节点。从概念上讲,这只是两个不同的堆栈,除了顶层之外,共享每个元素。弹出元素只是通过跟随每个下一个节点将头指针向下移动。

III。 GLR使用GSS

这是McPeak的论文有用的读物​​。

GLR算法通过合并具有相同状态元素的堆栈头来利用GSS。这意味着一个state元素可能有多个子元素。在减少时,GLR算法必须从堆栈头探索所有可能的路径。

您可以通过维护每个节点的确定性深度来优化GLR。这只是堆栈中拆分的距离。这样您就不必总是搜索堆栈拆分。

这是一项艰巨的任务!祝你好运!

答案 1 :(得分:3)

你问的问题并非微不足道。我看到了两种主要的方法:

  1. 直接代表。您的数据结构在内存中表示为节点对象/结构,其中每个节点都有一个引用/指针指向堆栈下面的结构(也可以将引用作为双向引用)。这是列表和树通常在内存中表示的方式。在这种情况下,它有点复杂,因为不像树或列表,只需要维护对根节点或头节点的引用以跟踪树,这里我们需要维护一个对所有引用的列表“顶级”节点。

  2. 邻接列表表示。这类似于数学家喜欢思考图形的方式:G =(V,E)。您维护一个边缘列表,由顶点索引,这些顶点是每条边的原点和终点。

  3. 第一种选择的优点是,只要GSS不太平坦,遍历就可以更快。但结构稍微难以使用。你必须推出很多自己的算法。

    第二种选择的优点是可以更直接地使用。教科书中的大多数算法似乎都假定某种邻接列表表示,这使得更容易应用丰富的图算法。

    一些资源:

    存在各种类型的邻接列表,例如,基于哈希表,基于数组等。维基百科adjacency list页面是一个很好的起点。

    Here's a blog post来自一直在努力解决同一问题的人。代码是clojure,可能熟悉也可能不熟悉,但讨论值得一看,即使不是。

    我应该提一下,我希望有更多关于表示有向无环图(或图结构化堆栈,如果您愿意)的信息,因为这种模型的广泛应用。我认为有更好的解决方案可以找到。