编译原理实验报告LL(1)分析法
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编译原理程序设计实验报告——表达式语法分析器的设计实现班级:计算机1306班姓名:王利达学号:20133959 实验目标:使用LL(1)分析法构造表达式语法分析器程序,判别算术表达式,给出判别结果。
实验内容:一、概要设计1.算术表达式文法:E→ T | Eω0TT→ F | Tω1FF→ i | ( E )其中ω0:+ -ω1:* /i:数字或常数文法变换:E → T MM →ω0 T M |εT → F | NN →ω1 F N |εF → i | ( E )其中ω0:+ -ω1:* /i:数字或常数2.LL(1)分析表表1.LL(1)分析表i + - * / ( ) #E MT,p MT,pM MT,n MT,n ε,p ε,pT NF,p NF,pN NF,n NF,n ε,p ε,pF ε,n )E,n) ε,n# OK二、数据结构1.输入表达式定义char型数组expstr为存放输入表达式的数组,char expstr[100];2.分析栈定义一个栈来进行LL(1)分析。
栈中有bottom、top、stacksize 等元素,用于程序调用栈和对栈操作。
typedef struct //定义语法的栈{SElemType *bottom;//底SElemType *top;//顶int stacksize;}SqStack;(包括:概要设计、数据结构、流程图、关键函数等有选择填写)源程序代码:(加入注释)#include<iostream>#include<stdio.h>#include<cstdlib>using namespace std;#define STACKSIZE 30 //栈大小#define STACKINCREMENT 10 //栈增量#define OK 1#define Error 0#define OVERFLOW -1typedef char SElemType;typedef int Status;int i=0;int count1=0;int count2=0; //计数终结符的个数char expstr[100];typedef struct //定义语法的栈{SElemType *bottom;//底SElemType *top;//顶int stacksize;}SqStack;Status InitStack(SqStack &S) //初始化栈{S.bottom=(SElemType*)malloc(STACKSIZE*sizeof(SElemType));if(!S.bottom)exit(OVERFLOW);S.top=S.bottom;S.stacksize=STACKSIZE;return OK;}Status PUSH(SqStack &S,SElemType e){if(S.top-S.bottom>=S.stacksize){S.bottom=(SElemType*)realloc(S.bottom,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType ));if(!S.bottom)exit(OVERFLOW);S.top=S.bottom+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*(S.top)=e;(S.top)++;return OK;}Status POP(SqStack &S,SElemType &e){if(S.top==S.bottom)return Error;S.top--;e=*(S.top);return OK;}void wrong()//调用此函数,表示出错{cout<<"Wrong!"<<endl;getchar();exit(0);}bool ch_judge(char s[],int n) //字符是否合法{if((s[n]=='(')||(s[n]==')')||(s[n]>='0'&&s[n]<='9')||(s[n]>='a'&&s[n]<='z')||(s[n]=='+')||(s[n]=='-')||(s[ n]=='*')||(s[n]=='/')||(s[n]=='#'))return 1;elsereturn 0;}bool ter_judge(char c) //终结符集合与非终结符集合{if((c=='(')||(c==')')||(c>='0'&&c<='9')||(c>='a'&&c<='z')||(c=='+')||(c=='-')||(c=='*')||(c=='/')) return 1; //终结符返回1else //if(c=='E'||c=='E1'||c=='T'||c=='T1'||c=='F')return 0; //非终结符或#,返回0}bool num_letter(char s[],int i) //判断当前字符是数字还是字母{if((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z')){i++;while((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z')){i++;count1++;}while(count1!=0){i--;count1--;}i--;return 1; //是字母或数字返回1}elsereturn 0; //不是字母或数字返回0}void LL1(SqStack &S,char s[],int i)//LL1文法分析函数{SElemType e;PUSH(S,'#');PUSH(S,'E');while(s[i]!='#'){if(ch_judge(s,i)){POP(S,e);if(!(ter_judge(e))) //是非终结符{if(e=='#'&&s[i]=='#')break; //表达式正确else if(e=='#'&&s[i]!='#')wrong();else if(e!='#') //分析表匹配{switch(e){case 'E':if(num_letter(s,i)||s[i]=='('){e='M'; // E' MPUSH(S,e);e='T';PUSH(S,e);break;}elsewrong();case 'M':if(s[i]=='+'||s[i]=='-'){e='M';PUSH(S,e);e='T';PUSH(S,e);e=s[i];PUSH(S,e);break;}else if(s[i]==')'||s[i]=='#'){break;}elsewrong();case 'T':if(num_letter(s,i)||s[i]=='('){e='N'; //T' NPUSH(S,e);e='F';PUSH(S,e);break;}elsewrong();case 'N':if(s[i]=='+'||s[i]=='-'||s[i]==')'||s[i]=='#'){break;}else if(s[i]=='*'||s[i]=='/'){e='N';PUSH(S,e);e='F';PUSH(S,e);e=s[i];PUSH(S,e);break;}elsewrong();case 'F':if(num_letter(s,i)){while((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z')) //将连续的终结符压栈{e=s[i];PUSH(S,e);i++;count2++; //给连续终结符计数}i--; //使s[i]为连续终结符即一个整数的最后一字break;}else if(s[i]=='('){e=')';PUSH(S,e);e='E';PUSH(S,e);e='(';PUSH(S,e);break;}elsewrong();default:wrong();}}}else{if((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z'))//如果是数字或字母则依次计数{while(ter_judge(e)){if(e==s[i]){i--;POP(S,e);}elsewrong();}while(count2!=0){i++;count2--;}PUSH(S,e);i++;}else //如果是+-*/则直接比较{if(e==s[i])i++;elsewrong();}}}elsewrong();}}int main(){SqStack S;InitStack(S);cout<<"LL(1)\nPlease enter the expression and end with the \"#\":"<<endl;cin>>expstr;LL1(S,expstr,i);cout<<"Right! "<<endl;getchar();return 0;}程序运行结果:(截屏)图1.正确的算术表达式(((a+b)*(c/B)))的判断图2.错误的算术表达式a/b++的判断思考问题回答:(如果有)LL(1)分析法和递归下降子程序法在语法分析中同属于自顶向下分析法,LL(1)分析法相对于递归下降子程序法的优势是:LL(1)分析法消除了文法的左递归性,而且克服了回溯,使程序运行的效率大大提升。
实验原理ll1分析法
LL(1)分析法是一种语法分析方法,是从上到下递归分析的一种方式。
LL指的是“Left to right, leftmost derivation”,表示从左到右、最左派生。
1表示在当前读入符号下,只需要向前看一个符号即可确定使用哪个产生式进行推导。
其核心思想是通过预测分析表来进行语法分析,预测分析表是一个二维数组,横坐标是非终结符号,纵坐标是终结符号。
在分析过程中,根据当前读入的终结符号和栈顶的非终结符号,查找分析表中对应的表项,判断使用哪个产生式进行推导。
如果表项为空,则表示当前输入串不符合语法规则。
LL(1)分析法的优点是实现简单、可自动化,同时可以处理大部分常见的上下文无关文法,且分析的速度较快,适合在语法分析器中应用。
缺点是只能处理LL(1)文法,对于LL(k)文法或其他类型的文法稍显局限。
课程编译原理实验名称实验二 LL(1)分析法实验目的1.掌握LL(1)分析法的基本原理;2.掌握LL(1)分析表的构造方法;3.掌握LL(1)驱动程序的构造方法。
一.实验内容及要求根据某一文法编制调试LL(1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行分析。
本次实验的目的主要是加深对预测分析LL(1)分析法的理解。
对下列文法,用LL(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:(1)E->TG(2)G->+TG(3)G->ε(4)T->FS(5)S->*FS(6)S->ε(7)F->(E)(8)F->i程序输入一以#结束的符号串(包括+*()i#),如:i+i*i#。
输出过程如下:步骤分析栈剩余输入串所用产生式1 E i+i*i# E->TG... ... ... ...二.实验过程及结果代码如下:#include<iostream>#include "edge.h"using namespace std;edge::edge(){cin>>left>>right;rlen=right.length();if(NODE.find(left)>NODE.length())NODE+=left;}string edge::getlf(){return left;}string edge::getrg(){return right;}string edge::getfirst(){return first;}string edge::getfollow(){return follow;}string edge::getselect(){return select;}string edge::getro(){string str;str+=right[0];return str;}int edge::getrlen(){return right.length();}void edge::newfirst(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(first.find(w[i])>first.length())first+=w[i];}void edge::newfollow(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(follow.find(w[i])>follow.length()&&w[i]!='@')follow+=w[i];}void edge::newselect(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(select.find(w[i])>select.length()&&w[i]!='@') select+=w[i];}void edge::delfirst(){int i=first.find('@');first.erase(i,1);}int SUM;string NODE,ENODE;//计算firstvoid first(edge ni,edge *n,int x){int i,j;for(j=0;j<SUM;j++){if(ni.getlf()==n[j].getlf()){if(NODE.find(n[j].getro())<NODE.length()){for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getlf()==n[j].getro())first(n[i],n,x);}elsen[x].newfirst(n[j].getro());}}}//计算followvoid follow(edge ni,edge *n,int x){int i,j,k,s;string str;for(i=0;i<ni.getrlen();i++){s=NODE.find(ni.getrg()[i]);if(s<NODE.length()&&s>-1) //是非终结符if(i<ni.getrlen()-1) //不在最右for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf().find(ni.getrg()[i])==0){if(NODE.find(ni.getrg()[i+1])<NODE.length()){for(k=0;k<SUM;k++)if(n[k].getlf().find(ni.getrg()[i+1])==0){n[j].newfollow(n[k].getfirst());if(n[k].getfirst().find("@")<n[k].getfirst().length())n[j].newfollow(ni.getfollow());}}else{str.erase();str+=ni.getrg()[i+1];n[j].newfollow(str);}}}}//计算selectvoid select(edge &ni,edge *n){int i,j;if(ENODE.find(ni.getro())<ENODE.length()){ni.newselect(ni.getro());if(ni.getro()=="@")ni.newselect(ni.getfollow());}elsefor(i=0;i<ni.getrlen();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(ni.getrg()[i]==n[j].getlf()[0]){ni.newselect(n[j].getfirst());if(n[j].getfirst().find('@')>n[j].getfirst().length())return;}}}//输出集合void out(string p){int i;if(p.length()==0)return;cout<<"{";for(i=0;i<p.length()-1;i++){cout<<p[i]<<",";}cout<<p[i]<<"}";}//连续输出符号void outfu(int a,string c){int i;for(i=0;i<a;i++)cout<<c;}//输出预测分析表void outgraph(edge *n,string (*yc)[50]){int i,j,k;bool flag;for(i=0;i<ENODE.length();i++){if(ENODE[i]!='@'){outfu(10," ");cout<<ENODE[i];}}outfu(10," ");cout<<"#"<<endl;int x;for(i=0;i<NODE.length();i++){outfu(4," ");cout<<NODE[i];outfu(5," ");for(k=0;k<ENODE.length();k++){flag=1;for(j=0;j<SUM;j++){if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){x=n[j].getselect().find(ENODE[k]);if(x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][k]=n[j].getrg();outfu(9-n[j].getrlen()," ");flag=0;}x=n[j].getselect().find('#');if(k==ENODE.length()-1&&x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][j]=n[j].getrg();}}}if(flag&&ENODE[k]!='@')outfu(11," ");}cout<<endl;}}//分析符号串int pipei(string &chuan,string &fenxi,string (*yc)[50],int &b) {char ch,a;int x,i,j,k;b++;cout<<endl<<" "<<b;if(b>9)outfu(8," ");elseoutfu(9," ");cout<<fenxi;outfu(26-chuan.length()-fenxi.length()," "); cout<<chuan;outfu(10," ");a=chuan[0];ch=fenxi[fenxi.length()-1];x=ENODE.find(ch);if(x<ENODE.length()&&x>-1){if(ch==a){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);chuan.erase(0,1);cout<<"'"<<a<<"'匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}else{if(ch=='#'){if(ch==a){cout<<"分析成功"<<endl;return 1;}elsereturn 0;}elseif(ch=='@'){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}else{i=NODE.find(ch);if(a=='#'){x=ENODE.find('@');if(x<ENODE.length()&&x>-1)j=ENODE.length()-1;elsej=ENODE.length();}elsej=ENODE.find(a);if(yc[i][j].length()){cout<<NODE[i]<<"->"<<yc[i][j];fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);for(k=yc[i][j].length()-1;k>-1;k--)if(yc[i][j][k]!='@')fenxi+=yc[i][j][k];if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}}}void main(){edge *n;string str,(*yc)[50];int i,j,k;bool flag=0;cout<<"请输入上下文无关文法的总规则数:"<<endl;cin>>SUM;cout<<"请输入具体规则(格式:左部右部,@为空):"<<endl;n=new edge[SUM];for(i=0;i<SUM;i++)for(j=0;j<n[i].getrlen();j++){str=n[i].getrg();if(NODE.find(str[j])>NODE.length()&&ENODE.find(str[j])>ENODE.length()) ENODE+=str[j];}//计算first集合for(i=0;i<SUM;i++){first(n[i],n,i);}//outfu(10,"~*~");cout<<endl;for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getfirst().find("@")<n[i].getfirst().length()){if(NODE.find(n[i].getro())<NODE.length()){for(k=1;k<n[i].getrlen();k++){if(NODE.find(n[i].getrg()[k])<NODE.length()){for(j=0;j<SUM;j++){if(n[i].getrg()[k]==n[j].getlf()[0]){n[i].newfirst(n[j].getfirst());break;}}if(n[j].getfirst().find("@")>n[j].getfirst().length()){n[i].delfirst();break;}}}}}//计算follow集合for(k=0;k<SUM;k++){for(i=0;i<SUM;i++){if(n[i].getlf()==n[0].getlf())n[i].newfollow("#");follow(n[i],n,i);}for(i=0;i<SUM;i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getrg().find(n[i].getlf())==n[j].getrlen()-1)n[i].newfollow(n[j].getfollow());}}//计算select集合for(i=0;i<SUM;i++){select(n[i],n);}for(i=0;i<NODE.length();i++){str.erase();for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf()[0]==NODE[i]){if(!str.length())str=n[j].getselect();else{for(k=0;k<n[j].getselect().length();k++)if(str.find(n[j].getselect()[k])<str.length()){flag=1;break;}}}}//输出cout<<endl<<"非终结符";outfu(SUM," ");cout<<"First";outfu(SUM," ");cout<<"Follow"<<endl;outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl;for(i=0;i<NODE.length();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){outfu(3," ");cout<<NODE[i];outfu(SUM+4," ");out(n[j].getfirst());outfu(SUM+4-2*n[j].getfirst().length()," ");out(n[j].getfollow());cout<<endl;break;}}outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl<<"判定结论: ";if(flag){cout<<"该文法不是LL(1)文法!"<<endl;return;}else{cout<<"该文法是LL(1)文法!"<<endl;}//输出预测分析表cout<<endl<<"预测分析表如下:"<<endl;yc=new string[NODE.length()][50];outgraph(n,yc);string chuan,fenxi,fchuan;cout<<endl<<"请输入符号串:";cin>>chuan;fchuan=chuan;fenxi="#";fenxi+=NODE[0];i=0;cout<<endl<<"预测分析过程如下:"<<endl;cout<<"步骤";outfu(7," ");cout<<"分析栈";outfu(10," ");cout<<"剩余输入串";outfu(8," ");cout<<"推导所用产生式或匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,i))cout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"是该文法的句子!"<<endl;elsecout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"不是该文法的句子!"<<endl;}截屏如下:三.实验中的问题及心得这次实验让我更加熟悉了LL(1)的工作流程以及LL(1)分析表的构造方法。
LL(1)分析法LL(1)分析法⼜叫预测分析法,是⼀种不带回溯的⾮递归⾃顶向下的分析法。
LL(1)是不带回溯的⾮递归的分析法是因为,它每次都只有⼀个可⽤的产⽣式,所以是不带回溯和⾮递归的,当⽆法处理输⼊符号时,即出错。
第⼀个L表⽰是从左到右扫描输⼊串,第⼆个L表⽰推导过程中使⽤最左推导,(1)表明只需要向右看⼀个符号,就可以决定如何推导的(即知道⽤哪个产⽣式进⾏推导)。
什么是LL(1)分析法LL(1)分析法的原理是这样的,它的基本思想是根据输⼊串的当前输⼊符号来唯⼀确定选⽤哪个产⽣式来进⾏推导。
⽐如当前的⽂法符号是A,⾯临输⼊串的⾸个符号是a,存在若⼲个产⽣式,A→X1|X2|...|X k,如果a∈FIRST(X i),那么肯定就是⽤A→X i这个产⽣式来进⾏推导。
⼜或者当前的⽂法符号是A,⾯临的输⼊串的⾸个符号是a,存在产⽣式A→X,若ϵ∈FIRST(X), 且a∈FOLLOW(A),那么肯定是⽤产⽣式A=>ϵ进⾏推导。
即当然⽂法符号是没⽤的。
所以LL(1)⽂法要满⾜下⾯的条件,若存在A→X1|X2(1)FIRST(X1)⋂FIRST(X2)=ϕ。
即如果对于⽂法符号A,有两个产⽣式的FIRST交集不为空,那么就是⼆义的,就不是LL(1)⽂法(2)若ϵ∈FIRST(X2),则有FIRST(X1)⋂FOLLOW(X2)=ϕ,同样的,这样也是⼆义的。
对LL(1)⽂法构造LL(1)分析表根据上⾯的思想,我们可以预处理出⼀张LL(1)分析表,对于任意的⽂法符号S,⾯临输⼊符号a,该⽤哪个产⽣式。
⾸先,然后根据3条规则来构造LL(1)分析表(这⾥默认该⽂法是LL(1)⽂法)。
①对⽂法G[S]的每个产⽣式A→α执⾏②,③两步②对每个终结符a∈FIRST(α),把A→α加⼊到表格中的[A,a] 这个格⼦。
即当⽂法符号A⾯临输⼊符号a时,应该使⽤产⽣式A→α③若ϵ∈FIRST(α),则对所有的终结符b∈FOLLOW(A),将A→ϵ加⼊到[A,b]这个格⼦。
南开大学计算机科学与技术学院课程设计报告(2010 ~2011 学年度第一学期)课程名称编译原理设计题目LL(1)分析姓名学号专业班级地点教师1.需求分析语法分析是编译过程的核心部分。
它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上,分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。
语法分析器在编译程序中的地位如图1所示:图1 语法分析器在编译程序中的地位语言的语法结构是用上下文无关文法描述的。
因此,语法分析器的工作本质上就是按文法的产生式,识别输入符号串是否为一个句子。
这里所说的输入串是指由单词符号(文法的终结符)组成的有限序列。
对一个文法,当给你一串(终结)符号时,怎样知道它是不是该文法的一个句子呢?这就要判断,看是否能从文法的开始符号出发推导出这个输入串。
或者,从概念上讲,就是要建立一棵与输入串相匹配的语法分析树。
自顶向下分析法就是语法分析办法中的一类。
顾名思义,自顶向下就是从文法的开始符号出发,向下推导,推出句子。
这种方法是带“回溯”的。
自顶向下分析的主旨是,对任何输入串,试图用一切可能的办法,从文法开始符号(根结)出发,自上而下地为输入串建立一棵语法树。
或者说,为输入串寻找一个最左推导。
这种分析过程本质上是一种试探过程,是反复使用不同产生式谋求匹配输入串的过程。
实现这种自顶向下的带回溯试探法的一个简单途径是让每个非终结符对应一个递归子程序。
每个这种子程序可作为一个布尔过程。
一旦发现它的某个候选与输入串相匹配,就用这个候选去扩展语法树,并返回“真”值;否则,保持原来的语法树和IP值不变,并返回“假”值。
对于给定的分析文法对象,构造它的预测分析程序;并任意给一算术表达式进行分析测试,本预测分析程序能够使用分析表和栈联合控制实现LL(1)分析,本文将就编译原理中比较常用的一个表达式文法,通过递归下降语法分析法来编写分析器。
文中将为您提供如何通过FIRST、FOLLOW和SELECT集合来判断LL(1)方法,然后如何用递归下降语法分析法分析LL(1)方法的基本递归流程,以及用C++语言来编程实现分析器。
课程编译原理实验名称实验二 LL(1)分析法实验目的1.掌握LL(1)分析法的基本原理;2.掌握LL(1)分析表的构造方法;3.掌握LL(1)驱动程序的构造方法。
一.实验内容及要求根据某一文法编制调试LL(1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行分析。
本次实验的目的主要是加深对预测分析LL(1)分析法的理解。
对下列文法,用LL(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:(1)E->TG(2)G->+TG(3)G->ε(4)T->FS(5)S->*FS(6)S->ε(7)F->(E)(8)F->i程序输入一以#结束的符号串(包括+*()i#),如:i+i*i#。
输出过程如下:步骤分析栈剩余输入串所用产生式1 E i+i*i# E->TG... ... ... ...二.实验过程及结果代码如下:#include<iostream>#include "edge.h"using namespace std;edge::edge(){cin>>left>>right;rlen=right.length();if(NODE.find(left)>NODE.length())NODE+=left;}string edge::getlf(){return left;}string edge::getrg(){return right;}string edge::getfirst(){return first;}string edge::getfollow(){return follow;}string edge::getselect(){return select;}string edge::getro(){string str;str+=right[0];return str;}int edge::getrlen(){return right.length();}void edge::newfirst(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(first.find(w[i])>first.length())first+=w[i];}void edge::newfollow(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(follow.find(w[i])>follow.length()&&w[i]!='@')follow+=w[i];}void edge::newselect(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(select.find(w[i])>select.length()&&w[i]!='@')select+=w[i];}void edge::delfirst(){int i=first.find('@');first.erase(i,1);}int SUM;string NODE,ENODE;//计算firstvoid first(edge ni,edge *n,int x){int i,j;for(j=0;j<SUM;j++){if(ni.getlf()==n[j].getlf()){if(NODE.find(n[j].getro())<NODE.length()){for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getlf()==n[j].getro())first(n[i],n,x);}elsen[x].newfirst(n[j].getro());}}}//计算followvoid follow(edge ni,edge *n,int x){int i,j,k,s;string str;for(i=0;i<ni.getrlen();i++){s=NODE.find(ni.getrg()[i]);if(s<NODE.length()&&s>-1) //是非终结符if(i<ni.getrlen()-1) //不在最右for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf().find(ni.getrg()[i])==0){if(NODE.find(ni.getrg()[i+1])<NODE.length()){for(k=0;k<SUM;k++)if(n[k].getlf().find(ni.getrg()[i+1])==0){n[j].newfollow(n[k].getfirst());if(n[k].getfirst().find("@")<n[k].getfirst().length())n[j].newfollow(ni.getfollow());}}else{str.erase();str+=ni.getrg()[i+1];n[j].newfollow(str);}}}}//计算selectvoid select(edge &ni,edge *n){int i,j;if(ENODE.find(ni.getro())<ENODE.length()){ni.newselect(ni.getro());if(ni.getro()=="@")ni.newselect(ni.getfollow());}elsefor(i=0;i<ni.getrlen();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(ni.getrg()[i]==n[j].getlf()[0]){ni.newselect(n[j].getfirst());if(n[j].getfirst().find('@')>n[j].getfirst().length())return;}}}//输出集合void out(string p){int i;if(p.length()==0)return;cout<<"{";for(i=0;i<p.length()-1;i++){cout<<p[i]<<",";}cout<<p[i]<<"}";}//连续输出符号void outfu(int a,string c){int i;for(i=0;i<a;i++)cout<<c;}//输出预测分析表void outgraph(edge *n,string (*yc)[50]){int i,j,k;bool flag;for(i=0;i<ENODE.length();i++){if(ENODE[i]!='@'){outfu(10," ");cout<<ENODE[i];}}outfu(10," ");cout<<"#"<<endl;int x;for(i=0;i<NODE.length();i++){outfu(4," ");cout<<NODE[i];outfu(5," ");for(k=0;k<ENODE.length();k++){flag=1;for(j=0;j<SUM;j++){if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){x=n[j].getselect().find(ENODE[k]);if(x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][k]=n[j].getrg();outfu(9-n[j].getrlen()," ");flag=0;}x=n[j].getselect().find('#');if(k==ENODE.length()-1&&x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][j]=n[j].getrg();}}}if(flag&&ENODE[k]!='@')outfu(11," ");}cout<<endl;}}//分析符号串int pipei(string &chuan,string &fenxi,string (*yc)[50],int &b){char ch,a;int x,i,j,k;b++;cout<<endl<<" "<<b;if(b>9)outfu(8," ");elseoutfu(9," ");cout<<fenxi;outfu(26-chuan.length()-fenxi.length()," ");cout<<chuan;outfu(10," ");a=chuan[0];ch=fenxi[fenxi.length()-1];x=ENODE.find(ch);if(x<ENODE.length()&&x>-1){if(ch==a){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);chuan.erase(0,1);cout<<"'"<<a<<"'匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}else{if(ch=='#'){if(ch==a){cout<<"分析成功"<<endl;return 1;}elsereturn 0;}elseif(ch=='@'){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}else{i=NODE.find(ch);if(a=='#'){x=ENODE.find('@');if(x<ENODE.length()&&x>-1)j=ENODE.length()-1;elsej=ENODE.length();}elsej=ENODE.find(a);if(yc[i][j].length()){cout<<NODE[i]<<"->"<<yc[i][j];fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);for(k=yc[i][j].length()-1;k>-1;k--)if(yc[i][j][k]!='@')fenxi+=yc[i][j][k];if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}}}void main(){edge *n;string str,(*yc)[50];int i,j,k;bool flag=0;cout<<"请输入上下文无关文法的总规则数:"<<endl;cin>>SUM;cout<<"请输入具体规则(格式:左部右部,@为空):"<<endl;n=new edge[SUM];for(i=0;i<SUM;i++)for(j=0;j<n[i].getrlen();j++){str=n[i].getrg();if(NODE.find(str[j])>NODE.length()&&ENODE.find(str[j])>ENODE.length()) ENODE+=str[j];}//计算first集合for(i=0;i<SUM;i++){first(n[i],n,i);}//outfu(10,"~*~");cout<<endl;for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getfirst().find("@")<n[i].getfirst().length()){if(NODE.find(n[i].getro())<NODE.length()){for(k=1;k<n[i].getrlen();k++){if(NODE.find(n[i].getrg()[k])<NODE.length()){for(j=0;j<SUM;j++){if(n[i].getrg()[k]==n[j].getlf()[0]){n[i].newfirst(n[j].getfirst());break;}}if(n[j].getfirst().find("@")>n[j].getfirst().length()){n[i].delfirst();break;}}}}}//计算follow集合for(k=0;k<SUM;k++){for(i=0;i<SUM;i++){if(n[i].getlf()==n[0].getlf())n[i].newfollow("#");follow(n[i],n,i);}for(i=0;i<SUM;i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getrg().find(n[i].getlf())==n[j].getrlen()-1)n[i].newfollow(n[j].getfollow());}}//计算select集合for(i=0;i<SUM;i++){select(n[i],n);}for(i=0;i<NODE.length();i++){str.erase();for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf()[0]==NODE[i]){if(!str.length())str=n[j].getselect();else{for(k=0;k<n[j].getselect().length();k++)if(str.find(n[j].getselect()[k])<str.length()){flag=1;break;}}}}//输出cout<<endl<<"非终结符";outfu(SUM," ");cout<<"First";outfu(SUM," ");cout<<"Follow"<<endl;outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl;for(i=0;i<NODE.length();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){outfu(3," ");cout<<NODE[i];outfu(SUM+4," ");out(n[j].getfirst());outfu(SUM+4-2*n[j].getfirst().length()," ");out(n[j].getfollow());cout<<endl;break;}}outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl<<"判定结论:";if(flag){cout<<"该文法不是LL(1)文法!"<<endl;return;}else{cout<<"该文法是LL(1)文法!"<<endl;}//输出预测分析表cout<<endl<<"预测分析表如下:"<<endl;yc=new string[NODE.length()][50];outgraph(n,yc);string chuan,fenxi,fchuan;cout<<endl<<"请输入符号串:";cin>>chuan;fchuan=chuan;fenxi="#";fenxi+=NODE[0];i=0;cout<<endl<<"预测分析过程如下:"<<endl;cout<<"步骤";outfu(7," ");cout<<"分析栈";outfu(10," ");cout<<"剩余输入串";outfu(8," ");cout<<"推导所用产生式或匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,i))cout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"是该文法的句子!"<<endl;elsecout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"不是该文法的句子!"<<endl; }截屏如下:三.实验中的问题及心得这次实验让我更加熟悉了LL(1)的工作流程以及LL(1)分析表的构造方法。
编译原理LL(1)文法分析器实验本程序是基于已构建好的某一个语法的预测分析表来对用户的输入字符串进行分析,判断输入的字符串是否属于该文法的句子。
基本实现思想:接收用户输入的字符串(字符串以“#”表示结束)后,对用做分析栈的一维数组和存放分析表的二维数组进行初始化。
然后取出分析栈的栈顶字符,判断是否为终结符,若为终结符则判断是否为“#”且与当前输入符号一样,若是则语法分析结束,输入的字符串为文法的一个句子,否则出错若不为“#”且与当前输入符号一样则将栈顶符号出栈,当前输入符号从输入字符串中除去,进入下一个字符的分析。
若不为“#”且不与当前输入符号一样,则出错。
若栈顶符号为非终结符时,查看预测分析表,看栈顶符号和当前输入符号是否构成产生式,若产生式的右部为ε,则将栈顶符号出栈,取出栈顶符号进入下一个字符的分析。
若不为ε,将产生式的右部逆序的入栈,取出栈顶符号进入下一步分析。
程序流程图:本程序中使用以下文法作对用户输入的字符串进行分析:E→TE’E’→+TE’|εT→FT’T’→*FT’|εF→i|(E)该文法的预测分析表为:1、显示预测分析表,提示用户输入字符串2、输入的字符串为正确的句子:3、输入的字符串中包含了不属于终结符集的字符4、输入的字符串不是该文法能推导出来的句子程序代码:package ;import java.io.*;public class LL {String Vn[] = { "E", "E'", "T", "T'", "F" }; // 非终结符集String Vt[] = { "i", "+", "*", "(", ")", "#" }; // 终结符集String P[][] = new String[5][6]; // 预测分析表String fenxi[] ; // 分析栈int count = 1; // 步骤int count1 = 1;//’分析栈指针int count2 = 0, count3 = 0;//预测分析表指针String inputString = ""; // 输入的字符串boolean flag;public void setCount(int count, int count1, int count2, int count3){this.count = count;this.count1 = count1;this.count2 = count2;this.count3 = count3;flag = false;}public void setFenxi() { // 初始化分析栈fenxi = new String[20];fenxi[0] = "#";fenxi[1] = "E";}public void setP() { // 初始化预测分析表for (int i = 0; i < 5; i++) {for (int j = 0; j < 6; j++) {P[i][j] = "error";}}P[0][0] = "->TE'";P[0][3] = "->TE'";P[1][1] = "->+TE'";P[1][4] = "->ε";P[1][5] = "->ε";P[2][0] = "->FT'";P[2][3] = "->FT'";P[3][1] = "->ε";P[3][2] = "->*FT'";P[3][4] = "->ε";P[3][5] = "->ε";P[4][0] = "->i";P[4][3] = "->(E)";// 打印出预测分析表System.out.println(" 已构建好的预测分析表");System.out.println("----------------------------------------------------------------------");for (int i=0; i<6; i++) {System.out.print(" "+Vt[i]);}System.out.println();System.out.println("----------------------------------------------------------------------");for (int i=0; i<5; i++) {System.out.print(" "+Vn[i]+" ");for (int j=0; j<6; j++) {int l = 0;if (j>0) {l = 10-P[i][j-1].length();}for (int k=0; k<l; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(P[i][j]+" ");}System.out.println();}System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); }public void setInputString(String input) {inputString = input;}public boolean judge() {String inputChar = inputString.substring(0, 1); // 当前输入字符boolean flage = false;if (count1 >= 0) {for (int i=0; i<6; i++) {if (fenxi[count1].equals(Vt[i])) { // 判断分析栈栈顶的字符是否为终结符flage = true;break;}}}if (flage) {// 为终结符时if (fenxi[count1].equals(inputChar)) {if (fenxi[count1].equals("#")&&inputString.length()==1) { // 栈顶符号为结束标志时// System.out.println("最后一个");String fenxizhan = "";for (int i=0; i<=P.length; i++) { // 拿到分析栈里的全部内容(滤去null)if (fenxi[i] == null) {break;} else {fenxizhan = fenxizhan + fenxi[i];}}// 输出当前分析栈情况,输入字符串,所用产生式或匹配System.out.print(" " + count);String countToString = Integer.toString(count);int farWay = 14 - countToString.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(fenxizhan);farWay = 20 - fenxizhan.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(inputString);farWay = 25 - inputString.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.println("接受");flag = true;return true;} else {// 分析栈栈顶符号不为结束标志符号时String fenxizhan = "";for (int i=0; i<=P.length; i++) { // 拿到分析栈里的全部内容(滤去null)if (fenxi[i] == null) {break;} else {fenxizhan = fenxizhan + fenxi[i];}}// 输出当前分析栈情况,输入字符串,所用产生式或匹配System.out.print(" "+count);String countToString = Integer.toString(count);int farWay = 14 - countToString.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(fenxizhan);farWay = 20 - fenxizhan.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(inputString);farWay = 25 - inputString.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.println("\"" + inputChar + "\"" + "匹配");// 将栈顶符号出栈,栈顶指针减一fenxi[count1] = null;count1 -= 1;if (inputString.length() > 1) { // 当当前输入字符串的长度大于1时,将当前输入字符从输入字符串中除去inputString = inputString.substring(1, inputString.length());} else { // 当前输入串长度为1时inputChar = inputString;}// System.out.println(" "+count+" "+fenxizhan+"// "+inputString +" "+P[count3][count2]);// System.out.println(count + inputChar + "匹配");count++;judge();}}else { // 判断与与输入符号是否一样为结束标志System.out.println(" 分析到第" + count + "步时出错!");flag = false;return false;}} else {// 非终结符时boolean fla = false;for (int i=0; i<6; i++) { // 查询当前输入符号位于终结符集的位置if (inputChar.equals(Vt[i])) {fla = true;count2 = i;break;}}if(!fla){System.out.println(" 分析到第" + count + "步时出错!");flag = false;return false;}for (int i=0; i<5; i++) { // 查询栈顶的符号位于非终结符集的位置if (fenxi[count1].equals(Vn[i])) {count3 = i;break;}}if (P[count3][count2] != "error") { // 栈顶的非终结符与输入的终结符存在产生式时String p = P[count3][count2];String s1 = p.substring(2, p.length()); // 获取对应的产生式if (s1.equals("ε")) { // 产生式推出“ε”时String fenxizhan = "";for (int i=0; i<=P.length; i++) {if (fenxi[i] == null) {break;} else {fenxizhan = fenxizhan + fenxi[i];}}// 输出当前分析栈情况,输入字符串,所用产生式或匹配System.out.print(" " + count);String countToString = Integer.toString(count);int farWay = 14 - countToString.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(fenxizhan);farWay = 20 - fenxizhan.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.print(inputString);farWay = 25 - inputString.length();for (int k=0; k<farWay; k++) {System.out.print(" ");}System.out.println(fenxi[count1] + P[count3][count2]);// 将栈顶符号出栈,栈顶指针指向下一个元素fenxi[count1] = null;count1 -= 1;count++;judge();} else { // 产生式不推出“ε”时int k = s1.length();String fenxizhan = "";for (int i=0; i<=P.length; i++) {if (fenxi[i] == null) {break;} else {fenxizhan = fenxizhan + fenxi[i];}}// 输出当前分析栈情况,输入字符串,所用产生式或匹配System.out.print(" "+count);String countToString = Integer.toString(count);int farWay = 14 - countToString.length();for (int o=0; o<farWay; o++) {System.out.print(" ");}System.out.print(fenxizhan);farWay = 20 - fenxizhan.length();for (int o=0; o<farWay; o++) {System.out.print(" ");}System.out.print(inputString);farWay = 25 - inputString.length();for (int o=0; o<farWay; o++) {System.out.print(" ");}System.out.println(fenxi[count1] + P[count3][count2]);for (int i=1; i<=k; i++) { // 将产生式右部的各个符号入栈String s2 = s1.substring(s1.length() - 1, s1.length());s1 = s1.substring(0, s1.length() - 1);if (s2.equals("'")) {s2 = s1.substring(s1.length() - 1, s1.length())+ s2;i++;s1 = s1.substring(0, s1.length() - 1);}fenxi[count1] = s2;if (i < k)count1++;// System.out.println("count1=" + count1);}// System.out.println(" "+count+" "+fenxizhan+"// "+inputString +" "+P[count3][count2]);count++;// System.out.println(count);judge();}} else {System.out.println(" 分析到第" + count + "步时出错!");flag = false;return false;}}return flag;}public static void main(String args[]) {LL l = new LL();l.setP();String input = "";boolean flag = true;while (flag) {try {InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader br = new BufferedReader(isr);System.out.println();System.out.print("请输入字符串(输入exit退出):");input = br.readLine();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}if(input.equals("exit")){flag = false;}else{l.setInputString(input);l.setCount(1, 1, 0, 0);l.setFenxi();System.out.println();System.out.println("分析过程");System.out.println("----------------------------------------------------------------------");System.out.println(" 步骤| 分析栈| 剩余输入串| 所用产生式");System.out.println("----------------------------------------------------------------------");boolean b = l.judge();System.out.println("----------------------------------------------------------------------");if(b){System.out.println("您输入的字符串"+input+"是该文发的一个句子");}else{System.out.println("您输入的字符串"+input+"有词法错误!");}}}}}。
工业大学实验报告课程编译原理实验名称实验二LL(1)分析法实验目的1.掌握LL(1)分析法的基本原理;2.掌握LL(1)分析表的构造法;3.掌握LL(1)驱动程序的构造法。
一.实验容及要求根据某一文法编制调试LL(1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行分析。
本次实验的目的主要是加深对预测分析LL(1)分析法的理解。
对下列文法,用LL(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:(1)E->TG(2)G->+TG(3)G->ε(4)T->FS(5)S->*FS(6)S->ε(7)F->(E)(8)F->i程序输入一以#结束的符号串(包括+*()i#),如:i+i*i#。
输出过程如下:步骤分析栈剩余输入串所用产生式1 E i+i*i# E->TG... ... ... ...二.实验过程及结果代码如下:#include<iostream>#include "edge.h"using namespace std;edge::edge(){cin>>left>>right;rlen=right.length();if(NODE.find(left)>NODE.length())NODE+=left;}string edge::getlf(){return left;}string edge::getrg(){return right;}string edge::getfirst(){return first;}string edge::getfollow(){return follow;}string edge::getselect(){return select;}string edge::getro(){string str;str+=right[0];return str;}int edge::getrlen(){return right.length();}void edge::newfirst(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(first.find(w[i])>first.length())first+=w[i];void edge::newfollow(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(follow.find(w[i])>follow.length()&&w[i]!='@')follow+=w[i];}void edge::newselect(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(select.find(w[i])>select.length()&&w[i]!='@')select+=w[i];}void edge::delfirst(){int i=first.find('@');first.erase(i,1);}int SUM;string NODE,ENODE;//计算firstvoid first(edge ni,edge *n,int x){int i,j;for(j=0;j<SUM;j++){if(ni.getlf()==n[j].getlf()){if(NODE.find(n[j].getro())<NODE.length()){for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getlf()==n[j].getro())first(n[i],n,x);}elsen[x].newfirst(n[j].getro());}}//计算followvoid follow(edge ni,edge *n,int x){int i,j,k,s;string str;for(i=0;i<ni.getrlen();i++){s=NODE.find(ni.getrg()[i]);if(s<NODE.length()&&s>-1) //是非终结符if(i<ni.getrlen()-1) //不在最右for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf().find(ni.getrg()[i])==0){if(NODE.find(ni.getrg()[i+1])<NODE.length()){for(k=0;k<SUM;k++)if(n[k].getlf().find(ni.getrg()[i+1])==0){n[j].newfollow(n[k].getfirst());if(n[k].getfirst().find("@")<n[k].getfirst().length())n[j].newfollow(ni.getfollow());}}else{str.erase();str+=ni.getrg()[i+1];n[j].newfollow(str);}}}}//计算selectvoid select(edge &ni,edge *n){int i,j;if(ENODE.find(ni.getro())<ENODE.length()){ni.newselect(ni.getro());if(ni.getro()=="@")ni.newselect(ni.getfollow());}elsefor(i=0;i<ni.getrlen();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(ni.getrg()[i]==n[j].getlf()[0]){ni.newselect(n[j].getfirst());if(n[j].getfirst().find('@')>n[j].getfirst().length())return;}}}//输出集合void out(string p){int i;if(p.length()==0)return;cout<<"{";for(i=0;i<p.length()-1;i++){cout<<p[i]<<",";}cout<<p[i]<<"}";}//连续输出符号void outfu(int a,string c){int i;for(i=0;i<a;i++)cout<<c;}//输出预测分析表void outgraph(edge *n,string (*yc)[50]){int i,j,k;bool flag;for(i=0;i<ENODE.length();i++){if(ENODE[i]!='@'){outfu(10," ");cout<<ENODE[i];}}outfu(10," ");cout<<"#"<<endl;int x;for(i=0;i<NODE.length();i++){outfu(4," ");cout<<NODE[i];outfu(5," ");for(k=0;k<ENODE.length();k++){flag=1;for(j=0;j<SUM;j++){if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){x=n[j].getselect().find(ENODE[k]);if(x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][k]=n[j].getrg();outfu(9-n[j].getrlen()," ");flag=0;}x=n[j].getselect().find('#');if(k==ENODE.length()-1&&x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][j]=n[j].getrg();}}}if(flag&&ENODE[k]!='@')outfu(11," ");}cout<<endl;}}//分析符号串int pipei(string &chuan,string &fenxi,string (*yc)[50],int &b) {char ch,a;int x,i,j,k;b++;cout<<endl<<" "<<b;if(b>9)outfu(8," ");elseoutfu(9," ");cout<<fenxi;outfu(26-chuan.length()-fenxi.length()," ");cout<<chuan;outfu(10," ");a=chuan[0];ch=fenxi[fenxi.length()-1];x=ENODE.find(ch);if(x<ENODE.length()&&x>-1){if(ch==a){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);chuan.erase(0,1);cout<<"'"<<a<<"'匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}else{if(ch=='#'){if(ch==a){cout<<"分析成功"<<endl;return 1;}elsereturn 0;}elseif(ch=='@'){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}else{i=NODE.find(ch);if(a=='#'){x=ENODE.find('@');if(x<ENODE.length()&&x>-1)j=ENODE.length()-1;elsej=ENODE.length();}elsej=ENODE.find(a);if(yc[i][j].length()){cout<<NODE[i]<<"->"<<yc[i][j];fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);for(k=yc[i][j].length()-1;k>-1;k--)if(yc[i][j][k]!='@')fenxi+=yc[i][j][k];if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}}}void main(){edge *n;string str,(*yc)[50];int i,j,k;bool flag=0;cout<<"请输入上下文无关文法的总规则数:"<<endl;cin>>SUM;cout<<"请输入具体规则(格式:左部右部,@为空):"<<endl;n=new edge[SUM];for(i=0;i<SUM;i++)for(j=0;j<n[i].getrlen();j++){str=n[i].getrg();if(NODE.find(str[j])>NODE.length()&&ENODE.find(str[j])>ENODE.length()) ENODE+=str[j];}//计算first集合for(i=0;i<SUM;i++){first(n[i],n,i);}//outfu(10,"~*~");cout<<endl;for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getfirst().find("@")<n[i].getfirst().length()){if(NODE.find(n[i].getro())<NODE.length()){for(k=1;k<n[i].getrlen();k++){if(NODE.find(n[i].getrg()[k])<NODE.length()){for(j=0;j<SUM;j++){if(n[i].getrg()[k]==n[j].getlf()[0]){n[i].newfirst(n[j].getfirst());break;}}if(n[j].getfirst().find("@")>n[j].getfirst().length()){n[i].delfirst();break;}}}}}//计算follow集合for(k=0;k<SUM;k++){for(i=0;i<SUM;i++){if(n[i].getlf()==n[0].getlf())n[i].newfollow("#");follow(n[i],n,i);}for(i=0;i<SUM;i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getrg().find(n[i].getlf())==n[j].getrlen()-1)n[i].newfollow(n[j].getfollow());}}//计算select集合for(i=0;i<SUM;i++){select(n[i],n);}for(i=0;i<NODE.length();i++){str.erase();for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf()[0]==NODE[i]){if(!str.length())str=n[j].getselect();else{for(k=0;k<n[j].getselect().length();k++)if(str.find(n[j].getselect()[k])<str.length()){flag=1;break;}}}}//输出cout<<endl<<"非终结符";outfu(SUM," ");cout<<"First";outfu(SUM," ");cout<<"Follow"<<endl;outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl;for(i=0;i<NODE.length();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){outfu(3," ");cout<<NODE[i];outfu(SUM+4," ");out(n[j].getfirst());outfu(SUM+4-2*n[j].getfirst().length()," ");out(n[j].getfollow());cout<<endl;break;}}outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl<<"判定结论:";if(flag){cout<<"该文法不是LL(1)文法!"<<endl;return;}else{cout<<"该文法是LL(1)文法!"<<endl;}//输出预测分析表cout<<endl<<"预测分析表如下:"<<endl;yc=new string[NODE.length()][50];outgraph(n,yc);string chuan,fenxi,fchuan;cout<<endl<<"请输入符号串:";cin>>chuan;fchuan=chuan;fenxi="#";fenxi+=NODE[0];i=0;cout<<endl<<"预测分析过程如下:"<<endl;cout<<"步骤";outfu(7," ");cout<<"分析栈";outfu(10," ");cout<<"剩余输入串";outfu(8," ");cout<<"推导所用产生式或匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,i))cout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"是该文法的句子!"<<endl;elsecout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"不是该文法的句子!"<<endl;}截屏如下:三.实验中的问题及心得这次实验让我更加熟悉了LL(1)的工作流程以及LL(1)分析表的构造法。
集美大学计算机工程学院实验报告课程名称:编译原理指导教师:付永钢实验成绩:实验编号:实验三实验名称:LL(1)语法分析器的构造班级:计算14姓名:学号上机实践日期:2017.6上机实践时间:6学时一、实验目的1、掌握LL(1)分析法的基本原理;2、掌握LL(1)分析表的构造方法;3、掌握LL(1)驱动程序的构造方法。
二、实验环境Ubuntu三、实验原理1、对文法要求LL(1)分析法属于自顶向下分析方法,因此需要预测匹配的产生式。
即在LL(1)分析法中,每当在符号栈的栈顶出现非终结符时,要预测用哪个产生式的右部去替换该非终结符。
LL(1)分析方法要求文法满足如下条件:对于任一非终结符A,其任意两个产生式A→α,A→β,都要满足下面条件:First(A→α)∩First(A→β)=∅2、分析表构造LL(1)分析表的作用是对当前非终结符和输入符号确定应该选择用哪个产生式进行推导。
它的行对应文法的非终结符,列对应终结符,表中的值有两种:一是产生式的编号,一是错误编号。
若用T表示LL(1)分析表,则T可表示如下:T: V N×V T→P∪{Error}T(A, t) = A→α,当t∈First(A→α)T(A, t) = Error,否则其中P表示所有产生式的集合。
显然,一个文法G是LL(1)文法,当且仅当T的元素包含唯一的一个产生式或Error。
3、驱动程序构造LL(1)分析主要包括以下四个动作,其中X为符号栈栈顶元素,a为输入流当前字符。
●替换:当X∈V N时选相应产生式的右部β去替换X。
●匹配:当X∈V T时它与a进行匹配,其结果可能成功,也可能失败,如果成功则符号栈中将X退栈并将输入流指针向前移动一位,否则报错。
●成功:当格局为(空,空)时报告分析成功。
●报错:出错后,停止分析。
四、实验内容已知文法G[E]:E→E+T|TT→T*F|FF→(E)|i说明:终结符号i为用户定义的简单变量, 即标识符的定义。
实验五LL(1) 分析法一、实验目的:一、实验目的:根据某一文法编制调试LL (1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行)分析程序,以便对任意输入的符号串进行析。
本次实验的目主要是加深对预测分析。
本次实验的目主要是加深对预测分LL (1)分析法的理解。
)分析法的理解。
(所需学时:4学时)二、实验二、实验原理1、LL (1)分析法的功能)分析法的功能LL (1)分析法的功能是利用)分析法的功能是利用)分析法的功能是利用LL (1)控制程序根据显示栈顶内容、向前)控制程序根据显示栈顶内容、向前)控制程序根据显示栈顶内容、向前)控制程序根据显示栈顶内容、向前看符号以及LL (1)分析表,对输入符号串自上而下的过程。
)分析表,对输入符号串自上而下的过程。
2、LL (1)分析法的前提)分析法的前提改造文法:消除二义性、左递归提取因子,判断是否为改造文法:消除二义性、左递归提取因子,判断是否为改造文法:消除二义性、左递归提取因子,判断是否为改造文法:消除二义性、左递归提取因子,判断是否为改造文法:消除二义性、左递归提取因子,判断是否为LL (1)文法,3、LL (1)分析法实验设计思想及算)分析法实验设计思想及算X∈VN‘#’‘ S’ 进栈,当前输入符送进栈,当前输入符送进栈,当前输入符送进栈,当前输入符送a栈顶符号放入栈顶符号放入X若产生式为若产生式为X X1X2…X n按逆序即Xn…X 2X1入栈出错X=’ X=’ X=’ #’X∈VTX=aX=aM[X,a] M[X,a]M[X,a] M[X,a]是产生式吗是产生式吗出错X=a读入下一个符号读入下一个符号结束是是是是否否否否否是三、实验要求对文法G(E) 如下,用LL(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:E→E+T│TT→T*F│FF→(E)│i消除文法左递归,改写为:E →TE'E' →+TE' | εT →FT'T' →*FT' | εF →( E ) | i(1)计算每个语法单位的first 和follow 集合;(2)构造预测分析表;(3)写出分析程序。
青岛科技大学LL(1)分析编译原理实验报告学生班级__________________________学生学号__________________________学生姓名________________________________年 ___月 ___日一、实验目的LL(1)分析法的基本思想是:自项向下分析时从左向右扫描输入串,分析过程中将采用最左推导,并且只需向右看一个符号就可决定如何推导。
通过对给定的文法构造预测分析表和实现某个符号串的分析,掌握LL(1)分析法的基本思想和实现过程。
二、实验要求设计一个给定的LL(1)分析表,输入一个句子,能根据LL(1)分析表输出与句子相应的语法数。
能对语法数生成过程进行模拟。
三、实验内容(1)给定表达式文法为:G(E’): E’→#E# E→E+T | T T→T*F |F F→(E)|i(2)分析的句子为:(i+i)*i四、模块流程五、程序代码#include<iostream>#include<stdio.h>#include <string>#include <stack>using namespace std;char Vt[]={'i','+','*','(',')','#'}; /*终结符*/char Vn[]={'E','e','T','t','F'}; /*非终结符*/ int LENVt=sizeof(Vt);void showstack(stack <char> st) //从栈底开始显示栈中的内容{int i,j;char ch[100];j=st.size();for(i=0;i<j;i++){ch[i]=st.top();st.pop();}for(i=j-1;i>=0;i--){cout<<ch[i];st.push(ch[i]);}}int find(char c,char array[],int n) //查找函数,返回布尔值{int i;int flag=0;for(i=0;i<n;i++){if(c==array[i])flag=1;}return flag;}int location(char c,char array[]) //定位函数,指出字符所在位置,即将字母转换为数组下标值{int i;for(i=0;c!=array[i];i++);return i;}void error(){cout<<" 出错!"<<endl;}void analyse(char Vn[],char Vt[],string M[5][6],string str){int i,j,p,q,h,flag=1;char a,X;stack <char> st; //定义堆栈st.push('#');st.push(Vn[0]); //#与识别符号入栈j=0; //j指向输入串的指针h=1;a=str[j];cout<<"步骤"<<"分析栈"<<"剩余输入串"<<" 所用产生式"<<endl;while(flag==1){cout<<h<<" "; //显示步骤h++;showstack(st); //显示分析栈中内容cout<<" ";for(i=j;i<str.size();i++) cout<<str[i]; //显示剩余字符串X=st.top(); //取栈顶符号放入X if(find(X,Vt,LENVt)==1) //X是终结符if(X==a) //分析栈的栈顶元素和剩余输入串的第一个元素相比较if (X!='#'){cout<<" "<<X<<"匹配"<<endl;st.pop();a=str[++j]; //读入输入串的下一字符}else{ cout<<" "<<"acc!"<<endl<<endl; flag=0;}else{error();break;}else{p=location(X,Vn); //实现下标的转换(非终结符转换为行下标)q=location(a,Vt); //实现下标的转换(终结符转换为列下标)string S1("NULL"),S2("null");if(M[p][q]==S1 || M[p][q]==S2) //查找二维数组中的产生式{error();break;} //对应项为空,则出错else{string str0=M[p][q];cout<<" "<<X<<"-->"<<str0<<endl; //显示对应的产生式st.pop();if(str0!="$") //$代表"空"字符for(i=str0.size()-1;i>=0;i--) st.push(str0[i]);//产生式右端逆序进栈}}}}main(){string M[5][6]={"Te" ,"NULL","NULL","Te", "NULL","NULL","NULL","+Te" ,"NULL","NULL","$", "$","Ft", "NULL","NULL","Ft", "NULL","NULL","NULL","$", "*Ft", "NULL","$", "$","i", "NULL","NULL","(E)", "NULL","NULL"}; //预测分析表j string str;int errflag,i;cout<<"文法:E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i"<<endl;cout<<"请输入分析串(以#结束):"<<endl;do{ errflag=0;cin>>str;for(i=0;i<str.size();i++)if(!find(str[i],Vt,LENVt)){ cout<<"输入串中包含有非终结符"<<str[i]<<"(输入错误)!"<<endl;errflag=1;}} while(errflag==1); //判断输入串的合法性analyse(Vn, Vt, M,str);return 0;}六、实验结果七、实验总结。
《编译原理》设计性实验一:LL(1)预测分析实验目的:掌握First集和Follow集生成的算法,LL(1)预测分析表的构造及分析。
实验要求:在6学时内完成整个内容,要求以表格或图形的方式实现。
实验内容:分为如下3个部分完成:1.1 First集和Follow集生成【问题描述】给定一个上下文无关文法,根据算法设计一个程序,生成文法中每个非终结符的First集和Follow集并能进行算法动态模拟。
【算法描述】求某一非终结符A的首终结符集First(A)的算法为:•若有产生式A->aα,a∈VT,把a加到First(A)中;•若有产生式A->ε, 把ε加到First(A)中;•若有产生式A->Xα,X∈VN,把First(X)中非ε元素加到First(A)中;•若有产生式A->X1X2X3...Xkα,其中X1X2...Xk∈VN。
则–当X1X2X3...Xi =>ε(1≤i≤k)时,把First(Xi+1...Xkα)的所有非ε元素加到 First(A)中;–当 X1X2X3...Xk=>ε时,则把First(α)加入First(A)中。
•重复执行上述过程,直到First(A)不再增大【基本要求】动态模拟算法的基本功能是:(1) 输入一个文法G;(2) 输出由文法G构造First集的算法;(3) 输出First集;(4) 输出由文法G构造Follow集的算法;(5) 输出Follow集。
【测试数据】输入文法:E->TE’E’->+TE’|εT->FT’T’->*FT’|εF->(E)|i得到的First集为:First(E) = First(T)=First(F)={ ( ,i }First(E') = {+,ε}First(T) = { ( ,i }First(T') = {*,ε}First(F) = { ( ,i }Follow集为:follow(E) ={#,)}follow(E') = follow(E) = {#,)}follow(T) =follow(E')∪(first(E')-{ε}) ={#,),+}follow(T') =follow(T) ={#,),+}follow(F) =(first(T')-{ε})∪follow(T) ={*,#,),+}【输出效果】【实现提示】用文本存放多行文法产生式,用LIST控件显示算法,用List Control控件以报表形式依据算法填充First和Follow集中的数组的值,并实现算法与生成过程的关联。
编译原理实验报告—LL(1)分析法程序班级:小组人员:实验2.2 LL(1)分析法一、实验目的:1.根据某一文法编制调试LL(1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行分析。
2.本次实验的目的主要是加深对预测分析LL(1)分析法的理解。
二、实验平台Windows + VC++6.0程序:“3-LL1.cpp”三、实验内容1.对下列文法,用LL(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:(1)E→TG(2)G→+TG|-TG(3)G→ε(4)T→FS(5)S→*FS|/FS(6)S→ε(7)F→(E)(8)F→i程序功能:输入:一个以# 结束的符号串(包括+ - * /()i # ):例如:i+i*i-i/i#输出: 经完善程序目前能对所有输入串进行正确的分析.算法思想:栈用于存放文法符号,分析开始时,栈底先放一个‘#’,然后,放进文法开始符号。
同时,假定输入串之后也总有一个‘#’,标志输入串结束。
现设置一个文法分析表(见表1),矩阵M[A,a]中存放着一条关于A的产生式,指出当A面临符号a时所采用的侯选。
对任何(X,a)其中X为栈顶符号,程序每次都执行下述动作之一:✧如果X=a=‘#’,则输出分析成功,停止分析过程;✧如果X=a且不等于‘#’,则把X从栈顶逐出,让a指向下一个输入符号;✧如果X是一个非终结符,则查看分析表M.若M[A,a]中存放着关于X的一个产生式,那么首先把X从栈顶逐出,然后,把产生式的右部符号串按反序一一推进栈内,若右部符号为ε,则就什么都不进栈。
把产生式推进栈内的同时应做这个产生式相应的语义动作,例如字符i匹配成功,字符出错,相应的产生式等。
输出如下:输出每一步骤分析栈和剩余串的变化情况, 及每一步所用的产生式都明确显示出来。
运行步骤:首先在相同的路径下建一文本文档例如11.txt,将表达式写入文档内如i+i*i-i/i#;运行程序,显示界面如下,输入相应的文件名字,(输入输出文件名是自行定义)打开pp.txt文件,文法分析结果如下:错误提示:1>.输入i++i*i#,结果如下存在的问题:现在只能是遇到错误就停止,而没能实现同步符号ll(1)分析。
编译原理程序设计实验报告——表达式语法分析器的设计实现班级:计算机1306班姓名:王利达学号:20133959 实验目标:使用LL(1)分析法构造表达式语法分析器程序,判别算术表达式,给出判别结果。
实验内容:一、概要设计1.算术表达式文法:E→ T | Eω0TT→ F | Tω1FF→ i | ( E )其中ω0:+ -ω1:* /i:数字或常数文法变换:E → T MM →ω0 T M |εT → F | NN →ω1 F N |εF → i | ( E )其中ω0:+ -ω1:* /i:数字或常数2.LL(1)分析表表1.LL(1)分析表i + - * / ( ) #E MT,p MT,pM MT,n MT,n ε,p ε,pT NF,p NF,pN NF,n NF,n ε,p ε,pF ε,n )E,n) ε,n# OK二、数据结构1.输入表达式定义char型数组expstr为存放输入表达式的数组,char expstr[100];2.分析栈定义一个栈来进行LL(1)分析。
栈中有bottom、top、stacksize 等元素,用于程序调用栈和对栈操作。
typedef struct //定义语法的栈{SElemType *bottom;//底SElemType *top;//顶int stacksize;}SqStack;(包括:概要设计、数据结构、流程图、关键函数等有选择填写)源程序代码:(加入注释)#include<iostream>#include<stdio.h>#include<cstdlib>using namespace std;#define STACKSIZE 30 //栈大小#define STACKINCREMENT 10 //栈增量#define OK 1#define Error 0#define OVERFLOW -1typedef char SElemType;typedef int Status;int i=0;int count1=0;int count2=0; //计数终结符的个数char expstr[100];typedef struct //定义语法的栈{SElemType *bottom;//底SElemType *top;//顶int stacksize;}SqStack;Status InitStack(SqStack &S) //初始化栈{S.bottom=(SElemType*)malloc(STACKSIZE*sizeof(SElemType));if(!S.bottom)exit(OVERFLOW);S.top=S.bottom;S.stacksize=STACKSIZE;return OK;}Status PUSH(SqStack &S,SElemType e){if(S.top-S.bottom>=S.stacksize){S.bottom=(SElemType*)realloc(S.bottom,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType ));if(!S.bottom)exit(OVERFLOW);S.top=S.bottom+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*(S.top)=e;(S.top)++;return OK;}Status POP(SqStack &S,SElemType &e){if(S.top==S.bottom)return Error;S.top--;e=*(S.top);return OK;}void wrong()//调用此函数,表示出错{cout<<"Wrong!"<<endl;getchar();exit(0);}bool ch_judge(char s[],int n) //字符是否合法{if((s[n]=='(')||(s[n]==')')||(s[n]>='0'&&s[n]<='9')||(s[n]>='a'&&s[n]<='z')||(s[n]=='+')||(s[n]=='-')||(s[ n]=='*')||(s[n]=='/')||(s[n]=='#'))return 1;elsereturn 0;}bool ter_judge(char c) //终结符集合与非终结符集合{if((c=='(')||(c==')')||(c>='0'&&c<='9')||(c>='a'&&c<='z')||(c=='+')||(c=='-')||(c=='*')||(c=='/')) return 1; //终结符返回1else //if(c=='E'||c=='E1'||c=='T'||c=='T1'||c=='F')return 0; //非终结符或#,返回0}bool num_letter(char s[],int i) //判断当前字符是数字还是字母{if((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z')){i++;while((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z')){i++;count1++;}while(count1!=0){i--;count1--;}i--;return 1; //是字母或数字返回1}elsereturn 0; //不是字母或数字返回0}void LL1(SqStack &S,char s[],int i)//LL1文法分析函数{SElemType e;PUSH(S,'#');PUSH(S,'E');while(s[i]!='#'){if(ch_judge(s,i)){POP(S,e);if(!(ter_judge(e))) //是非终结符{if(e=='#'&&s[i]=='#')break; //表达式正确else if(e=='#'&&s[i]!='#')wrong();else if(e!='#') //分析表匹配{switch(e){case 'E':if(num_letter(s,i)||s[i]=='('){e='M'; // E' MPUSH(S,e);e='T';PUSH(S,e);break;}elsewrong();case 'M':if(s[i]=='+'||s[i]=='-'){e='M';PUSH(S,e);e='T';PUSH(S,e);e=s[i];PUSH(S,e);break;}else if(s[i]==')'||s[i]=='#'){break;}elsewrong();case 'T':if(num_letter(s,i)||s[i]=='('){e='N'; //T' NPUSH(S,e);e='F';PUSH(S,e);break;}elsewrong();case 'N':if(s[i]=='+'||s[i]=='-'||s[i]==')'||s[i]=='#'){break;}else if(s[i]=='*'||s[i]=='/'){e='N';PUSH(S,e);e='F';PUSH(S,e);e=s[i];PUSH(S,e);break;}elsewrong();case 'F':if(num_letter(s,i)){while((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z')) //将连续的终结符压栈{e=s[i];PUSH(S,e);i++;count2++; //给连续终结符计数}i--; //使s[i]为连续终结符即一个整数的最后一字break;}else if(s[i]=='('){e=')';PUSH(S,e);e='E';PUSH(S,e);e='(';PUSH(S,e);break;}elsewrong();default:wrong();}}}else{if((s[i]>='0'&&s[i]<='9')||(s[i]>='a'&&s[i]<='z'))//如果是数字或字母则依次计数{while(ter_judge(e)){if(e==s[i]){i--;POP(S,e);}elsewrong();}while(count2!=0){i++;count2--;}PUSH(S,e);i++;}else //如果是+-*/则直接比较{if(e==s[i])i++;elsewrong();}}}elsewrong();}}int main(){SqStack S;InitStack(S);cout<<"LL(1)\nPlease enter the expression and end with the \"#\":"<<endl;cin>>expstr;LL1(S,expstr,i);cout<<"Right! "<<endl;getchar();return 0;}程序运行结果:(截屏)图1.正确的算术表达式(((a+b)*(c/B)))的判断图2.错误的算术表达式a/b++的判断思考问题回答:(如果有)LL(1)分析法和递归下降子程序法在语法分析中同属于自顶向下分析法,LL(1)分析法相对于递归下降子程序法的优势是:LL(1)分析法消除了文法的左递归性,而且克服了回溯,使程序运行的效率大大提升。
实验二LL(1) 分析法一、实验目的通过完成预测分析法的语法分析程序,了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。
使学生了解语法分析的功能,掌握语法分析程序设计的原理和构造方法,训练学生掌握开发应用程序的基本方法。
有利于提高学生的专业素质,为培养适应社会多方面需要的能力。
二、实验内容及设计原理所谓LL (1)分析法,就是指从左到右扫描输入串(源程序) ,同时采用最左推导,且对每次直接推导只需向前看一个输入符号,便可确定当前所应当选择的规则。
实现LL (1)分析的程序又称为LL (1)分析程序或LL1 (1)分析器。
我们知道一个文法要能进行LL( 1 )分析,那么这个文法应该满足:无二义性,无左递归,无左公因子。
当文法满足条件后,再分别构造文法每个非终结符的FIRST 和FOLLOW 集合,然后根据FIRST 和FOLLOW 集合构造LL(1 ) 分析表,最后利用分析表,根据LL(1) 语法分析构造一个分析器。
LL (1 )的语法分析程序包含了三个部分,总控程序,预测分析表函数,先进先出的语法分析栈,本程序也是采用了同样的方法进行语法分析,该程序是采用了C++ 语言来编写,其逻辑结构图如下:LL (1 )预测分析程序的总控程序在任何时候都是按STACK栈顶符号X和当前的输入符号a做哪种过程的。
对于任何(X,a),总控程序每次都执行下述三种可能的动作之一:(1)若X = a = ‘ #',则宣布分析成功,停止分析过程。
(2)若X = a ‘ #',则把<从STACK栈顶弹出,让a指向下一个输入符号。
(3)若X是一个非终结符,则查看预测分析表M。
若M[A , a]中存放着关于X 的一个产生式,那么,首先把X 弹出STACK 栈顶,然后,把产生式的右部符号串按反序一一弹出STACK栈(若右部符号为£,则不推什么东西进STACK栈)。
若M[A ,a]中存放着“出错标志”,则调用出错诊断程序ERROR。
ll 1 语法分析实验报告语法分析实验报告一、引言语法分析是编译器中的重要步骤之一,它负责将输入的源代码转化为语法树或抽象语法树,以便后续的语义分析和代码生成。
本实验旨在通过实现一个简单的LL(1)语法分析器,加深对语法分析原理和算法的理解。
二、实验目的1. 理解LL(1)语法分析的原理和算法;2. 掌握使用LL(1)文法描述语言的方法;3. 实现一个简单的LL(1)语法分析器。
三、实验环境本实验使用C++编程语言,开发环境为Visual Studio。
四、实验步骤1. 设计LL(1)文法在开始实现LL(1)语法分析器之前,我们需要先设计一个LL(1)文法。
LL(1)文法是一种满足LL(1)分析表构造要求的文法,它能够保证在语法分析过程中不会出现二义性或回溯。
通过仔细分析待分析的语言的语法规则,我们可以设计出相应的LL(1)文法。
2. 构造LL(1)分析表根据设计的LL(1)文法,我们可以构造出对应的LL(1)分析表。
LL(1)分析表是一个二维表格,其中的行表示文法的非终结符,列表示文法的终结符。
表格中的每个元素表示在某个非终结符和终结符的组合下,应该进行的语法分析动作。
3. 实现LL(1)语法分析器基于构造的LL(1)分析表,我们可以开始实现LL(1)语法分析器。
分析器的主要工作是根据输入的源代码和LL(1)分析表进行分析,并输出语法树或抽象语法树。
五、实验结果与分析经过实验,我们成功实现了一个简单的LL(1)语法分析器,并对一些简单的语言进行了分析。
实验结果表明,我们设计的LL(1)文法和LL(1)分析表能够正确地进行语法分析,没有出现二义性或回溯。
六、实验总结通过本次实验,我们深入学习了LL(1)语法分析的原理和算法,并通过实现一个简单的LL(1)语法分析器加深了对其的理解。
实验过程中,我们发现LL(1)文法的设计和LL(1)分析表的构造是实现LL(1)语法分析器的关键。
同时,我们也意识到LL(1)语法分析器在处理复杂的语言时可能会面临一些困难,需要进一步的研究和优化。
河南工业大学实验报告课程编译原理实验名称实验二 LL(1)分析法实验目的1.掌握LL(1)分析法的基本原理;2.掌握LL(1)分析表的构造方法;3.掌握LL(1)驱动程序的构造方法。
一.实验内容及要求根据某一文法编制调试LL(1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行分析。
本次实验的目的主要是加深对预测分析LL(1)分析法的理解。
对下列文法,用LL(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:(1)E->TG(2)G->+TG(3)G->ε(4)T->FS(5)S->*FS(6)S->ε(7)F->(E)(8)F->i程序输入一以#结束的符号串(包括+*()i#),如:i+i*i#。
输出过程如下:步骤分析栈剩余输入串所用产生式1 E i+i*i# E->TG... ... ... ...二.实验过程及结果代码如下:#include<iostream>#include "edge.h"using namespace std;edge::edge(){cin>>left>>right;rlen=right.length();if(NODE.find(left)>NODE.length())NODE+=left;}string edge::getlf(){return left;}string edge::getrg(){return right;}string edge::getfirst(){return first;}string edge::getfollow(){return follow;}string edge::getselect(){return select;}string edge::getro(){string str;str+=right[0];return str;}int edge::getrlen(){return right.length();}void edge::newfirst(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(first.find(w[i])>first.length())first+=w[i];}void edge::newfollow(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(follow.find(w[i])>follow.length()&&w[i]!='@')follow+=w[i];}void edge::newselect(string w){int i;for(i=0;i<w.length();i++)if(select.find(w[i])>select.length()&&w[i]!='@')select+=w[i];}void edge::delfirst(){int i=first.find('@');first.erase(i,1);}int SUM;string NODE,ENODE;//计算firstvoid first(edge ni,edge *n,int x){int i,j;for(j=0;j<SUM;j++){if(ni.getlf()==n[j].getlf()){if(NODE.find(n[j].getro())<NODE.length()){for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getlf()==n[j].getro())first(n[i],n,x);}elsen[x].newfirst(n[j].getro());}}}//计算followvoid follow(edge ni,edge *n,int x){int i,j,k,s;string str;for(i=0;i<ni.getrlen();i++){s=NODE.find(ni.getrg()[i]);if(s<NODE.length()&&s>-1) //是非终结符if(i<ni.getrlen()-1) //不在最右for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf().find(ni.getrg()[i])==0){if(NODE.find(ni.getrg()[i+1])<NODE.length()){for(k=0;k<SUM;k++)if(n[k].getlf().find(ni.getrg()[i+1])==0){n[j].newfollow(n[k].getfirst());if(n[k].getfirst().find("@")<n[k].getfirst().length())n[j].newfollow(ni.getfollow());}}else{str.erase();str+=ni.getrg()[i+1];n[j].newfollow(str);}}}}//计算selectvoid select(edge &ni,edge *n){int i,j;if(ENODE.find(ni.getro())<ENODE.length()){ni.newselect(ni.getro());if(ni.getro()=="@")ni.newselect(ni.getfollow());}for(i=0;i<ni.getrlen();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(ni.getrg()[i]==n[j].getlf()[0]){ni.newselect(n[j].getfirst());if(n[j].getfirst().find('@')>n[j].getfirst().length())return;}}}//输出集合void out(string p){int i;if(p.length()==0)return;cout<<"{";for(i=0;i<p.length()-1;i++){cout<<p[i]<<",";}cout<<p[i]<<"}";}//连续输出符号void outfu(int a,string c){int i;for(i=0;i<a;i++)cout<<c;}//输出预测分析表void outgraph(edge *n,string (*yc)[50]){int i,j,k;bool flag;for(i=0;i<ENODE.length();i++){if(ENODE[i]!='@')outfu(10," ");cout<<ENODE[i];}}outfu(10," ");cout<<"#"<<endl;int x;for(i=0;i<NODE.length();i++){outfu(4," ");cout<<NODE[i];outfu(5," ");for(k=0;k<ENODE.length();k++){flag=1;for(j=0;j<SUM;j++){if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){x=n[j].getselect().find(ENODE[k]);if(x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][k]=n[j].getrg();outfu(9-n[j].getrlen()," ");flag=0;}x=n[j].getselect().find('#');if(k==ENODE.length()-1&&x<n[j].getselect().length()&&x>-1){cout<<"->"<<n[j].getrg();yc[i][j]=n[j].getrg();}}}if(flag&&ENODE[k]!='@')outfu(11," ");}cout<<endl;}}//分析符号串int pipei(string &chuan,string &fenxi,string (*yc)[50],int &b) {char ch,a;int x,i,j,k;b++;cout<<endl<<" "<<b;if(b>9)outfu(8," ");elseoutfu(9," ");cout<<fenxi;outfu(26-chuan.length()-fenxi.length()," ");cout<<chuan;outfu(10," ");a=chuan[0];ch=fenxi[fenxi.length()-1];x=ENODE.find(ch);if(x<ENODE.length()&&x>-1){if(ch==a){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);chuan.erase(0,1);cout<<"'"<<a<<"'匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}else{if(ch=='#'){if(ch==a){cout<<"分析成功"<<endl;return 1;}elsereturn 0;}elseif(ch=='@'){fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}else{i=NODE.find(ch);if(a=='#'){x=ENODE.find('@');if(x<ENODE.length()&&x>-1)j=ENODE.length()-1;elsej=ENODE.length();}elsej=ENODE.find(a);if(yc[i][j].length()){cout<<NODE[i]<<"->"<<yc[i][j];fenxi.erase(fenxi.length()-1,1);for(k=yc[i][j].length()-1;k>-1;k--)if(yc[i][j][k]!='@')fenxi+=yc[i][j][k];if(pipei(chuan,fenxi,yc,b))return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}}}void main(){edge *n;string str,(*yc)[50];int i,j,k;bool flag=0;cout<<"请输入上下文无关文法的总规则数:"<<endl;cin>>SUM;cout<<"请输入具体规则(格式:左部右部,@为空):"<<endl;n=new edge[SUM];for(i=0;i<SUM;i++)for(j=0;j<n[i].getrlen();j++){str=n[i].getrg();if(NODE.find(str[j])>NODE.length()&&ENODE.find(str[j])>ENODE.length()) ENODE+=str[j];}//计算first集合for(i=0;i<SUM;i++){first(n[i],n,i);}//outfu(10,"~*~");cout<<endl;for(i=0;i<SUM;i++)if(n[i].getfirst().find("@")<n[i].getfirst().length()){if(NODE.find(n[i].getro())<NODE.length()){for(k=1;k<n[i].getrlen();k++){if(NODE.find(n[i].getrg()[k])<NODE.length()){for(j=0;j<SUM;j++){if(n[i].getrg()[k]==n[j].getlf()[0]){n[i].newfirst(n[j].getfirst());break;}}if(n[j].getfirst().find("@")>n[j].getfirst().length()){n[i].delfirst();break;}}}}}//计算follow集合for(k=0;k<SUM;k++){for(i=0;i<SUM;i++){if(n[i].getlf()==n[0].getlf())n[i].newfollow("#");follow(n[i],n,i);}for(i=0;i<SUM;i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getrg().find(n[i].getlf())==n[j].getrlen()-1)n[i].newfollow(n[j].getfollow());}}//计算select集合for(i=0;i<SUM;i++){select(n[i],n);}for(i=0;i<NODE.length();i++){str.erase();for(j=0;j<SUM;j++)if(n[j].getlf()[0]==NODE[i]){if(!str.length())str=n[j].getselect();else{for(k=0;k<n[j].getselect().length();k++)if(str.find(n[j].getselect()[k])<str.length()){flag=1;break;}}}}//输出cout<<endl<<"非终结符";outfu(SUM," ");cout<<"First";outfu(SUM," ");cout<<"Follow"<<endl;outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl;for(i=0;i<NODE.length();i++){for(j=0;j<SUM;j++)if(NODE[i]==n[j].getlf()[0]){outfu(3," ");cout<<NODE[i];outfu(SUM+4," ");out(n[j].getfirst());outfu(SUM+4-2*n[j].getfirst().length()," ");out(n[j].getfollow());cout<<endl;break;}}outfu(5+SUM,"-*-");cout<<endl<<"判定结论:";if(flag){cout<<"该文法不是LL(1)文法!"<<endl;return;}else{cout<<"该文法是LL(1)文法!"<<endl;}//输出预测分析表cout<<endl<<"预测分析表如下:"<<endl;yc=new string[NODE.length()][50];outgraph(n,yc);string chuan,fenxi,fchuan;cout<<endl<<"请输入符号串:";cin>>chuan;fchuan=chuan;fenxi="#";fenxi+=NODE[0];i=0;cout<<endl<<"预测分析过程如下:"<<endl;cout<<"步骤";outfu(7," ");cout<<"分析栈";outfu(10," ");cout<<"剩余输入串";outfu(8," ");cout<<"推导所用产生式或匹配";if(pipei(chuan,fenxi,yc,i))cout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"是该文法的句子!"<<endl;elsecout<<endl<<"输入串"<<fchuan<<"不是该文法的句子!"<<endl;}截屏如下:三.实验中的问题及心得这次实验让我更加熟悉了LL(1)的工作流程以及LL(1)分析表的构造方法。