编译原理 语法分析器 (java完美运行版)
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编译原理语法分析器(java完美运行版)第一篇:编译原理语法分析器 (java完美运行版)实验二语法分析器一、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υ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。
υ构造预测分析表,并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分析程序。
υ分析法的功能是利用LL(1)控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号以及LL(1)分析表,对输入符号串自上而下的分析过程。
三、LL(1)分析法实验设计思想及算法υ模块结构:(1)定义部分:定义常量、变量、数据结构。
(2)初始化:设立LL(1)分析表、初始化变量空间(包括堆栈、结构体、数组、临时变量等);(3)控制部分:从键盘输入一个表达式符号串;(4)利用LL(1)分析算法进行表达式处理:根据LL(1)分析表对表达式符号串进行堆栈(或其他)操作,输出分析结果,如果遇到错误则显示错误信息。
四、实验要求1、编程时注意编程风格:空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。
2、如果遇到错误的表达式,应输出错误提示信息。
3、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 输出的格式如下:五、实验源程序LL1.java import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;import javax.swing.table.DefaultTableModel;import java.sql.*;import java.util.Vector;public class LL1 extends JFrame implements ActionListener { /****/private static final long serialVersionUID = 1L;JTextField tf1;JTextField tf2;JLabel l;JButton b0;JPanel p1,p2,p3;JTextArea t1,t2,t3;JButton b1,b2,b3;JLabel l0,l1,l2,l3,l4;JTable table;Statement sta;Connection conn;ResultSet rs;DefaultTableModel dtm;String Vn[]=null;Vector P=null;int firstComplete[]=null;//存储已判断过first的数据char first[][]=null;//存储最后first结果int followComplete[]=null;//存储已判断过follow的数据char follow[][]=null;//存储最后follow结果char select[][]=null;//存储最后select结果int LL=0;//标记是否为LL(1)String vt_tou[]=null;//储存VtObject shuju[][]=null;//存储表达式数据char yn_null[]=null;//存储能否推出空LL1(){ setLocation(100,0);setSize(700,780);tf1=new JTextField(13);tf2=new JTextField(13);l=new JLabel(“>>”);l0=new JLabel(“输入字符串:”);l1=new JLabel(“输入的文法”);l2=new JLabel(“ ”);l3=new JLabel(“分析的结”);l4=new JLabel(“预测分析”);//p1=new JPanel();p2=new JPanel();p3=new JPanel();t1=new JTextArea(24,20);t2=new JTextArea(1,30);t3=new JTextArea(24,40);b0=new JButton(“确定(S为开始)”);b1=new JButton(“ 判断文法”);为:果:表:b2=new JButton(“输入”);b3=new JButton(“清空”);table=new JTable();JScrollPane jp1=new JScrollPane(t1);JScrollPane jp2=new JScrollPane(t2);JScrollPane jp3=new JScrollPane(t3);p2.add(tf1);p2.add(l);p2.add(tf2);p2.add(b0);p2.add(b1);p2.add(l0);p2.add(l2);p2.add(jp2);p2. add(b2);p2.add(b3);p2.add(l1);p2.add(l3);p2.add(jp1);p2.add(jp3);p3.add(l4);p3.add(newJScrollPane(table));add(p2,“Center”);add(p3,“South”);b0.addActionListener(this);b1.addActionListener(this);b2.ad dActionListener(this);b3.addActionListener(this);setDefaultClose Operation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);table.setPreferredScrollable ViewportSize(new Dimension(660,200));setVisible(true);} public void actionPerformed(ActionEvent e){ if(e.getSource()==b0){ String a=tf1.getText();String b=tf2.getText();t1.append(a+'→'+b+'n');}if(e.getSource()==b1){ t3.setText(“");int Vnnum=0,k;Vn=new String[100];P=new Vector();String s[]=t1.getText().split(”n“);for(int i=0;ireturn;}if(s[i].charAt(0)<='Z'&&s[i].charAt(0)>='A'&&s[i].charAt(1)=='→'){ for(k=0;k=Vnnum){ Vn[Vnnum]=s[i].substring(0, 1);//存入Vn数据 Vnnum++;} P.add(s[i]);} else { t3.setText(”文法输入有误,请重新输入“);return;} } yn_null=new char[100];first=new char[Vnnum][100];int flag=0;String firstVn[]=null;firstComplete=new int[Vnnum];for(int i=0;Vn[i]!=null;i++)//依次求FIRST** { flag=0;firstVn=new String[20];if((flag=add_First(first[i],Vn[i],firstVn,flag))==-1)return;firstComplete[i]=1;} t3.append(”first集:“+”n“);//显示FIRST**for(inti=0;Vn[i]!=null;i++){ t3.append(”first(“+Vn[i]+”)={ “);for(int j=0;first[i][j]!='';j++){ t3.append(first[i][j]+” , “);} t3.append(”}“+”n“);}follow=new char[Vnnum][100];String followVn[]=null;followComplete=new int[Vnnum];for(int i=0;Vn[i]!=null;i++)//求FOLLOW** { flag=0;followVn=new String[20];if((flag=tianjiaFollow(follow[i],Vn[i],followVn,flag))==-1)return;followComplete[i]=1;} t3.append(”fol low集:“+”n“);//显示FOLLOW**for(inti=0;Vn[i]!=null;i++){ t3.append(”follow(“+Vn[i]+”)={ “);for(i nt j=0;follow[i][j]!='';j++){ t3.append(follow[i][j]+” , “);} t3.append(”}“+”n“);} select=new char[P.size()][100];for(int i=0;itianjiaSelect(select[i],(String)P.elementAt(i),flag);}t3.append(”select集:“+”n“);//显示SELECT**for(int i=0;ifor(int i=0;Vn[i]!=null;i++)//判断select交集是否为空{ intbiaozhi=0;char save[]=new char[100];for(int j=0;jif(t.substring(0,1).equals(Vn[i])){ for(k=0;select[j][k]!='';k++){ if(puanduanChar(save,select[j][k])){ save[biaozhi]=select[j][k];bia ozhi++;} else//当有交集时,不为LL(1)文法{ t3.append(”不是LL(1)文法!“+”n“);return;} } } } } char Vt[]=new char[100];int biaozhi=0;for(int i=0;i{ if(t.charAt(j)>'Z'||t.charAt(j)<'A'){ if(puanduanChar(Vt,t.cha rAt(j))){ Vt[biaozhi]=t.charAt(j);biaozhi++;} } } } if(puanduanChar(Vt,'#'))//若可推出空集,则将#加入Vt。
《编译原理词法分析器语法分析课程设计-《编译原理》课程设计院系信息科学与技术学院专业软件工程年级级学号 2723姓名林苾湲西南交通大学信息科学与技术学院12月目录课程设计1 词法分析器 (2)设计题目 (2)设计内容 (2)设计目的 (2)设计环境 (2)需求分析 (2)概要设计 (2)详细设计 (4)编程调试 (5)测试 (11)结束语 (13)课程设计2 赋值语句的解释程序设计 (14)设计题目 (14)设计内容 (14)设计目的 (14)设计环境 (14)需求分析 (15)概要设计 (16)详细设计 (16)编程调试 (24)测试 (24)结束语 (25)课程设计一词法分析器设计一、设计题目手工设计c语言的词法分析器(能够是c语言的子集)。
二、设计内容处理c语言源程序,过滤掉无用符号,判断源程序中单词的合法性,并分解出正确的单词,以二元组形式存放在文件中。
三、设计目的了解高级语言单词的分类,了解状态图以及如何表示并识别单词规则,掌握状态图到识别程序的编程。
四、设计环境该课程设计包括的硬件和软件条件如下:.硬件(1)Intel Core Duo CPU P8700(2)内存4G.软件(1)Window 7 32位操作系统(2)Microsoft Visual Studio c#开发平台.编程语言C#语言五、需求分析.源程序的预处理:源程序中,存在许多编辑用的符号,她们对程序逻辑功能无任何影响。
例如:回车,换行,多余空白符,注释行等。
在词法分析之前,首先要先剔除掉这些符号,使得词法分析更为简单。
.单词符号的识别并判断单词的合法性:将每个单词符号进行不同类别的划分。
单词符号能够划分成5中。
(1)标识符:用户自己定义的名字,常量名,变量名和过程名。
(2)常数:各种类型的常数。
(3) 保留字(关键字):如if、else、while、int、float 等。
(4) 运算符:如+、-、*、<、>、=等。
《LL(1)分析器的构造》实验报告一、实验名称LL(1)分析器的构造二、实验目的设计、编制、调试一个LL(1)语法分析器,利用语法分析器对符号串的识别,加深对语法分析原理的理解。
三、实验内容和要求设计并实现一个LL(1)语法分析器,实现对算术文法:G[E]:E->E+T|TT->T*F|FF->(E)|i所定义的符号串进行识别,例如符号串i+i*i为文法所定义的句子,符号串ii+++*i+不是文法所定义的句子。
实验要求:1、检测左递归,如果有则进行消除;2、求解FIRST集和FOLLOW集;3、构建LL(1)分析表;4、构建LL分析程序,对于用户输入的句子,能够利用所构造的分析程序进行分析,并显示出分析过程。
四、主要仪器设备硬件:微型计算机。
软件: Code blocks(也可以是其它集成开发环境)。
五、实验过程描述1、程序主要框架程序中编写了以下函数,各个函数实现的作用如下:void input_grammer(string *G);//输入文法Gvoid preprocess(string *G,string *P,string &U,string &u,int &n,int &t,int &k);//将文法G预处理得到产生式集合P,非终结符、终结符集合U、u,int eliminate_1(string *G,string *P,string U,string *GG);//消除文法G中所有直接左递归得到文法GGint* ifempty(string* P,string U,int k,int n);//判断各非终结符是否能推导为空string* FIRST_X(string* P,string U,string u,int* empty,int k,int n);求所有非终结符的FIRST集string FIRST(string U,string u,string* first,string s);//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集string** create_table(string *P,string U,string u,int n,int t,int k,string* first);//构造分析表void analyse(string **table,string U,string u,int t,string s);//分析符号串s2、编写的源程序#include<cstdio>#include<cstring>#include<iostream>using namespace std;void input_grammer(string *G)//输入文法G,n个非终结符{int i=0;//计数char ch='y';while(ch=='y'){cin>>G[i++];cout<<"继续输入?(y/n)\n";cin>>ch;}}void preprocess(string *G,string *P,string &U,string &u,int &n,int &t,int &k)//将文法G预处理产生式集合P,非终结符、终结符集合U、u,{int i,j,r,temp;//计数char C;//记录规则中()后的符号int flag;//检测到()n=t=k=0;for( i=0;i<50;i++) P[i]=" ";//字符串如果不初始化,在使用P[i][j]=a时将不能改变,可以用P[i].append(1,a)U=u=" ";//字符串如果不初始化,无法使用U[i]=a赋值,可以用U.append(1,a) for(n=0;!G[n].empty();n++){ U[n]=G[n][0];}//非终结符集合,n为非终结符个数for(i=0;i<n;i++){for(j=4;j<G[i].length();j++){if(U.find(G[i][j])==string::npos&&u.find(G[i][j])==string::npos)if(G[i][j]!='|'&&G[i][j]!='^')//if(G[i][j]!='('&&G[i][j]!=')'&&G[i][j]!='|'&&G[i][j]!='^')u[t++]=G[i][j];}}//终结符集合,t为终结符个数for(i=0;i<n;i++){flag=0;r=4;for(j=4;j<G[i].length();j++){P[k][0]=U[i];P[k][1]=':';P[k][2]=':';P[k][3]='=';/* if(G[i][j]=='('){ j++;flag=1;for(temp=j;G[i][temp]!=')';temp++);C=G[i][temp+1];//C记录()后跟的字符,将C添加到()中所有字符串后面}if(G[i][j]==')') {j++;flag=0;}*/if(G[i][j]=='|'){//if(flag==1) P[k][r++]=C;k++;j++;P[k][0]=U[i];P[k][1]=':';P[k][2]=':';P[k][3]='=';r=4;P[k][r++]=G[i][j];}else{P[k][r++]=G[i][j];}}k++;}//获得产生式集合P,k为产生式个数}int eliminate_1(string *G,string *P,string U,string *GG)//消除文法G1中所有直接左递归得到文法G2,要能够消除含有多个左递归的情况){string arfa,beta;//所有形如A::=Aα|β中的α、β连接起来形成的字符串arfa、betaint i,j,temp,m=0;//计数int flag=0;//flag=1表示文法有左递归int flagg=0;//flagg=1表示某条规则有左递归char C='A';//由于消除左递归新增的非终结符,从A开始增加,只要不在原来问法的非终结符中即可加入for(i=0;i<20&&U[i]!=' ';i++){ flagg=0;arfa=beta="";for(j=0;j<100&&P[j][0]!=' ';j++){if(P[j][0]==U[i]){if(P[j][4]==U[i])//产生式j有左递归{flagg=1;for(temp=5;P[j][temp]!=' ';temp++) arfa.append(1,P[j][temp]);if(P[j+1][4]==U[i]) arfa.append("|");//不止一个产生式含有左递归}else{for(temp=4;P[j][temp]!=' ';temp++) beta.append(1,P[j][temp]);if(P[j+1][0]==U[i]&&P[j+1][4]!=U[i]) beta.append("|");}}}if(flagg==0)//对于不含左递归的文法规则不重写{GG[m]=G[i]; m++;}else{flag=1;//文法存在左递归GG[m].append(1,U[i]);GG[m].append("::=");if(beta.find('|')!=string::npos) GG[m].append("("+beta+")");else GG[m].append(beta);while(U.find(C)!=string::npos){C++;}GG[m].append(1,C);m++;GG[m].append(1,C);GG[m].append("::=");if(arfa.find('|')!=string::npos) GG[m].append("("+arfa+")");else GG[m].append(arfa);GG[m].append(1,C);GG[m].append("|^");m++;C++;}//A::=Aα|β改写成A::=βA‘,A’=αA'|β,}return flag;}int* ifempty(string* P,string U,int k,int n){int* empty=new int [n];//指示非终结符能否推导到空串int i,j,r;for(r=0;r<n;r++) empty[r]=0;//默认所有非终结符都不能推导到空int flag=1;//1表示empty数组有修改int step=100;//假设一条规则最大推导步数为100步while(step--){for(i=0;i<k;i++){r=U.find(P[i][0]);if(P[i][4]=='^') empty[r]=1;//直接推导到空else{for(j=4;P[i][j]!=' ';j++){if(U.find(P[i][j])!=string::npos){if(empty[U.find(P[i][j])]==0) break;}else break;}if(P[i][j]==' ') empty[r]=1;//多步推导到空else flag=0;}}}return empty;}string* FIRST_X(string* P,string U,string u,int* empty,int k,int n){int i,j,r,s,tmp;string* first=new string[n];char a;int step=100;//最大推导步数while(step--){// cout<<"step"<<100-step<<endl;for(i=0;i<k;i++){//cout<<P[i]<<endl;r=U.find(P[i][0]);if(P[i][4]=='^'&&first[r].find('^')==string::npos) first[r].append(1,'^');//规则右部首符号为空else{for(j=4;P[i][j]!=' ';j++){a=P[i][j];if(u.find(a)!=string::npos&&first[r].find(a)==string::npos)//规则右部首符号是终结符{first[r].append(1,a);break;//添加并结束}if(U.find(P[i][j])!=string::npos)//规则右部首符号是非终结符,形如X::=Y1Y2...Yk{s=U.find(P[i][j]);//cout<<P[i][j]<<":\n";for(tmp=0;first[s][tmp]!='\0';tmp++){a=first[s][tmp];if(a!='^'&&first[r].find(a)==string::npos)//将FIRST[Y1]中的非空符加入first[r].append(1,a);}}if(!empty[s]) break;//若Y1不能推导到空,结束}if(P[i][j]==' ')if(first[r].find('^')==string::npos)first[r].append(1,'^');//若Y1、Y2...Yk都能推导到空,则加入空符号}}}return first;}string FIRST(string U,string u,string* first,string s)//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集{int i,j,r;char a;string fir;for(i=0;i<s.length();i++){if(s[i]=='^') fir.append(1,'^');if(u.find(s[i])!=string::npos&&fir.find(s[i])==string::npos){ fir.append(1,s[i]);break;}//X1是终结符,添加并结束循环if(U.find(s[i])!=string::npos)//X1是非终结符{r=U.find(s[i]);for(j=0;first[r][j]!='\0';j++){a=first[r][j];if(a!='^'&&fir.find(a)==string::npos)//将FIRST(X1)中的非空符号加入fir.append(1,a);}if(first[r].find('^')==string::npos) break;//若X1不可推导到空,循环停止}if(i==s.length())//若X1-Xk都可推导到空if(fir.find(s[i])==string::npos) //fir中还未加入空符号fir.append(1,'^');}return fir;}string** create_table(string *P,string U,string u,int n,int t,int k,string* first)//构造分析表,P为文法G的产生式构成的集合{int i,j,p,q;string arfa;//记录规则右部string fir,follow;string FOLLOW[5]={")#",")#","+)#","+)#","+*)#"};string **table=new string*[n];for(i=0;i<n;i++) table[i]=new string[t+1];for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<t+1;j++)table[i][j]=" ";//table存储分析表的元素,“ ”表示error for(i=0;i<k;i++){arfa=P[i];arfa.erase(0,4);//删除前4个字符,如:E::=E+T,则arfa="E+T"fir=FIRST(U,u,first,arfa);for(j=0;j<t;j++){p=U.find(P[i][0]);if(fir.find(u[j])!=string::npos){q=j;table[p][q]=P[i];}//对first()中的每一终结符置相应的规则}if(fir.find('^')!=string::npos){follow=FOLLOW[p];//对规则左部求follow()for(j=0;j<t;j++){if((q=follow.find(u[j]))!=string::npos){q=j;table[p][q]=P[i];}//对follow()中的每一终结符置相应的规则}table[p][t]=P[i];//对#所在元素置相应规则}}return table;}void analyse(string **table,string U,string u,int t,string s)//分析符号串s{string stack;//分析栈string ss=s;//记录原符号串char x;//栈顶符号char a;//下一个要输入的字符int flag=0;//匹配成功标志int i=0,j=0,step=1;//符号栈计数、输入串计数、步骤数int p,q,r;string temp;for(i=0;!s[i];i++){if(u.find(s[i])==string::npos)//出现非法的符号cout<<s<<"不是该文法的句子\n";return;}s.append(1,'#');stack.append(1,'#');//’#’进入分析栈stack.append(1,U[0]);i++;//文法开始符进入分析栈a=s[0];//cout<<stack<<endl;cout<<"步骤分析栈余留输入串所用产生式\n";while(!flag){// cout<<"步骤分析栈余留输入串所用产生式\n"cout<<step<<" "<<stack<<" "<<s<<" ";x=stack[i];stack.erase(i,1);i--;//取栈顶符号x,并从栈顶退出//cout<<x<<endl;if(u.find(x)!=string::npos)//x是终结符的情况{if(x==a){s.erase(0,1);a=s[0];//栈顶符号与当前输入符号匹配,则输入下一个符号cout<<" \n";//未使用产生式,输出空}else{cout<<"error\n";cout<<ss<<"不是该文法的句子\n";break;}}if(x=='#'){if(a=='#') {flag=1;cout<<"成功\n";}//栈顶和余留输入串都为#,匹配成功else{cout<<"error\n";cout<<ss<<"不是该文法的句子\n";break;}}if(U.find(x)!=string::npos)//x是非终结符的情况{p=U.find(x);q=u.find(a);if(a=='#') q=t;temp=table[p][q];cout<<temp<<endl;//输出使用的产生式if(temp[0]!=' ')//分析表中对应项不为error{r=9;while(temp[r]==' ') r--;while(r>3){if(temp[r]!='^'){stack.append(1,temp[r]);//将X::=x1x2...的规则右部各符号压栈i++;}r--;}}else{cout<<"error\n";cout<<ss<<"不是该文法的句子\n";break;}}step++;}if(flag) cout<<endl<<ss<<"是该文法的句子\n";}int main(){int i,j;string *G=new string[50];//文法Gstring *P=new string[50];//产生式集合Pstring U,u;//文法G非终结符集合U,终结符集合uint n,t,k;//非终结符、终结符个数,产生式数string *GG=new string[50];//消除左递归后的文法GGstring *PP=new string[50];//文法GG的产生式集合PPstring UU,uu;//文法GG非终结符集合U,终结符集合uint nn,tt,kk;//消除左递归后的非终结符、终结符个数,产生式数string** table;//分析表cout<<" 欢迎使用LL(1)语法分析器!\n\n\n";cout<<"请输入文法(同一左部的规则在同一行输入,例如:E::=E+T|T;用^表示空串)\n";input_grammer(G);preprocess(G,P,U,u,n,t,k);cout<<"\n该文法有"<<n<<"个非终结符:\n";for(i=0;i<n;i++) cout<<U[i];cout<<endl;cout<<"该文法有"<<t<<"个终结符:\n";for(i=0;i<t;i++) cout<<u[i];cout<<"\n\n 左递归检测与消除\n\n";if(eliminate_1(G,P,U,GG)){preprocess(GG,PP,UU,uu,nn,tt,kk);cout<<"该文法存在左递归!\n\n消除左递归后的文法:\n\n"; for(i=0;i<nn;i++) cout<<GG[i]<<endl;cout<<endl;cout<<"新文法有"<<nn<<"个非终结符:\n";for(i=0;i<nn;i++) cout<<UU[i];cout<<endl;cout<<"新文法有"<<tt<<"个终结符:\n";for(i=0;i<tt;i++) cout<<uu[i];cout<<endl;//cout<<"新文法有"<<kk<<"个产生式:\n";//for(i=0;i<kk;i++) cout<<PP[i]<<endl;}else{cout<<"该文法不存在左递归\n";GG=G;PP=P;UU=U;uu=u;nn=n;tt=t;kk=k;}cout<<" 求解FIRST集\n\n";int *empty=ifempty(PP,UU,kk,nn);string* first=FIRST_X(PP,UU,uu,empty,kk,nn);for(i=0;i<nn;i++)cout<<"FIRST("<<UU[i]<<"): "<<first[i]<<endl;cout<<" 求解FOLLOW集\n\n";for(i=0;i<nn;i++)cout<<"FOLLOW("<<UU[i]<<"): "<<FOLLOW[i]<<endl; cout<<"\n\n 构造文法分析表\n\n"; table=create_table(PP,UU,uu,nn,tt,kk,first);cout<<" ";for(i=0;i<tt;i++) cout<<" "<<uu[i]<<" ";cout<<"# "<<endl;for( i=0;i<nn;i++){cout<<UU[i]<<" ";for(j=0;j<t+1;j++)cout<<table[i][j];cout<<endl;}cout<<"\n\n 分析符号串\n\n";cout<<"请输入要分析的符号串\n";cin>>s;analyse(table,UU,uu,tt,s);return 0;}3、程序演示结果(1)输入文法(2)消除左递归(3)求解FIRST和FOLLOW集(4)构造分析表(5)分析符号串匹配成功的情况:匹配失败的情况五、思考和体会1、编写的LL(1)语法分析器应该具有智能性,可以由用户输入任意文法,不需要指定终结符个数和非终结符个数。
Java的编译原理概述java语⾔的"编译期"分为前端编译和后端编译两个阶段。
前端编译是指把*.java⽂件转变成*.class⽂件的过程; 后端编译(JIT, Just In Time Compiler)是指把字节码转变成机器码的过程。
在编译原理中, 将源代码编译成机器码, 主要经过下⾯⼏个步骤:Java中的前端编译java的前端编译(即javac编译)可分为解析与填充符号表、插⼊式注解处理器的注解处理、分析与字节码⽣成等三个过程。
解析与填充符号表解析步骤包括词法分析和语法分析两个阶段。
词法分析是将源代码的字符流转变为标记(Token)集合, 单个字符是程序编写过程的最⼩单位, ⽽标记则是编译过程的最⼩单位, 关键字、变量名、字⾯量、运算符都可以成为标记。
语法分析是根据Token序列构造抽象语法树的过程, 抽象语法树(AST)是⼀种⽤来描述程序代码语法结构的树形表⽰⽅式, 语法树的每⼀个节点都代表着程序代码中的⼀个语法结构, 如包、类型、修饰符、运算符、接⼝、返回值都可以是⼀个语法结构。
符号表是由⼀组符号地址和符号信息构成的表格。
在语法分析中, 符号表所登记的内容将⽤于语义检查和产⽣中间代码。
在⽬标代码⽣成阶段, 符号表是当对符号名进⾏地址分配时的依据。
插⼊式注解处理器插⼊式注解处理器可以看做是⼀组编译器的插件, 在这些插件⾥⾯, 可以读取、修改、添加抽象语法树中的任意元素。
如果这些插件在处理注解期间对语法数进⾏了修改, 编译器将回到解析与填充符号表的过程重新处理, 直到所有插⼊式注解处理器都没有再对语法数进⾏修改为⽌,每⼀次循环称为⼀个Round。
语义分析与字节码⽣成语法分析后, 编译器获得了程序代码的抽象语法树表⽰, 语法数能表⽰⼀个结构正确的源程序的抽象, 但⽆法保证源程序是符合逻辑的。
⽽语义分析的主要任务是对结构正确的源程序进⾏上下⽂有关性质的审查。
Javac的编译过程中, 语义分析过程分为标注检查、数据及控制流分析两个步骤。
编译原理语法分析器实验报告西安邮电大学编译原理实验报告学院名称:计算机学院****:***实验名称:语法分析器的设计与实现班级:计科1405班学号:04141152时间:2017年5月12日把SELECT (i)存放到temp中结果返回1;1.构建好的预测分析表2.语法分析流程图一.实验结果正确运行结果:错误运行结果:二.设计技巧和心得体会这次实验编写了一个语法分析方法的程序,但是在LL(1)分析器的编写中我只达到了最低要求,就是自己手动输入的select集,first集,follow集然后通过程序将预测分析表构造出来,然后自己编写总控程序根据分析表进行分析。
通过本次试验,我能够设计一个简单的语法分析程序,实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析,进一步掌握常用的语法分析方法。
还能选择最有代表性的语法分析方法,如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序。
三.源代码package com.LL1;import java.util.ArrayDeque;import java.util.Deque;/*** LL1文法分析器,已经构建好预测分析表,采用Deque实现* Created by HongWeiPC on 2017/5/12.*/public class LL1_Deque {//预测分析表private String[][] analysisTable = new String[][]{{"TE'", "", "", "TE'", "", ""},{"", "+TE'", "", "", "ε", "ε"},{"FT'", "", "", "FT'", "", ""},{"", "ε", "*FT'", "", "ε", "ε"},{"i", "", "", "(E)", "", ""}};//终结符private String[] VT = new String[]{"i", "+", "*", "(", ")", "#"};//非终结符private String[] VN = new String[]{"E", "E'", "T", "T'", "F"};//输入串strTokenprivate StringBuilder strToken = new StringBuilder("i*i+i");//分析栈stackprivate Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();//shuru1保存从输入串中读取的一个输入符号,当前符号private String shuru1 = null;//X中保存stack栈顶符号private String X = null;//flag标志预测分析是否成功private boolean flag = true;//记录输入串中当前字符的位置private int cur = 0;//记录步数private int count = 0;public static void main(String[] args) {LL1_Deque ll1 = new LL1_Deque();ll1.init();ll1.totalControlProgram();ll1.printf();}//初始化private void init() {strToken.append("#");stack.push("#");System.out.printf("%-8s %-18s %-17s %s\n", "步骤", "符号栈", "输入串", "所用产生式");stack.push("E");curCharacter();System.out.printf("%-10d %-20s %-20s\n", count, stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()));}//读取当前栈顶符号private void stackPeek() {X = stack.peekFirst();}//返回输入串中当前位置的字母private String curCharacter() {shuru1 = String.valueOf(strToken.charAt(cur));return shuru1;}//判断X是否是终结符private boolean XisVT() {for (int i = 0; i < (VT.length - 1); i++) {if (VT[i].equals(X)) {return true;}}return false;}//查找X在非终结符中分析表中的横坐标private String VNTI() {int Ni = 0, Tj = 0;for (int i = 0; i < VN.length; i++) {if (VN[i].equals(X)) {Ni = i;}}for (int j = 0; j < VT.length; j++) {if (VT[j].equals(shuru1)) {Tj = j;}}return analysisTable[Ni][Tj];}//判断M[A,a]={X->X1X2...Xk}//把X1X2...Xk推进栈//X1X2...Xk=ε,不推什么进栈private boolean productionType() {return VNTI() != "";}//推进stack栈private void pushStack() {stack.pop();String M = VNTI();String ch;//处理TE' FT' *FT'特殊情况switch (M) {case "TE'":stack.push("E'");stack.push("T");break;case "FT'":stack.push("T'");stack.push("F");break;case "*FT'":stack.push("T'");stack.push("F");stack.push("*");break;case "+TE'":stack.push("E'");stack.push("T");stack.push("+");break;default:for (int i = (M.length() - 1); i >= 0; i--) {ch = String.valueOf(M.charAt(i));stack.push(ch);}break;}System.out.printf("%-10d %-20s %-20s %s->%s\n", (++count), stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()), X, M);}//总控程序private void totalControlProgram() {while (flag) {stackPeek(); //读取当前栈顶符号令X=栈顶符号if (XisVT()) {if (X.equals(shuru1)) {cur++;shuru1 = curCharacter();stack.pop();System.out.printf("%-10d %-20s %-20s \n", (++count), stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()));} else {ERROR();}} else if (X.equals("#")) {if (X.equals(shuru1)) {flag = false;} else {ERROR();}} else if (productionType()) {if (VNTI().equals("")) {ERROR();} else if (VNTI().equals("ε")) {stack.pop();System.out.printf("%-10d %-20s %-20s %s->%s\n", (++count), stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()), X, VNTI());} else {pushStack();}} else {ERROR();}}}//出现错误private void ERROR() {System.out.println("输入串出现错误,无法进行分析");System.exit(0);}//打印存储分析表private void printf() {if (!flag) {System.out.println("****分析成功啦!****");} else {System.out.println("****分析失败了****");}}}。
学院(系)名称:计算机工程系实验环境:Windows XP实验分析:(1)定义部分:定义常量、变量、数据结构。
(2)初始化:设立LL(1)分析表、初始化变量空间(包括堆栈、结构体、数组、临时变量等);(3)控制部分:从键盘输入一个表达式符号串;(4)利用LL(1)分析算法进行表达式处理:根据LL(1)分析表对表达式符号串进行堆栈(或其他)操作,输出分实验程序:#include<iostream>#include<stack>using namespace std;stack<char> symbol;stack<int> state;char sen[50];char sym[12][6]={//符号表{'s','e','e','s','e','e'},{'e','s','e','e','e','a'},{'r','r','s','r','r','r'},{'r','r','r','r','r','r'},{'s','e','e','s','e','e'},{'r','r','r','r','r','r'},{'s','e','e','s','e','e'},{'s','e','e','s','e','e'},{'e','s','e','e','s','e'},{'r','r','s','r','r','r'},{'r','r','r','r','r','r'},{'r','r','r','r','r','r'}};char snum[12][6]={//数字表{5,1,1,4,2,1},{3,6,5,3,2,0},{2,2,7,2,2,2},{4,4,4,4,4,4},{5,1,1,4,2,1},{6,6,6,6,6,6},{5,1,1,4,2,1},{5,1,1,4,2,1},{3,6,5,3,11,4},{1,1,7,1,1,1},{3,3,3,3,3,3},{5,5,5,5,5,5}};int go2[12][3]={//goto表{1,2,3},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{8,2,3},{0,0,0},{0,9,3},{0,0,10},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};void action(int i,char *&a,char &how,int &num,char &A,int &b)//action函数[i,a] {int j;switch(*a){case 'i':j=0;break;case '+':j=1;break;case '*':j=2;break;case '(':j=3;break;case ')':j=4;break;case '#':j=5;break;default:j=-1;break;}if(j!=-1){how=sym[i][j];num=snum[i][j];if(how=='r'){switch(num){case 1:A='E',b=3;cout<<"按E->E+T规约"<<endl; break;case 2:A='E',b=1;cout<<"按E->T规约"<<endl; break;case 3:A='T',b=3;cout<<"按T->T*F规约"<<endl; break;case 4:A='T',b=1;cout<<"按T->F规约"<<endl; break;case 5:A='F',b=3;cout<<"按F->(E)规约"<<endl; break;case 6:A='F',b=1;cout<<"按F->id规约"<<endl; break;default:break;}}}}int go(int t,char A)//goto[t,A] {switch(A){case 'E':return go2[t][0];break;case 'T':return go2[t][1];break;case 'F':return go2[t][2];break;}}void error(int i,int j,char *&a)//error处理函数{cout<<"error"<<endl;switch(j){case 1://期望输入id或左括号,但是碰到+,*,或$,就假设已经输入id了,转到状态5 state.push(5);symbol.push('i');//必须有这个,如果假设输入id的话,符号栈里必须有....cout<<"缺少运算对象id"<<endl;break;case 2://从输入中删除右括号a++;cout<<"不配对的右括号"<<endl;break;case 3://期望碰到+,但是输入id或左括号,假设已经输入算符+,转到状态6state.push(6);symbol.push('+');cout<<"缺少运算符"<<endl;break;case 4://缺少右括号,假设已经输入右括号,转到状态11state.push(11);symbol.push(')');cout<<"缺少右括号"<<endl;break;case 5:a++;cout<<"*号无效,应该输入+号!"<<endl;case 6:a++;}}int main(){int s;char *a;char how;int num;int b;char A;while(1){cin>>sen;a=sen;state.push(0);//先输入0状态while(*a!='\0'){b=0;num=0;how='\0';A='\0';s=state.top();action(s,a,how,num,A,b);if(how=='s')//移进{cout<<"移进"<<endl;symbol.push(*a);state.push(num);// if(*a=='i')// a++;//在这里忽略i后面的da++;}else if(how=='r')//规约{for(int i=0;i<b;i++){if(!state.empty())state.pop();if(!symbol.empty())symbol.pop();}int t=state.top();symbol.push(A);state.push(go(t,A));}else if(how=='a')//接受break;else{error(s,num,a);//错误处理}}cout<<"成功接受"<<endl;}return 0;}测试用例:i*(i+i)+i#测试结果:心得体会:通过这次实验,我对编译原理这门专业必修课有了进一步的深层次了解,把理论知识应用于实验中,实验过程中对于程序的逻辑理解欠缺了考虑,在多次的调试和改进中最终完善了程序,而在调试过程中学习的知识得到了完善和补充,对语法分析器的理解更进一步。
编译原理的词法分析与语法分析编译原理是计算机科学中的一门重要课程,它研究如何将源代码转换为可执行的机器代码。
在编译过程中,词法分析和语法分析是其中两个基本的阶段。
本文将分别介绍词法分析和语法分析的基本概念、原理以及实现方法。
1. 词法分析词法分析是编译过程中的第一个阶段,主要任务是将输入的源代码分解成一个个的词法单元。
词法单元是指具有独立意义的最小语法单位,比如变量名、关键字、操作符等。
词法分析器通常使用有限自动机(finite automaton)来实现。
在词法分析的过程中,需要定义词法规则,即描述每个词法单元的模式。
常见的词法规则有正则表达式和有限自动机。
词法分析器会根据这些规则匹配输入的字符序列,并生成相应的词法单元。
2. 语法分析语法分析是编译过程中的第二个阶段,它的任务是将词法分析器生成的词法单元序列转换为语法树(syntax tree)或抽象语法树(abstract syntax tree)。
语法树是源代码的一种抽象表示方式,它反映了源代码中语法结构和运算优先级的关系。
语法分析器通常使用上下文无关文法(context-free grammar)来描述源代码的语法结构。
常见的语法分析算法有递归下降分析法、LR分析法和LL分析法等。
递归下降分析法是一种自顶向下的分析方法,它从源代码的起始符号开始,递归地展开产生式,直到匹配到输入的词法单元。
递归下降分析法的实现比较直观,但对于左递归的文法处理不方便。
LR分析法是一种自底向上的分析方法,它使用一个自动机来分析输入的词法单元,并根据文法规则进行规约操作,最终生成语法树。
常见的LR分析法有LR(0)、SLR、LR(1)和LALR等。
LL分析法是一种自顶向下的分析方法,它从源代码的起始符号开始,预测下一个要匹配的词法单元,并进行相应的推导规则。
LL分析法常用于编程语言中,如Java和Python。
3. 词法分析和语法分析的关系词法分析是语法分析的一个子阶段,它为语法分析器提供了一个符号序列,并根据语法规则进行分析和匹配。
编译原理实验⼆:LL(1)语法分析器⼀、实验要求 1. 提取左公因⼦或消除左递归(实现了消除左递归) 2. 递归求First集和Follow集 其它的只要按照课本上的步骤顺序写下来就好(但是代码量超多...),下⾯我贴出实验的⼀些关键代码和算法思想。
⼆、基于预测分析表法的语法分析 2.1 代码结构 2.1.1 Grammar类 功能:主要⽤来处理输⼊的⽂法,包括将⽂法中的终结符和⾮终结符分别存储,检测直接左递归和左公因⼦,消除直接左递归,获得所有⾮终结符的First集,Follow集以及产⽣式的Select集。
#ifndef GRAMMAR_H#define GRAMMAR_H#include <string>#include <cstring>#include <iostream>#include <vector>#include <set>#include <iomanip>#include <algorithm>using namespace std;const int maxn = 110;//产⽣式结构体struct EXP{char left; //左部string right; //右部};class Grammar{public:Grammar(); //构造函数bool isNotTer(char x); //判断是否是终结符int getTer(char x); //获取终结符下标int getNonTer(char x); //获取⾮终结符下标void getFirst(char x); //获取某个⾮终结符的First集void getFollow(char x); //获取某个⾮终结符的Follow集void getSelect(char x); //获取产⽣式的Select集void input(); //输⼊⽂法void scanExp(); //扫描输⼊的产⽣式,检测是否有左递归和左公因⼦void remove(); //消除左递归void solve(); //处理⽂法,获得所有First集,Follow集以及Select集void display(); //打印First集,Follow集,Select集void debug(); //⽤于debug的函数~Grammar(); //析构函数protected:int cnt; //产⽣式数⽬EXP exp[maxn]; //产⽣式集合set<char> First[maxn]; //First集set<char> Follow[maxn]; //Follow集set<char> Select[maxn]; //select集vector<char> ter_copy; //去掉$的终结符vector<char> ter; //终结符vector<char> not_ter; //⾮终结符};#endif 2.1.2 AnalyzTable类 功能:得到预测分析表,判断输⼊的⽂法是否是LL(1)⽂法,⽤预测分析表法判断输⼊的符号串是否符合刚才输⼊的⽂法,并打印出分析过程。
GDOU-B-11-112广东海洋大学学生实验报告书(学生用表)实验名称实验3:语法分析课程名称编译原理课程号16242211 学院(系) 数学与计算机学院专业计算机科学与技术班级计科1141学生姓名学号实验地点科425 实验日期2017.4.21一、实验目的熟悉语法分析的过程;理解相关文法的步骤;熟悉First集和Follow集生成二、实验要求对于给定的文法,试编写调试一个语法分析程序:要求和提示:(1)可选择一种你感兴趣的语法分析方法(LL(1)、算符优先、递归下降、SLR(1)等)作为编制语法分析程序的依据。
(2)对于所选定的分析方法,如有需要,应选择一种合适的数据结构,以构造所给文法的机内表示。
(3)能进行分析过程模拟。
如输入一个句子,能输出与句子对应的语法树,能对语法树生成过程进行模拟;能够输出分析过程每一步符号栈的变化情况。
设计一个由给定文法生成First集和Follow集并进行简化的算法动态模拟。
三、实验过程1:文法:E->TE’E’->+TE’|εT->FT’T’->*FT’|εF->(E)|i:2程序描述(LL(1)文法)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。
四、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:五:结果及截图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 complier;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!");}}}}}六:实验心得通过本次实验基本掌握了语法分析的原理和LL(1)语法分析方法,以及预测分析表的构造,进一步熟悉了语法分析的详细过程,收获还是蛮大的,值得我们认真对待。
LL(1)语法分析器的构造摘要语法分析的主要任务是接收词法分析程序识别出来的单词符由某种号串,判断它们是否语言的文法产生,即判断被识别的符号串是否为某语法部分。
一般语法分析常用自顶向下方法中的LL分析法,采用种方法时,语法分程序将按自左向右的顺序扫描输入的的符号串,并在此过程中产生一个句子的最左推导,即LL是指自左向右扫描,自左向右分析和匹配输入串。
经过分析,我们使用VC++作为前端开发工具,在分析语法成分时比较方便直观,更便于操作。
运行程序的同时不断修正改进程序,直至的到最优源程序。
关键字语法分析文法自顶向下分析 LL(1)分析最左推导AbstractGrammatical analysis of the main tasks was to receive lexical analysis procedure to identify the words from a website, string, and judge whether they have a grammar of the language, that is, judging by the series of symbols to identify whether a grammar part. General syntax analysis commonly used top-down methods of LL analysis, using methods, Grammar hours will be from the procedures of the order left-to-right scanning input string of symbols, and in the process produced one of the most left the sentence is derived, LL is scanned from left to right, From left to right analysis and matching input strings. After analysis, we use VC + + as a front-end development tool for the analysis of syntax ingredients more convenient visual, more easy to operate. Operational procedures at the same time constantly improving procedures, until the source of optimal .Key WordsGrammatical analysis grammar Top-down analysis LL (1) AnalysisMost left Derivation目录摘要 (1)引言 (3)第一章设计目的 (4)第二章设计的内容和要求 (5)2.1 设计内容 (5)2.2 设计要求 (5)2.3 设计实现的功能 (5)第三章设计任务的组织和分工 (6)3.1 小组的任务分工 (6)3.2 本人主要工作 (6)第四章系统设计 (9)4.1 总体设计 (9)4.2 详细设计 (9)第五章运行与测试结果 (22)5.1 一组测试数据 (22)5.2 界面实现情况 (23)第六章结论 (27)课程设计心得 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录(核心代码清单) (31)引言编译器的构造工具是根据用户输入的语言的文法,编译器的构造工具可以生成程序来处理以用户输入的文法书写的文本。
编译原理名词解释1. 词法分析器(Lexer):也称为扫描器(Scanner),用于将源代码分割成一个个单词(Token)。
2. 语法分析器(Parser):将词法分析器生成的单词序列转换成语法树(Parse Tree)或抽象语法树(Abstract Syntax Tree)。
3. 语法树(Parse Tree):表示源代码的语法结构的树状结构,它由语法分析器根据语法规则生成。
4. 抽象语法树(Abstract Syntax Tree):比语法树更加简化和抽象的树状结构,用于表示源代码的语义结构。
5. 语义分析器(Semantic Analyzer):对抽象语法树进行语义检查,并生成中间代码或目标代码。
6. 中间代码(Intermediate code):一种介于源代码和目标代码之间的中间表示形式,可以被不同的优化器和代码生成器使用。
7. 目标代码生成器(Code Generator):将中间代码转换成特定目标平台的机器代码。
8. 优化器(Optimizer):用于对中间代码进行优化,以提高代码的执行效率和资源利用率。
9. 符号表(Symbol Table):用于存储程序中的标识符(变量、函数等)的信息,包括名称、类型等。
10. 语言文法(Grammar):定义了一种语言的语法规则,常用的形式包括上下文无关文法和正则文法。
11. 上下文无关文法(Context-free Grammar):一种形式化的语法表示方法,由产生式和非终结符组成,描述一种语言的句子结构。
12. 语言解释器(Interpreter):将源代码逐行解释执行的程序,不需要生成目标代码。
13. 回溯法(Backtracking):一种递归式的算法,用于在语法分析过程中根据产生式进行选择。
14. 正则表达式(Regular Expression):用于描述一类字符串的表达式,可以用于词法分析中的模式匹配。
15. 自顶向下分析(Top-down Parsing):从文法的起始符号开始,按照语法规则逐步构建语法树的过程。
Java ANTLR语法1. 介绍在Java编程中,ANTLR(ANother Tool for Language Recognition)是一种非常有用的工具,用于构建语法分析器。
它可以根据给定的语法规则生成解析器和词法分析器,并且可以应用于生成代码、进行语法检查、执行语义分析等多个领域。
2. ANTLR的基本原理ANTLR的基本原理是使用上下文无关文法(Context-Free Grammar,简称CFG)描述语言的语法规则,并根据这些规则生成解析器和词法分析器。
ANTLR支持LL()语法和LR()语法两种类型,并可以通过语法规则的定义灵活地生成不同类型的解析器。
2.1 上下文无关文法上下文无关文法是一种形式化的语法规范,用于描述一类形式语言的句法结构。
它包含四个部分:终结符(Terminals)、非终结符(Non-terminals)、产生式规则(Productions)和起始符(Start symbol)。
ANTLR使用扩展的巴科斯范式(Extended Backus-Naur Form,简称EBNF)来描述上下文无关文法。
2.2 语法规则定义在ANTLR中,语法规则由标识符、参数列表、返回类型和规则体四个部分组成。
语法规则的定义基本形式如下:ruleName [返回类型] [参数列表]: 执行体;其中,ruleName表示规则名称,返回类型和参数列表可选。
执行体是规则的具体实现,用于描述规则的语义。
2.3 解析器和词法分析器的生成在ANTLR中,通过定义完整的语法规则,并使用ANTLR工具根据这些规则生成解析器和词法分析器。
生成的解析器和词法分析器可以直接应用于源代码的解析和语法检查。
3. ANTLR语法规则示例下面是一个简单的ANTLR语法规则示例,用于解析简单的数学表达式:grammar MathExpression;// 语法规则start : expression EOF;expression : expression op=('*' | '/')| expression op=('+' | '-')| '(' expression ')'| NUMBER;// 词法规则NUMBER : DIGIT+;WS : [ \t\n\r]+ -> skip;// 辅助规则fragment DIGIT : [0-9];4. ANTLR语法规则说明上述示例中,定义了一个名为MathExpression的语法规则,用于解析简单的数学表达式。
理解编译原理中的词法分析和语法分析词法分析和语法分析是编译原理中两个重要的步骤。
词法分析将源代码分成一个个词素(也称为token),并对每个词素进行词法分析。
词法分析器会根据语法规则,将源代码中的字符序列组合成一个个有意义的词素。
例如,在计算机程序中,词法分析器可以将源代码中的字符串"if"、"else"、"for"等识别为关键字,将变量名、函数名等识别为标识符,将数字识别为常量等。
词法分析器常使用正则表达式来描述和识别不同类型的词素。
语法分析则进一步分析词法分析生成的词素序列,检查其是否遵循给定的语法规则。
语法分析器会根据语法规则构建语法树(也称为抽象语法树),用于表示程序的结构和语义。
语法分析器常使用上下文无关文法来描述和分析程序的语法结构。
常见的语法分析方法有递归下降分析、LL分析、LR分析等。
词法分析和语法分析是编译原理中紧密联系的两个步骤。
词法分析将字符序列转换为有意义的词素,为后续的语法分析提供了基础。
语法分析则在词法分析的基础上,进一步分析词素序列的语法结构,以便进行语义分析和代码生成等后续步骤。
拓展:除了词法分析和语法分析,编译原理还涉及其他重要的步骤,如语义分析、优化和代码生成等。
语义分析阶段主要对语法分析生成的语法树进行语义检查,确保程序的语义正确。
优化阶段则对中间代码进行优化,以提高程序的性能。
代码生成阶段将优化后的中间代码转换为目标代码,以便在目标平台上执行。
此外,编译原理还涉及词法分析和语法分析的错误处理和恢复机制。
当遇到词法或语法错误时,编译器需要能够准确地诊断错误,并尽可能地提供有用的错误信息。
对于一些常见错误,编译器还可以提供纠正错误的建议。
同时,编译器还可以采用恢复机制,在错误发生后仍然能够继续进行词法分析和语法分析,尽可能多地发现错误。
编译原理词法分析器
编译原理词法分析器是编译器的一个重要组成部分,负责将输入的源代码转换成一系列的词法单元,供后续的语法分析器进行进一步处理。
词法分析器的主要任务是按照预先定义的词法规则,识别出源代码中的各个合法的词法单元,并将其转化为内部表示形式。
在这个过程中,词法分析器需要读取输入字符流,并根据定义的词法规则进行模式匹配和转换。
一个基本的词法分析器通常由以下几个部分组成:
1. 字符扫描器(Scanner):负责从输入流中读取字符,并进行必要的预处理。
例如,过滤掉注释、空白字符等。
2. 词法规则(Lexical Rules):是定义词法单元的正则表达式或者有限自动机。
每个词法单元都有一个对应的识别规则。
3. 标记生成器(Token Generator):根据词法规则和字符扫描器的输出,生成符合内部表示形式的词法单元。
4. 符号表(Symbol Table):维护着程序中出现的所有标识符的符号表,包括标识符的名称和属性信息。
词法分析器的工作流程如下:
1. 初始化字符扫描器,读取第一个字符。
2. 逐个字符进行扫描和匹配,直到获取了一个完整的词法单元。
3. 根据匹配到的词法规则,生成对应的词法单元。
4. 如果需要记录标识符信息,将其添加到符号表中。
5. 返回步骤2,直到扫描完整个输入代码。
通过词法分析器的工作,我们能够将输入的源代码按照词法规则进行分割,将其转换为一系列的词法单元,为后续的语法分析器提供了处理的基础。
实验二语法分析器一、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◆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。
◆构造预测分析表,并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分析程序。
◆分析法的功能是利用LL(1)控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号以及LL(1)分析表,对输入符号串自上而下的分析过程。
三、LL(1)分析法实验设计思想及算法◆模块结构:(1)定义部分:定义常量、变量、数据结构。
(2)初始化:设立LL(1)分析表、初始化变量空间(包括堆栈、结构体、数组、临时变量等);(3)控制部分:从键盘输入一个表达式符号串;(4)利用LL(1)分析算法进行表达式处理:根据LL(1)分析表对表达式符号串进行堆栈(或其他)操作,输出分析结果,如果遇到错误则显示错误信息。
四、实验要求1、编程时注意编程风格:空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。
2、如果遇到错误的表达式,应输出错误提示信息。
3、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输出的格式如下:五、实验源程序LL1.javaimport java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;import javax.swing.table.DefaultTableModel;import java.sql.*;import java.util.Vector;public class LL1 extends JFrame implements ActionListener {/****/private static final long serialVersionUID = 1L;JTextField tf1;JTextField tf2;JLabel l;JButton b0;JPanel p1,p2,p3;JTextArea t1,t2,t3;JButton b1,b2,b3;JLabel l0,l1,l2,l3,l4;JTable table;Statement sta;Connection conn;ResultSet rs;DefaultTableModel dtm;String Vn[]=null;Vector<String> P=null;int firstComplete[]=null;//存储已判断过first的数据char first[][]=null;//存储最后first结果int followComplete[]=null;//存储已判断过follow的数据char follow[][]=null;//存储最后follow结果char select[][]=null;//存储最后select结果int LL=0;//标记是否为LL(1)String vt_tou[]=null;//储存VtObject shuju[][]=null;//存储表达式数据char yn_null[]=null;//存储能否推出空LL1(){setLocation(100,0);setSize(700,780);tf1=new JTextField(13);tf2=new JTextField(13);l=new JLabel(">>");l0=new JLabel("输入字符串:");l1=new JLabel("输入的文法为:");l2=new JLabel(" ");l3=new JLabel("分析的结果:");l4=new JLabel("预测分析表:");//p1=new JPanel();p2=new JPanel();p3=new JPanel();t1=new JTextArea(24,20);t2=new JTextArea(1,30);t3=new JTextArea(24,40);b0=new JButton("确定(S为开始)");b1=new JButton(" 判断文法 ");b2=new JButton("输入");b3=new JButton("清空");table=new JTable();JScrollPane jp1=new JScrollPane(t1);JScrollPane jp2=new JScrollPane(t2);JScrollPane jp3=new JScrollPane(t3);p2.add(tf1);p2.add(l);p2.add(tf2);p2.add(b0);p2.add(b1);p2.add(l0);p2.add(l2);p2.add(jp2);p2.add(b2);p2.add(b3);p2.add(l1);p2.add(l3);p2.add(jp1);p2.add(jp3);p3.add(l4);p3.add(new JScrollPane(table));add(p2,"Center");add(p3,"South");b0.addActionListener(this);b1.addActionListener(this);b2.addActionListener(this);b3.addActionListener(this);setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);table.setPreferredScrollableViewportSize(new Dimension(660,200));setVisible(true);}public void actionPerformed(ActionEvent e){if(e.getSource()==b0){String a=tf1.getText();String b=tf2.getText();t1.append(a+'→'+b+'\n');}if(e.getSource()==b1){t3.setText("");int Vnnum=0,k;Vn=new String[100];P=new Vector<String>();String s[]=t1.getText().split("\n");for(int i=0;i<s.length;i++){if(s.length<2){t3.setText("文法输入有误,请重新输入");//判断长度是否符合return;}if(s[i].charAt(0)<='Z'&&s[i].charAt(0)>='A'&&s[i].charAt(1)=='→') {for(k=0;k<Vnnum;k++){if(Vn[k].equals(s[i].substring(0, 1))){break;}}if(Vnnum==0||k>=Vnnum){Vn[Vnnum]=s[i].substring(0, 1);//存入Vn数据Vnnum++;}P.add(s[i]);}else{t3.setText("文法输入有误,请重新输入");return;}}yn_null=new char[100];first=new char[Vnnum][100];int flag=0;String firstVn[]=null;firstComplete=new int[Vnnum];for(int i=0;Vn[i]!=null;i++) //依次求 FIRST**{flag=0;firstVn=new String[20];if((flag=add_First(first[i],Vn[i],firstVn,flag))==-1)return;firstComplete[i]=1;}t3.append("first集:"+"\n"); //显示FIRST**for(int i=0;Vn[i]!=null;i++){t3.append("first("+Vn[i]+")={ ");for(int j=0;first[i][j]!='\0';j++){t3.append(first[i][j]+" , ");}t3.append("}"+"\n");}follow=new char[Vnnum][100];String followVn[]=null;followComplete=new int[Vnnum];for(int i=0;Vn[i]!=null;i++) //求FOLLOW**{flag=0;followVn=new String[20];if((flag=tianjiaFollow(follow[i],Vn[i],followVn,flag))==-1)return ;followComplete[i]=1;}t3.append("follow集:"+"\n"); //显示FOLLOW**for(int i=0;Vn[i]!=null;i++){t3.append("follow("+Vn[i]+")={ ");for(int j=0;follow[i][j]!='\0';j++){t3.append(follow[i][j]+" , ");}t3.append("}"+"\n");}select=new char[P.size()][100];for(int i=0;i<P.size();i++) //求SELECT**{flag=0;tianjiaSelect(select[i],(String)P.elementAt(i),flag);}t3.append("select集:"+"\n"); //显示SELECT**for(int i=0;i<P.size();i++){t3.append("select("+(String)P.elementAt(i)+")={ ");for(int j=0;select[i][j]!='\0';j++){t3.append(select[i][j]+" , ");}t3.append("}"+"\n");}for(int i=0;Vn[i]!=null;i++)//判断select交集是否为空{int biaozhi=0;char save[]=new char[100];for(int j=0;j<P.size();j++){String t=(String)P.elementAt(j);if(t.substring(0,1).equals(Vn[i])){for(k=0;select[j][k]!='\0';k++){if(puanduanChar(save,select[j][k])){save[biaozhi]=select[j][k];biaozhi++;}else//当有交集时,不为LL(1)文法{t3.append("不是LL(1)文法!!"+"\n");return;}}}}}char Vt[]=new char[100];int biaozhi=0;for(int i=0;i<P.size();i++){String t=(String)P.elementAt(i);for(int j=2;j<t.length();j++)//提取表达式右侧的终结符存入Vt{if(t.charAt(j)>'Z'||t.charAt(j)<'A'){if(puanduanChar(Vt,t.charAt(j))){Vt[biaozhi]=t.charAt(j);biaozhi++;}}}}if(puanduanChar(Vt,'#'))//若可推出空集,则将#加入Vt。