正规文法的First集合Follow集求解过程动态模拟-实验报告

编译原理实验报告姓名：叶玉虎班级：计122班指导老师：王森玉实验日期：2015/5/11实验内容：1.求出每个非终结符的FIRST集合2.求出每个产生式右部的FIRST集合3.求出每个非终结符的Follow集合实验环境：Visual Studio2010实验目的:让同学们掌握FIRST集合和FOLLOW集合的求法实验代码：#include<stdio.h>#include<string.h>#define MAX 50char css[MAX][MAX];//保存所有的产生式int count=0;int cnt=0;struct L{//保存所有的终结符char ch;int flag;//1:能推出ε,0:不能,初值:-1int num;char first[MAX];int s;//first的长度char follow[MAX];int l;//follow的长度}l[MAX];//对输入的格式进行控制,并校验输入是否符合格式int handle(char a[]){int len,i=0,j,k;len=strlen(a);while(a[i]!=10){if(a[i]=='$')return 2;if((' '==a[i])||(9==a[i])){i++;continue;}if((a[i]>='A')&&(a[i]<='Z')){if((a[i+1]!='-')||(a[i+2]!='>')){printf("产生式格式错误\n");return -1;}else{j=i;k=0;while((a[j]!=' ')&&(a[j]!=9)&&(a[j]!='$')&&(a[j]!=10)){if(a[j]=='|'){css[count][k]='\0';count++;if((a[j+1]=='')||(a[j]==9)||(a[j]=='$')||(a[j]==10)){printf("产生式格式错误\n");return 0;}css[count][0]=a[i];css[count][1]=a[i+1];css[count][2]=a[i+2];k=3;j++;continue;}css[count][k]=a[j];k++;j++;}css[count][k]='\0';i=j;count++;}}else{printf("产生式格式错误\n");return -1;}}return 0;}//从键盘获得输入int input(){char a[MAX*MAX];int v;printf("输入产生式,产生式之间以空格回车或Tab键分隔,并以$键结束.\n");printf("用@表示虚拟符号ε,终结符用大写字母表示,其他字符表示非终结符\n");while(1){fgets(a,MAX*MAX,stdin);v=handle(a);if(v==-1)return -1;if(v==2)return 0;}}//求出能推出ε的非终结符void seekEmpty(){int i,j,k,t;int flag=0,flag2=0;int len,c;char a[MAX][MAX],ch;for(i=0;i<count;i++){strcpy(a[i],css[i]);}//求出含有的非终结符的个数,并把各终结符保存起来for(i=0;i<count;i++){for(j=0;j<cnt;j++){if(l[j].ch==a[i][0]){l[j].num++;flag=1;break;}elseflag=0;}if((!cnt)||(!flag)){l[cnt].ch=a[i][0];l[cnt].flag=-1;l[cnt].num=1;l[cnt].s=0;l[cnt].l=0;cnt++;flag=1;continue;}}c=count;while(c){for(i=0;i<c;i++){//如果该终结符推出ε，从a[]中删除所有带有该终结符的产生式if(a[i][3]=='@'){ch=a[i][0];for(j=0;j<c;j++){if(ch==a[j][0]){if(j!=c-1){for(k=j;k<c-1;k++)strcpy(a[k],a[k+1]);c--;j--;}else{c--;j--;}}}for(j=0;j<cnt;j++){if(ch==l[j].ch){l[j].flag=1;break;}}i--;continue;}len=strlen(a[i]);for(j=3;j<len;j++){//当该产生式右边含有非终结符时从a[]中删除该条记录if((a[i][j]<'A')||(a[i][j]>'Z')){flag2=1;break;}}if(flag2){for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][0]==l[k].ch){l[k].num--;if(l[k].num==0)l[k].flag=0;break;}}if(i!=c-1)for(k=i;k<c-1;k++){strcpy(a[k],a[k+1]);}c--;i--;flag2=0;continue;}//如果产生式右边为非终结符看看该终结符能不能推出εfor(j=3;j<len;j++){if((a[i][j]>='A')&&(a[i][j]<='Z')){for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][j]==l[k].ch){if(l[k].flag==0){flag2=1;break;}else if(l[k].flag==1){for(t=j;t<len-1;t++)a[i][t]=a[i][t+1];a[i][len-1]='\0';j--;len--;break;}break;}}if(flag2)break;}}if(a[i][3]=='\0'){ch=a[i][0];for(j=0;j<c;j++){if(ch==a[j][0]){if(j!=c-1){for(k=j;k<c-1;k++)strcpy(a[k],a[k+1]);c--;j--;}else{c--;j--;}}}i--;for(k=0;k<cnt;k++){if(ch==l[k].ch){l[k].flag=1;break;}}}if(flag2){for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][0]==l[k].ch){l[k].num--;if(l[k].num==0)l[k].flag=0;}}if(i!=c-1)for(k=i;k<c-1;k++){strcpy(a[k],a[k+1]);}c--;i--;flag2=0;continue;}}}}//求每个非终结符的First集合void seekFirstVn(){int i,j,k,t,t1,t2,c,item;int len,s,flag=0,flag2=0,fchange;char a[MAX][MAX],ch[MAX];for(i=0;i<count;i++){strcpy(a[i],css[i]);}c=count;while(1){fchange=0;for(i=0;i<c;i++){//右部为ε,将ε并入到左部的First中if(a[i][3]=='@'){/*for(j=0;j<cnt;j++){if(l[j].ch==a[i][0]){for(k=0;k<l[j].s;k++)if(l[j].first[k]==a[i][3]){flag=1;break;}if(!flag){l[j].first[l[j].s]=a[i][3];l[j].s++;l[j].first[l[j].s]='\0';fchange=1;break;}flag=0;}}*///从当前列表a[]中删除if(i!=c-1)for(j=i;j<c-1;j++)strcpy(a[j],a[j+1]);c--;i--;continue;}len=strlen(a[i]);//产生式右边符号为终结符时,将该终结符并入到左部的First集合中for(j=3;j<len;j++){if((a[i][j]<'A')||(a[i][j]>'Z')){for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][0]==l[k].ch){for(t=0;t<l[k].s;t++){if(a[i][j]==l[k].first[t]){flag=1;break;}}if(!flag){l[k].first[l[k].s]=a[i][j];l[k].s++;l[k].first[l[k].s]='\0';fchange=1;}flag=0;break;}}//从a[][]中删除该条产生式if(i!=c-1)for(k=i;k<c-1;k++)strcpy(a[k],a[k+1]);c--;i--;break;}//产生式右边符号为非终结符时else if((a[i][j]>='A')&&(a[i][j]<='Z')){/*将该非终结符的FIRST集合除去ε并入到当前非终结符的FIRST集合中*/for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][j]==l[k].ch){for(t=0;t<cnt;t++){if(a[i][0]==l[t].ch){for(t1=0;t1<l[k].s;t1++){for(t2=0;t2<l[t].s;t2++){if(l[k].first[t1]==l[t].first[t2]){break;}}if((t2==l[t].s)&&(l[k].first[t1])!='@'){fchange=1;l[t].first[l[t].s]=l[k].first[t1];l[t].s++;l[t].first[l[t].s]='\0';}}break;}}break;}}if(l[k].flag)continue;elsebreak;}}}if(!fchange){for(i=0;i<cnt;i++){if(l[i].flag){l[i].first[l[i].s]='@';l[i].s++;l[i].first[l[i].s]='\0';}printf("FIRST(%c): %s\n",l[i].ch,l[i].first);}printf("\n");break;}}}//求产生式右部的First集合void seekFirstRight(){struct Right{char a[MAX];char first[MAX];int s;}r[MAX];int i,j,k,t;int cnt=0,len,len1,flag=0;for(i=0;i<count;i++){for(j=0;j<cnt;j++){if(!strcmp(css[i]+3,r[j].a)){flag=1;break;}}if(flag){flag=0;continue;}strcpy(r[j].a,css[i]+3);r[j].s=0;cnt++;}for(i=0;i<cnt;i++){len=strlen(r[i].a);for(j=0;j<len;j++){//遇到终结符if(r[i].a[j]=='@'){r[i].first[r[i].s]='@';r[i].s++;r[i].first[r[i].s]='\0';break;}else if((r[i].a[j]<'A')||(r[i].a[j]>'Z')){r[i].first[r[i].s]=r[i].a[j];r[i].s++;r[i].first[r[i].s]='\0';break;}else{for(k=0;k<cnt;k++){if(r[i].a[j]==l[k].ch){len1=strlen(l[k].first);for(t=0;t<len1;t++){if(l[k].first[t]!='@'){r[i].first[r[i].s]=l[k].first[t];r[i].s++;r[i].first[r[i].s]='\0';}}break;}}if(l[k].flag){if(j==len-1){r[i].first[r[i].s]='@';r[i].s++;r[i].first[r[i].s]='\0';}continue;}elsebreak;}}}for(i=0;i<cnt;i++){printf("FIRST(%s): %s\n",r[i].a,r[i].first);}printf("\n");}//求每个非终极符的Follow集合void seekFollow(){int i,j,k,t,t1,t2,t3,c=0;int flag=0,len;int fchange;//判断一次循环是否有改动的地方char a[MAX][MAX],ch[MAX];for(i=0;i<count;i++){len=strlen(css[i]);for(j=3;j<len;j++){if((css[i][j]>='A')&&(css[i][j]<='Z')){break;}}if(j!=len){strcpy(a[c],css[i]);c++;}}l[0].follow[l[0].l]='#';l[0].l++;l[0].follow[l[0].l]='\0';while(1){fchange=0;for(i=0;i<c;i++){len=strlen(a[i]);for(j=3;j<len;j++){if((a[i][j]>='A')&&(a[i][j]<='Z')){//判断该非终结符的前一位是否为非终结符,是的话,//将其First集合去ε后并到其前一位非终结符的Follow集合中if((a[i][j-1]>='A')&&(a[i][j-1]<='Z')){for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][j-1]==l[k].ch){for(t=0;t<cnt;t++){if(a[i][j]==l[t].ch){for(t1=0;t1<l[t].s;t1++){if(l[t].first[t1]=='@')continue;for(t2=0;t2<l[k].l;t2++)if(l[t].first[t1]==l[k].follow[t2])break;if(t2==l[k].l){fchange=1;l[k].follow[l[k].l]=l[t].first[t1];l[k].l++;l[k].follow[l[k].l]='\0';}}break;}}break;}}}//如果该非终结符是最后一位,//将该产生式左部非终结符的Follow集合//加入到当前非终结符的Follow集合中.//然后从当前终结符开始向右判断是否为非终结符，是的话,进行相应处理//循环直到当前非终结符推不出ε或当前为终结符时退出if(j==len-1){t3=j;strcpy(ch,a[i]);while(!flag){if((ch[t3]>='A')&&(ch[t3]<='Z')){for(k=0;k<cnt;k++){if(ch[0]==l[k].ch){for(t=0;t<cnt;t++){if(ch[t3]==l[t].ch){for(t1=0;t1<l[k].l;t1++){for(t2=0;t2<l[t].l;t2++)if(l[k].follow[t1]==l[t].follow[t2])break;if(t2!=l[t].l)continue;else{fchange=1;l[t].follow[l[t].l]=l[k].follow[t1];l[t].l++;l[t].follow[l[t].l]='\0';}}if(l[t].flag)ch[t3--]='\0';else{flag=1;t3--;}break;}}break;}}}elsebreak;}flag=0;}}//如果当前位为终结符，判断其前一位是否为非终结符//是的话,将该终结符并到该非终结符的Follow集合中else{if((a[i][j-1]>='A')&&(a[i][j-1]<='Z')){for(k=0;k<cnt;k++){if(a[i][j-1]==l[k].ch){for(t=0;t<l[k].l;t++)if(a[i][j]==l[k].follow[t])break;if(t==l[k].l){fchange=1;l[k].follow[l[k].l]=a[i][j];l[k].l++;l[k].follow[l[k].l]='\0';}}}}}}}if(!fchange){for(i=0;i<cnt;i++)printf("FOLLOW(%c): %s\n",l[i].ch,l[i].follow);break;}}}int main(){int i;if(input()==-1)return -1;seekEmpty();seekFirstVn();seekFirstRight();seekFollow();return 0;}实验演示：因为不知道怎么用电脑输出’ε’符号，我在代码里用’@’来表示‘ε’.以‘$’来结束输入测试数据1：S->MH|aH->LSo|@K->dML|@L->eHfM->K|bLM测试数据2：S->aHH->aMd|dM->Ab|@A->aM|e实验感想：经过这几次的实验，不仅让我们更加深刻的知道了first集合和follow集合的计算步骤和方法，还很好的培养了我们动手能力。

计算f i r s t集合和f o l l o w集合--编译原理计算first 集合和follow 集合姓名：彦清 学号：E10914127一、实验目的输入：任意的上下文无关文法。

输出：所输入的上下文无关文法一切非终结符的first 集合和follow 集合。

二、实验原理设文法G[S]＝（V N ，V T ，P ，S ），则首字符集为：FIRST （α）＝{a | α⇒*a β，a ∈V T ，α,β∈V *}。

若α⇒*ε，ε∈FIRST （α）。

由定义可以看出，FIRST （α）是指符号串α能够推导出的所有符号串中处于串首的终结符号组成的集合。

所以FIRST 集也称为首符号集。

设α＝x 1x 2…x n ，FIRST （α）可按下列方法求得：令FIRST （α）＝Φ，i ＝1；（1）若x i ∈V T ，则x i ∈FIRST （α）； （2） 若x i ∈V N ；① 若ε∉FIRST （x i ），则FIRST （x i ）∈FIRST （α）；② 若ε∈FIRST （x i ），则FIRST （x i ）－{ε}∈FIRST （α）；（3） i ＝i+1，重复（1）、（2），直到x i ∈V T ，（i ＝2，3，…，n ）或x i ∈V N 且若ε∉FIRST （x i ）或i>n 为止。

当一个文法中存在ε产生式时，例如，存在A →ε，只有知道哪些符号可以合法地出现在非终结符A 之后，才能知道是否选择A →ε产生式。

这些合法地出现在非终结符A 之后的符号组成的集合被称为FOLLOW 集合。

下面我们给出文法的FOLLOW 集的定义。

设文法G[S]＝（V N ，V T ，P ，S ），则FOLLOW （A ）＝{a | S ⇒… Aa …，a ∈V T }。

若S ⇒*…A ，#∈FOLLOW （A ）。

由定义可以看出，FOLLOW （A ）是指在文法G[S]的所有句型中，紧跟在非终结符A 后的终结符号的集合。

集美大学计算机工程学院编译原理课程设计报告选题名称:LL（1）文法分析院（系）:计算机工程学院专业:计算机科学与技术班级:计算1412指导教师:付永刚学年学期:2016 ~ 2017 学年第 2 学期2017 年06 月29 日摘要：选题要求：根据某一文法编制调试LL(1) 文法语法分分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。

本次课程设计的目的主要是加深对预测分析LL(1)文法语法分析法的理解。

具体如下：1、对语法规则有明确的定义；2、编写的分析程序能够对给定文法进行正确的语法分析；3、对输入给定的文法，手工计算FIRST、FOLLOW集合和select集合，应能判断识别是否为给定文法的句子，并给出推导过程。

4、对输入给定的文法，由程序自动构造FIRST、FOLLOW集合。

5、对于遇到的语法错误，能够做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，保证顺利完成语法分析过程。

关键词：语法分析；FIRST集合；FOLLOW集合；分析表一、设计内容及要求(1) 基于PL/0语言，通过编程判断该文法是否为LL(1)文法；(2)计算出文法的First() Follow()(3)构造相应文法的预测分析表(4)对某个输入句子进行语法分析二、实现原理1．LL(1)文法LL(1)文法是一类可以进行确定的自顶向下语法分析的文法。

就是要求描述语言的文法是无左递归的和无回溯的。

根据LL(1)文法的定义，对于同一非终结符A的任意两个产生式A:=a和A:=b，都要满足：SELECT(A：=a )∩SELECT(A:=b)=Ø。

（1）文法的左递归当一个文法是左递归文法时，采用自顶向下分析法会使分析过程进入无穷循环之中。

所以采用自顶向下语法分析需要消除文法的左递归性。

文法的左递归是指若文法中对任一非终结符A有推导AÞA…，则称该文法是左递归的。

左递归又可以分为直接左递归和间接左递归。

●直接左递归若文法中的某一产生式形如A→Aα，α∈V*，则称该文法是直接左递归的。

摘要：编译原理是计算机科学与技术专业最重要的一门专业基础课程，内容庞大，涉及面广，知识点多。

由于该课程教、学难度都非常大，往往费了大量时间而达不到预期教学效果俗语说：学习的最好方法是实践。

本次课程设计的目的正是基于此，力求为学生提供一个理论联系实际的机会，通过布置一定难度的课题，要求学生独立完成。

我们这次课程设计的主要任务是编程实现对给定文法的FIRST 集和FOLLOW集的求解。

通过实践，建立系统设计的整体思想，锻炼编写程序、调试程序的能力，学习文档编写规范，培养独立学习、吸取他人经验、探索前言知识的习惯，树立团队协作精神。

同时，课程设计可以充分弥补课堂教学及普通实验中知识深度与广度有限的缺陷，更好地帮助学生从全局角度把握课程体系。

关键词：编译原理；FIRST集；FOLLOW集目录1 课题综述 (1)1.1 课题来源 (1)1.2 课题意义 (1)1.3 预期目标 (1)1.4 面对的问题 (1)1.5 需解决的关键技术 (1)2 系统分析 (2)2.1 基础知识 (2)2.1.1 FIRST集定义 (2)2.1.2FIRST集求解算法.................................................................... 错误!未定义书签。

2.1.3FOLLOW集的定义 (4)2.1.4 FOLLOW集算法 (4)2.2 解决问题的基本思路 (4)2.3 总体方案 (4)3 系统设计 (5)3.1 算法实现 (5)3.2 流程图 (6)4 代码编写 (10)5 程序调试 (15)6 运行与测试 (15)1 课题综述1.1 课题来源文法：包含若干终结符，非终结符，由终结符与非终结符组成的产生式。

本次课程设计就是对产生式进行左递归分析，待无左递归现象后进行FIRST集与FOLLOW集的求解。

1.2 课题意义由文法产生的若干个句子有可能是合法的或者不合法的，也有可能产生歧义，所以要消除歧义先消除文法左递归，然后根据求得的FIRST集与FOLLOW 集构造分析表，分析给定句子的合法性。

.编译原理实验专业：13级网络工程语法分析器1一、实现方法描述所给文法为G【E】；E->TE’E’->+TE’|空T->FT’T’->*FT’|空F->i|(E)递归子程序法：首先计算出五个非终结符的first集合follow集，然后根据五个产生式定义了五个函数。

定义字符数组vocabulary来存储输入的句子，字符指针ch指向vocabulary。

从非终结符E函数出发，如果首字符属于E的first集，则依次进入T函数和E’函数，开始递归调用。

在每个函数中，都要判断指针所指字符是否属于该非终结符的first集，属于则根据产生式进入下一个函数进行调用，若first集中有空字符，还要判断是否属于该非终结符的follow集。

以分号作为结束符。

二、实现代码头文件shiyan3.h#include<iostream>#include<cstdio>#include<string>using namespace std;#define num 100char vocabulary[num];char *ch;void judge_E();void judge_EE();void judge_T();void judge_TT();void judge_F();源文件#include"shiyan3.h"void judge_E(){if(*ch==';'){cout<<"该句子符合此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}elseif(*ch=='('||*ch=='i'){judge_T();judge_EE();}else{cout<<"该句子不匹配此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}}void judge_EE(){if(*ch==';'){cout<<"该句子符合此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}if(*ch=='+'){ch++;judge_T();judge_EE();}elseif(*ch=='#'||*ch==')')return;else{cout<<"该句子不匹配此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}}void judge_T(){if(*ch==';'){cout<<"该句子符合此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}if(*ch=='('||*ch=='i'){judge_F();judge_TT();}else{cout<<"该句子不匹配此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}}void judge_TT(){if(*ch==';'){cout<<"该句子符合此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}if(*ch=='*'){ch++;judge_F();judge_TT();}elseif(*ch==')'||*ch=='+'||*ch=='#')return;else{cout<<"该句子不匹配此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}}void judge_F(){if(*ch==';'){cout<<"该句子符合此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}if(*ch=='('){ch++;judge_E();if(*ch==')'){ch++;}else{cout<<"该句子不匹配此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}}elseif(*ch=='i'){ch++;//cout<<*ch;}else{cout<<"该句子不匹配此文法！"<<endl;int a=0;cout<<"按1结束程序"<<endl;cin>>a;if(a==1)exit(0);}}void main(){//char *ch;cout<<"**********************欢迎使用语法分析器************************"<<endl;cout<<"请输入一个句子："<<endl;cin.getline(vocabulary,15);ch=vocabulary;judge_E();cout<<endl;cout<<"************************结束使用，再见！**************************"<<endl;}三、运行结果四、心得体会此次实验使用的是递归子程序法，用这个方法最大的问题就是函数里的递归调用，一不小心就把人绕糊涂了。