语法分析器实验报告

语法分析器的设计实验报告

一、实验内容

语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文 法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空， 再分 别计算非终结符号的FIRST 集合，每个非终结符号的FOLLOW 集合，以及每个 规则的SELECT 集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的 SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合 LL(1)文法，可以进行分析。 对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E)

分析句子i+i*i 是否符合文法。

二、基本思想

1、语法分析器实现

语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词 法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分， 同时进行词法检查，为语义 分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的 LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。

该程序可分为如下几步：

读入文法 判断正误

若无误，判断是否为LL(1)文法 若是，构造分析表； 由句型判别算法判断输

入符号串是为该文法的句型。

三、核心思想

该分析程序有15部分组成：

(1) 首先定义各种需要用到的常量和变量; (2) 判断一个字符是否在指定字符串中；

(1) (2) (3) (4)

(5)

（3） （4） （5）

（6）

（7）

（8）

（9）

（10） （11） （12） （13） （14）

（15） 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集

I 、实例中求直接推出空的 empty 集的算法描述如下： void emp （char c ）{ 参数 c 为空符号 char

temp[10]; 定义临时数组 int i;

for （i=0;i<=count-1;i++） 从文法的第一个产生式开始查找 {

if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为 then 将该条产生式左部符号保存在临时

数组 将临时数组中的元素合并到记录可推出

}

n 、求某一符号能否推出&

int _emp （char c ） {

//若能推出 &，返回 1 ；否则，返回 0

int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0';

存放到一个临时数组 empt 里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果 c 在可直接推出空字的

empty[] 中,返回 1 for （i=0;;i++）

{

if （i==count ）

return （0）;

找一个左部为 c 的产生式 j=strlen （right[i]）;

if 右部长度为 if 右部长度为 else

{

读入一个文法； 将单个符号或符号串并入另一符号串； 求所有能直接推出 & 的符号；

求某一符号能否推出‘ & '； 判断读入的文法是否正确； 求单个符号的 FIRST ； 求各产生式右部的 FIRST ； 求各产生式左部的 FOLLOW ； 判断读入文法是否为一个 LL （1） 文法； 构造分析表 M ； 句型判别算法； 一个用户调用函数； 主函数；

1, temp 中 & 符号的数组 empty 中。

//j 为 c 所在产生式右部的长度

1且右部第一个字符在 empty[]中.then 返回1（A->B,B 可推出空） 1 但第一个字符为终结符 ,then 返回 0（A->a,a 为终结符 ）

for(k=0;k<=j-1;k++)

{

查找临时数组 empt[]. 并标记 mark-=1(A->AB)

if 找到的字符与当前字符相同 (A->AB) 结束本次循环 else(mark 等于 0)

查找右部符号是否可推出空字 ,把返回值赋给 result 把当前符号加入到临时数组

empt[] 里.

当前字符不能推出空字且还没搜索完全部的产生式 then 跳出本次循环继续搜索下一条产生式 else if // 当前字符可推出空字 ,返回

}

2、计算每个符号的 first 集： 实例中求单个符号的 FIRST 集的算法描述如下： void first2

(int i) { 参数 i 为符号在所有输入符号中的序号 c 等于指示器 i 所指向的符号 在保存终结符元

素的 termin[] 数组查找 c

if c 为终结符(c € V T ), then FIRST(c)={c} 在保存终结符元素的 non_ter[] 数组查

找 c if c 是非终结符(c € V N )

在所有产生式中查找 c 所在的产生式 if 产生式右部第一个字符为终结符或空 把 a 或 & 加进 FIRST(c) if 产生式右部第一个字符为非终结符

if 产生式右部的第一个符号等于当

前字符 then 跳到下一条产生式进行查找 求当

前非终结符在所有字符集中的位置 if 当前非终结符还没求其 FIRST 集 then 查找它的

FIRST 集并标识此符号已求其 FIRST 集 求得结果并入到 c 的 FIRST 集 .

if 当前产生式右部符号可推出空字且当前字符不是右部的最后一个字符 获取右部符号下一个字符在所有字符集中的位置 if 此字符的 FIRST 集还未查找 then 找其

FIRST 集 ,并标其查找状态为 1 把求得的 FIRST 集并入到 c 的 FIRST 集 . if 当前右部符号串可推出空且是右部符号串的最后一个字符

(即产生式为 c7

丫1丫2…Y k ,若对一切 1<=i<=k ，均有 & € FIRST(Y i ),则将 & €符号加进 FIRST(c)) then

把空字加入到当前字符 c 的FIRST 集.

else

不能推出空字则结束循环

标识当前字符c 已查找其FIRST 集.}

3. 计算 FOLLOW

FOLLOW 集的构造可用如下方法来求：

对于文法中的符号 X V N ,其FOLLOW(A)集合可反复应用下列规则计算，直到

FOLLOW(A)集合不再增大为止。

(1) 对于文法开始符号 S ,因为S S ,故# FOLLOW(S); (2) 若 A7 B ，其中 B V N ,

(V T V N )*、 (V T V N )+

，贝U

FIRST( )-{ } FOLLOW(B); (3) 若 A 7 B 或 A 7 B (禺)，贝y

FOLLOW(A) FOLLOW(B)。 FOLLOW 集的算法描述如下： void FOLLOW(i nt i)

}

if

(即 C7 a (a € V T )或 &) then

then

then

X为待求的非终结符

把当前字符放到一临时数组fo叩中,标识求已求其FOLLOW集.避免循环递归

if X 为开始符号then # € FOLLOW(X)

对全部的产生式找一个右部含有当前字符X的产生式

注：比如求FOLLOW(B)则找A7a X或A7 X (兰> ￡ )的产生式

if X在产生式右部的最后(形如产生式A7 X) then 查找非终结符A是否已经求过其FOLLOW 集.避免循环递归

if 非终结符A已求过其FOLLOW集then

FOLLOW(A) € FOLLOW(X)

继续查下一条产生式是否含有X

else

求A之FOLLOW 集，并标识为A已求其FOLLOW 集

else if X不在产生式右部的最后(形如A 7 B ) then

if右部X后面的符号串能推出空字then

查找是否已经求过其FOLLOW集.避免循环递归

if 已求过的FOLLOW 集then

FOLLOW(A) € FOLLOW(B)

结束本次循环

else if 不能推出空字then

求FIRST()

把FIRST()中所有非空元素加入到FOLLOW(B)中

标识当前要求的非终结符X的FOLLOW 集已求过

4.计算 SELECT!

SELECT集的构造算法如下：

对所有的规则产生式 A 7 X：

(1)若X 不能推出空字，贝y SELECT(A 7X) = FIRST(x);

(2)若X 可推出空字，贝U SELECT(A 7x)=FIRST(x) - { } FOLLOW(A)。

算法描述如下：

for(i=0;i<=产生式总数-1;i++)

先把当前产生式右部的FIRST集(一切非空元素，不包括￡放入到当前产生式的

SELECT(i);

if 产生式右部符号串可推出空字 then 把 i 指向的当前产生式左部的非终结符号的 FOLLOW 集并入到 SELECT(i) 中 5.判断是否 LL(1) 文法 要判断是否为 LL(1) 文法，需要输入的文法 G 有如下要求： 具有相同左部的规则的 SELECT 集两两不相交，即： SELECT(A T ) nSELECT(A )= 如果输入的文法都符合以上的要求，则该文法可以用 算法描述如下： 把第一条产生式的 SELECT(0) 集放到一个临时数组 temp[] 中 for(i=1;i<= 产生式总数 -1;i++) 求 temp 的长度 length if i 指向的当前产生式的左部等于上一条产生式的左部 temp 数组中 length 加上 SELECT (i) 的长度

LL(1) 方法分析。 then 把 SELECT(i) 并入到 If temp 的长度小于 返回 0

else 把 temp 清空 把 SELECT (i) 存放到 结果返回 1 ； 四、算法 temp 中

#include #include #include /*******************************************/ int count=0; int number;

char start; char termin[50]; char non_ter[50]; char v[50]; char

left[50]; char right[50][50]; //产生式的个数

//所有终结符和非终结符的总数 //开始符号 //终结符号 //非终结符号

//所有符号 //左部 //右部

char first[50][50],follow[50][50]; char first1[50][50]; char

select[50][50]; char firstflag[50],followflag[50]; char empty[20]; char nonempty[20]; char empt[20]; char TEMP[50]; int int //各产生式右部的 FIRST 和左部的 FOLLOW 集合 // 所有单个符号的 FIRST 集合 //各个产生式的 SELECT 集合 //记录各符号的 FIRST 和 FOLLOW 是否已求过 //记录可推出 & 的符号 //记录不可推出 & 的符号

II 求_em p()时使用 //求 FOLLOW 时存放某一符号串的 FIRST 集合 in t

validity=1; ll=1; M[20][20]; II 表示输入文法是否有效 II 表示输入文法是否为 LL(1)文法 II 分析表

}

} }

char choose; //用户输入时使用 char foll[20]; // 求 FOLLOW 集合时使用

/******************************************* 判断一个字符 c 是否在指定字符串 p 中 ********************************************/ int in(char c,char *p) { int i; if(strlen(p)==0) return(0); for(i=0;;i++) {

if(p[i]==c)

return(1); if(i==(int)strlen (p)) return(0); //若在，返回 1 //若不在，返回 0 /******************************************* 将单个符号或符号串并入另一符号串 ********************************************/

void merge(char *d,char *s,int type) { 〃是目标符号串，s 是源串，type = 1,源串中的&一并并入目串;

//type = 2，源串中的&不并入目串

int i,j; for(i=0;i<=(int)strlen(s)-1;i++) {

if(type==2&&s[i]=='&'

); else

{

for(j=0;;j++)

{

if(j<(int)strlen(d)&&s[i]==d[j])

break;

//若已存在,则退出,继续看下一个源串字符

if(j==(int)strlen(d)) //若不存在,则并入

{

d[j]=s[i]; d[j+1]='\0'; break;

}

/*******************************************

读入一个文法

********************************************/ char grammer(char *t,char *n,char *left,char right[50][50])

{

char vn[50],vt[50]; char s; char p[50][50]; int i,j;

printf(" 请输入文法的非终结符号串： "); scanf("%s",vn); getchar(); i=strlen(vn); memcpy(n,vn,i); n[i]='\0';

printf(" 请输入文法的终结符号串： scanf("%s",vt); getchar(); i=strlen(vt); memcpy(t,vt,i); t[i]='\0';

printf(" 请输入文法的开始符

号： scanf("%c",&s); getchar();

printf(" 请输入文法产生式的条数： scanf("%d",&i); getchar(); count=i; for(j=1;j<=i;j++) {

printf(" 请输入文法的第 %d 条(共 %d 条)产生式： ",j,i); scanf("%s",p[j-1]); getchar();

}

for(j=0;j<=i-1;j++)

{

if(p[j][1]!='-'||p[j][2]!='>') // 检测输入错误 {

printf("\n 输入错误 !"); validity=0; return('\0');

}

return(s);

"); ");

");