合肥工业大学编译原理 LL(1)自上而下文法分析

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编译原理课程设计LL(1)文法

编译原理课程设计LL(1)文法

本次课程设计主要是介绍LL(1)文法的一般原理,根据给定的一文法编制调试LL(1)文法语法分析程序,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)文法语法分析的理解,加深对自顶向下语法分析方法的认识。

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集合以及各产生式的Select 集合,再根据Select集合构造出预测分析表;4、对于输入串,应能根据预测分析表判断识别该输入串是否为给定文法的句子;5、对于遇到的错误,给出简单的错误信息提示,保证能够顺利完成语法分析过程。

前言------------------------------------------------------------- Ⅰ目录------------------------------------------------------------- Ⅱ一、系统分析------------------------------------------------------ 11.1 判断LL(1)文法---------------------------------------------- 11.2 构造预测分析表---------------------------------------------- 1二、系统设计------------------------------------------------------ 22.1 基本设计---------------------------------------------------- 22.2 程序流程图-------------------------------------------------- 2三、系统实现------------------------------------------------------ 33.1 程序主要函数------------------------------------------------ 33.2 程序主要代码------------------------------------------------ 3四、系统测试------------------------------------------------------ 7五、总结---------------------------------------------------------- 8 参考文献---------------------------------------------------------- 9一、系统分析有文法G[E]:E->TG T->FSG->+TG|ε S->*FS|ε F->(E)|i 1.1 判断LL(1)文法当我们需选用自顶向下分析技术时,首先必须判别所给文法是否是LL(1)文法,分析所给文法可知文法中不含左公因子,也不存在左递归,因而再对给定文法计算First 集、Follow 集以及Select 集,对于求出的每个产生式的Select 集,看对于同一个左部非终结符是否存在交集,如果它们的交为空则表示所给文法是LL(1)文法,否则不是L(1)文法。

Removed_合肥工业大学编译原理实验 LL(1)分析法

Removed_合肥工业大学编译原理实验 LL(1)分析法
int i; for(i=0;i<Vt.length;i++){
if(c==Vt[i])return i;//在表中,就返回位置 } return -1;//返回-1 表示不在表中 } void addfi(String s, int j){//求关于某一个产生式的 first 集 int v=vn(s.charAt(0));//v 为产生式左边的非终结符 int i; if(vt(s.charAt(j))!=-1){//产生式右边第一个为终结符
fi[v][vt(s.charAt(j))]=true;//就把 s.charAt(j)加入 s.charAt(0)的 first 集
}else{//产生式右边第一个为非终结符 if(!fi[vn(s.charAt(j))][Vt.length]){//如果 s.charAt(j)的
first 集没有求,先求 s.charAt(j)的 first 集 first(s.charAt(j));
int vn(char c){//返回 c 在非终结符表中的位置 int i; for(i=0;i<Vn.length;i++){ if(c==Vn[i])return i;//在表中,就返回位置 } return -1;//返回-1 表示不在表中
} int vt(char c){//返回 c 在终结符表中的位置
4、算法流程图
:50 45. 44. 43. by 42.41.— 4—0.— 3—9.—3—8.by37@.—— 36.35. —34—. ——33.312. 1.2.3.34.0.5.6—.—29.by28.by@27.26.—— 25. 24. 23. 22. by 21.20. — 1—9.by:18.by:17.— 1—6.— 1—5.—1—4.—— 13. 12. 111.0“. ”by: 9M.“OOOKN”b8y.:——7.——6.——5.——4.——3.——2.——1.——

编译原理第5章 LL(1)文法及其分析程序

编译原理第5章  LL(1)文法及其分析程序

}
else error( )
}
}
27
5.2 预测分析程序(Predictive
parser)无回溯的自顶向下分析程序
特征——根据下一个(几个)输入符号为当前要处理 的非终结符选择产生式
要求——文法是LL(1)的 第一个L 从左到右扫描输入串 第二个L 生成的是最左推导 1 向前看一个输入符号(lookahead)
第5章 LL(1)文法及其分析程序
5.1 自上而下的语法分析 5.2 预测分析程序
递归下降子程序 表驱动的预测分析程序 5.3 LL(1)分析程序的生成
LL(1)文法 FIRST和FOLLOW集 定义和计算 5.4 非LL(1)文法的改造
1
5.1自上而下的语法分析
1语法分析概念 2自上而下的语法分析的一般过程 3自上而下的语法分析面临的问题
到分析结束。
5
分析算法分类
分析算法可分为:
自上而下分析法:
从文法的开始符号出发,寻找与输入符号 串匹配的推导,或者说,为输入串寻找一 个最左推导。
自下而上分析法:
从输入符号串开始,逐步进行归约,直至 归约到文法的开始符号。
6
两种方法反映了语法树的两种构 造过程。
自上而下方法是从文法符号开始,将它做为语法
SaASaSbASaabASaabbaSaabbaa
SaASaSbASaSbAaaabAaaabbaa
4
语法分析
在语言的编译实现中,把句子分析的过程称
为语法分析,即完成这个任务的程序称为 语法分析程序或称为识别程序。分析算法 又称识别算法。 从左到右的分析算法,即总是从左到右地识 别输入符号串,首先识别符号串中的最左 符号,进而依次识别右边的一个符号,直

编译原理自上而下语法分析

编译原理自上而下语法分析

编译原理
基本架构(1)

变量: sym:当前符号 函数:advance( ):读输入串下一符号 对于每个非终结符号U→α 1|α 2|…|α n处理的方法如下: P(U) {
if sym ∈FIRST(α1 )then P(α1) //处理α1的程序部分 else if sym ∈FIRST(α2 )then P(α2) //处理α2的程序部分 … else if sym ∈FIRST(αn )then P(αn) else if sym ∈FOLLOW(U)then return //处理空产生式情况 else error }
编译原理
间接左递归举例
S→Qc|c Q→Rb|b R→Sa|a 以上文法不含直接左递归,但S,Q,R 都是左递归的,因为: S=>Qc =>Rbc =>Sabc Q =>Rb =>Sab =>Qabc R =>Sa =>Qca =>Rbca
编译原理
消除文法的左递归
前提:如果一个文法不含回路(形如P⇒+ P 的推导),也不含以ε 为右部的产生式, 那么可以通过执行消除文法左递归的算 法消除文法的一切左递归(改写后的文 法可能含有以ε 为右部的产生式)。
FIRST(u)包含了u对应的字的所有可能的首终结符号。 FOLLOW(U)表示了句型中可能紧跟再U后面的终结符号。
编译原理
FIRST(α) 构造算法
对于X∈(VN∪VT),FIRST(X)
的构造 1:若XVT,则FIRST(X)={X} 2:若XVN,且有产生式X→a…, a VT ,则a FIRST(X);如果X→ ,那么 FIRST(X)。 3:若有产生式X→ Y…,Y VN ,则FIRST(Y)\ {} ⊏ FIRST(X); 如果有产生式X→Y1Y2…YK,其中Y1,Y2,Yi-1 VN且Y1Y2…Yi-1 => * , 则FIRST(Yi) \ {} ⊏ FIRST(X);若Y1Y2…YK => * ,则 FIRST(X)。

编译原理语法分析_自上而下__LL(1)文法的判别

编译原理语法分析_自上而下__LL(1)文法的判别
F
Y
N
计算FOLLOW集
(a) 设S为文法中开始符号, 把 # 加入FOLLOW(S)中 (b) 若 A→αBβ 是一个产生式, 则把 FIRST(β)\{ε} 加入 FOLLOW(B) 中 (c) 若 A→αB 是一个产生式, 或 A→αBβ 是一个产生式,且β可推出ε, 即ε∈FIRST(β) , 则把 FOLLOW(A) 也加入 FOLLOW(B) 中 (d) 反复使用(b)直到每个非终结符的FOLLOW集 不再增大为止。
推出ε FIRST集 FOLLOW集 E N (,i ),# E' Y + ,ε ),# T N (,i +,),# T' Y * ,ε +,),# F N (,i *,+,),#
计算SELECT集
给定上下文无关文法的产生式A→α, A∈VN, α∈V*, * ε, • 若α SELECT(A→α) = FIRST(α) * ε, • 若α SELECT(A→α) = (FIRST(α)-{ε})∪ FOLLOW(A)
G': E → TE' E'→ +TE' E'→ ε T → FT' T'→ *FT' T'→ ε F → (E) F→i 推出ε N Y N Y N
E E' T T' F
求出能推出ε的非终结符 - 算法描述
建立一个一维数组X[ ],用以记录非终结符能否 推出ε。 ① 将数组X[ ]中对应每一非终结符的标记置初值 为“未定”。
♨ LL(1)文法的判别
左递归和左公因子 * ε的非终结符 求出能 求First集 求Follow集 LL(1)判别

最新编译原理第4章 语法分析 自下而上 LR分析法说课讲解

最新编译原理第4章 语法分析 自下而上 LR分析法说课讲解
识别文法句型活前缀的非确定有限自动机(NFA M) 包括:状态、状态转换、初态、终态 ①NFA的状态:是一个LR(0)项目,一个项目指明了在 分析过程的某时刻看到产生式多大一部分 ②构造方法:
a.文法开始符号的形如S’→•S的项目为NFA的唯一 初态;文法的所有LR(0)项目构成的状态都是识别文
法的规范句型的活前缀的终态。活前缀识别态
编译原理第4章 语下而上(自动生成)


算符优先-最左素短语

规范归约-句柄


自上而下(手动,自动生成)
递归下降-消除左递归 LL(1)分析法- LL(1)分析表
图1
LR分析法是一种自下而上进行规范归 约的语法分析方法, L指自左向右扫描输入串, R指最右推导(规范归约)。
LR分析程序生成器:自动生成LR分 析程序的程序。
LR分析器(分析表)的分类:
1. LR(0)表构造法。这种方法的局限性较大、但它 是建立其它较一般的LR分析法的基础。
2.简单LR(简称SLR)表构造法。虽然一些文法不 能构造SLR分析表,但是,它是一种比较容易实 现又很有使用价值的方法。
3.规范LR表构造法。这种分析表能力最强,能够适 用一大类文法,但实现代价高,或者说,分析表 的体积非常大。
① 文法G
(1)EE+T
(2) ET
(3) TT *F
(4) TF
(5) F(E)
② 分析表(图 )
(6) Fi
③ 分析表中记号的含义
➢sj: ➢rj: ➢acc:
把下一状态 j 和现行输入符号 a 移进栈; 按第 j 个产生式进行归约; 接受;
➢空白格:出错标志,报错
状态
i
0

编译原理课程设计LL文法分析器

编译原理课程设计LL文法分析器

目录引言 (1)第一章概述 (4)1.1设计内容 (4)1.2设计要求 (4)第二章设计的基本原理 (4)2.1预测分析表的构成原理 (4)2.2预测分析程序的生成 (5)第三章程序设计 (5)3.1总体方案设计 (6)3.2各模块设计 (6)第四章程序测试 (7)附录程序清单 (8)课 程 设 计L L (1)文法分析器2010 年 12 月设计题目学 号 专业班级 学生姓名指导教师合肥工业大学课程设计任务书第一章概述1.1 设计内容:1:预测分析表自动构造程序的实现2:预测分析程序的实现1.2 设计要求1:设计内容及要求:对于任意输入的一个LL(1)文法,构造其预测分析表。

要求:首先实现集合FIRST(X)构造算法和集合FOLLOW(A)构造算法,再实现教材P.79给出的预测分析表构造算法。

程序显示输出预测分析表或输出到指定文件中。

2:设计内容及要求:对文法 G: E→E+T|T 按教材P.76表4.1构造出G的预测分析程序,T→T*F|F 程序显示输出如P.78那样的匹配过程。

F→(E)|i第二章设计的基本原理2.1预测分析表的构成原理对于任意给定的LL(1) 文法G,为了构造它的预测分析表M,我们就必须构造与文法G有关的集合First和fellow.首先我们对每一个X∈V T U Vn ,构造FIRST(X),办法是,连续使用下面的规则,直至每个集合FIRST不再增大为止.(1)若X∈V T,,则FIRST(X)={X}.(2)若X∈Vn ,且有产生式X->a……,则把a加入到FIRST(X)中,若X->ε,也是一条产生式,则把ε也加到FIRST(X)中.(3)若X->Y……是一个产生式且Y∈Vn,则把FIRST(Y)中所有非ε-元素都加到FIRST(X)中,若X->Y1Y2……Y K ,是一个连续的产生式, Y1Y2……Y i-1 都是非终结符,而且,对于任何j,1≤j≤i-1,FIRST(Y j) 都含有ε(即Y1Y2……Y i-1=>ε),则把FIRST(Y i) 中的所有非ε-元素都加到FIRST(X)中,特别是,若所有的FIRST(Y j)均含有ε,j=1,2,……,k,则把ε加到FIRST(X)中.对于文法G中每个非终结符A构造FOLLOW(A)的办法是,连续使用下面的规则,直到每个FOLLOW不在增大为止.(1)对于文法的开始符号S,置#于FOLLOW(S)中;(2)若A->aBb是一个产生式,则把FIRST(b)\{ ε}加至FOLLOW(B)中;(3)若A->aB是一个产生式,或A->aBb是一个产生式而b=>ε(即ε∈FIRST( b))则把FOLLOW(A)加至FOLLOW(B)中构造分析表M的算法是:(1)对文法G的每个产生式A->a执行第二步和第三步;(2)对每个终结符a∈FIRST(a), 把A->a加至M[A,a]中;(3)若ε∈FIRST(a),则把任何b∈FOLLOW(A)把A->a加至M[A,b]中;(4)把所有无定义的M[A,a]标上出错标志.2.2 预测分析程序的生成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和当前的输入符号行事的,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X从STACK栈顶逐出,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逐出STACK栈顶,然后,把产生式的右部符号串按反序一一推进STACK栈(若右部符号为ε,则意味着不推什么东西进栈).在把产生式的右部符号推进栈的同时应做这个产生式相应得语义动作,若M[A,a]中存放着”出错标志”,则调用出错诊察程序ERROR.第三章程序设计3.1 总体方案设计在看到这个题目后,首先想到的就是要分模块进行设计.(1)第一模块:把文本文件中的LL(1)文法读入到程序中grammer类中的数组成员g中.(2)第二模块:通过对已输入到数组g中的文法,进行扫描,把相应的非终结符和终结符输入到非终结符数组VN中和终结符数组VT中.(3)第三模块:生成所有的非终结符的FIRST集合(4)第四模块:生成所有的非终结符的FOLLOW集合(5)第五模块:生成文法的预测分析表(6)第六模块:生成文法的预测分析程序通过这六模块的设计,最后可连接成一个预测分析程序.3.2 各模块程序设计首先要建立两个类,分别是grammer类和SeqStack类Grammer类中有保存从文本文件读入的LL(1)文法,用一个二维字符数组g保存, 保存非终结符的字符数组VN,保存终结符的字符数组VT,文法开始符号字符变量begin ,元素对应first集合中的有空字符的非终结符数组emptychar,预测分析表为二维整形数组form.SeqStack类主要的作用为在预测分析时作为符号栈.(1)第一模块的设计:对于这个模块的设计,就是用输入流对文本文件中的文法进行读入当读到字符’|’或’/n’时意味着一个产生式已结束,那么相应数组中相应的下标变量+1;数组g[i][0]所存放着这个产生式对应的字符的数量.g[i][1]为这个产生式左边的非终结符.(2)第二模块的设计:在已把文法读入到数组g中后,那么相应的g[i][0]为每个产生式的非终结符,若此非终结符不在数组VN中,那么把此字符加入到VN中对终结符的读入,则是从每个g[i][2]开始扫描,若此字符不在非终结符数组VN中,也不在VT 中,那么就把此字符加入到VT中.(3)第三模块的设计:生成FIRST集合这个算法基本上按照书上的原理,如对每个产生式进行扫描,当扫描到非终结符时,把此字符加入到相应非终结符的FIRST集合中,若遇到非终结符时,需把此非终结符的FIRST集合中除了空字符外全加入到对应的非终结符的first集合中,这就涉及到算法的一个递归算法,我是利用在函数的参数表中设置俩个参数,一个是FIRST数组,另外一个是非终结符,在用到递归时,我是利用把FIRST数组设为本产生式第一个非终结符的FIRST数组,而非终结符参数则设置为在扫描产生式右部过程中所遇到的非终结符.然后通过循环对这个文法中的所有非终结符进行函数的调用,这样来求到所有非终结符的FIRST集合.(4)第四模块的设计:生成FOLLOW集合这个算法,关键就是求某非终结符A的FOLLOW集合,那么就是扫描到A后面的字符,若为终结符,则把此终结符加入到A的FOLLOW集合,那么若为非终结符,则把此非终结符的FIRST集合加入到A的FOLLOW集合中,若A为某个产生式最后一个字符,则把这个产生式的第一个字符的FOLLOW集合加入到A的FOLLOW集合中,在这个算法的过程中叶涉及到运用递归,此递归的方法同样与上述求FIRST集合中运用的递归方法类似(5)第五模块的设计:求预测分析表的过程同样是对每个产生式进行扫描,对每个产生式的FIRST集合中的元素,都把相应的产生式的编号写入到对应的预测分析表中对应的位置(6)第六模块的设计:生成预测分析程序,就是把’#’和文法开始符号进入到栈中,然后把相应的分析语句中当前的输入符号对应,在每一步过程中按照书上讲到的原理,在预测分析表中找到相应的产生式.第四章程序测试附录程序清单class SeqStack;//声明栈类class grammer//定义grammer类,此类的作用把文本文件中的文法保存,并且产生这个文法的非终结符集合,终结符集合,first集合,fellow集合,预测分析表等{public:grammer();~grammer();void openfile(char *);void prepareform();void buildform();void buildProcess(SeqStack& ss);private:char begin;char *vt;char **g;char *vn;char **first;//这时所有非终结符的first集合char **fellow;//这是所有非终结符的fellow集合char *emptychar;//这个集合中的元素为对应first集合中的有空字符的非终结符int **form;//这是对应文法的预测分析表int count;void buildVn();void buildVt();void buildemptychar();void buildfirst();void buildfellow();void fellowzh(char *,char);void firstzh(char *,char);int search(char *,char);void printform();void outputblank(int);};const int stackIncreament=20;class SeqStack//定义SeqStack类,这个类的主要作用是在对语句的预测分析过程中作符号栈{public:friend grammer;SeqStack(int sz=50);~SeqStack();void Push(char x);bool Pop(char& x);bool getTop(char& x);bool IsEmpty();bool IsFull();int getSize();void MakeEmpty();void showPlay();private:char *elements;int top;int maxSize;void overflowProcess();};#include<fstream>#include<iostream>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<assert.h>#include<windows.h>#include "编译.h"using namespace std;grammer::grammer(){count=0;}grammer::~grammer(){int i;for(i=0;i<count;i++)delete g[i];delete g;delete vt;delete vn;}void grammer::openfile(char *file)//这个函数的主要功能在于对文本文件中的文法进行读入,并保存在对应的数组中,一并产生对应文法的终结符集合和非终结符集合{char ch;int i,j;ifstream infile(file,ios::in);//定义文件流if(!infile){cout<<"open error!"<<endl;exit(1);}while((ch=infile.get())!=EOF){if(ch=='-'){if((ch=infile.get())=='>'){count++;}else{infile.seekg(-1,ios::cur);}}else if(ch=='|'){count++;}else{}}g=new char *[count];for(i=0;i<count;i++){g[i]=new char [15];g[i][0]=0;}infile.clear();//能重新激活文件流infile.seekg(0,ios::beg);//定位i=0;j=1;while((ch=infile.get())!=EOF){if(ch=='-'){if(infile.get()!='>'){g[i][j]=ch;g[i][0]++;j++;if(ch==EOF)break;elseinfile.seekg(-1,ios::cur);}}else if(ch=='|'){i++;g[i][1]=g[i-1][1];g[i][0]=1;j=2;}else if(ch=='\n'){infile.seekg(-3,ios::cur);ch=infile.get();if(ch!='\n'){i++;j=1;}infile.seekg(2,ios::cur);}else{g[i][j]=ch;g[i][0]++;j++;}}cout<<count<<endl;for(i=0;i<count;i++){for(j=1;j<=g[i][0];j++){cout<<g[i][j]<<" ";}cout<<endl;}buildVn();//建立非终结符集合buildVt();//建立终结符集合}void grammer::buildVn()int i=1,j=0;vn=new char[count+1];vn[i]=g[j++][1];for(;j<count;j++)if(g[j][1]!=g[j-1][1]){i++;vn[i]=g[j][1];}vn[0]=i;begin=vn[1];cout<<"本文法开始符为:"<<begin<<endl;cout<<"本文法非终结符为:"<<" ";for(i=1;i<=vn[0];i++)cout<<vn[i]<<" ";cout<<endl;}void grammer::buildVt(){int i=1,j=0,t;char ch;vt=new char[100];vt[0]=0;for(;j<count;j++){t=2;for(;t<=g[j][0];t++){ch=g[j][t];if(!search(vt,ch)&&!search(vn,ch)){vt[i++]=g[j][t];vt[0]++;}}}cout<<"本文法终结符为:"<<" ";for(i=1;i<=vt[0];i++)cout<<vt[i]<<" ";cout<<endl;}int grammer::search(char *a,char ch)//搜索函数,用于在指定数组中对指定字符进行搜寻,若存在输出对应的序号,若不在则输出0for(int i=1;i<=a[0];i++){if(ch==a[i])return i;}return 0;}void grammer::buildemptychar()//建立对应first集合中含有空字符的的非终结符集合{int i=0,j=2,t=1;bool flag=true,flag1;emptychar=new char[vn[0]+1];emptychar[0]=0;for(;i<count;i++){if(g[i][2]=='@'&&!search(emptychar,g[i][1])){emptychar[t++]=g[i][1];emptychar[0]++;}}while(flag){flag=false;for(i=0;i<count;i++){for(j=2;j<=g[i][0];j++){if(search(emptychar,g[i][j])){flag1=true;}else{flag1=false;break;}}if(flag1==true&&!search(emptychar,g[i][1])){emptychar[t++]=g[i][1];emptychar[0]++;flag=true;}}cout<<"First集中含有空字符的有: ";for(i=1;i<=emptychar[0];i++){cout<<emptychar[i]<<" ";}cout<<endl;}void grammer::buildfirst(){int i;first=new char* [vn[0]];for(i=0;i<vn[0];i++){first[i]=new char[vt[0]+1];}for(i=0;i<vn[0];i++)first[i][0]=0;for(i=1;i<=vn[0];i++){firstzh(first[i-1],vn[i]);}}void grammer::buildfellow(){int i,j;fellow=new char* [vn[0]];for(i=0;i<vn[0];i++){fellow[i]=new char[vt[0]+1];}for(i=0;i<vn[0];i++)fellow[i][0]=0;for(i=1;i<=vn[0];i++){fellowzh(fellow[i-1],vn[i]);}for(i=0;i<vn[0];i++){cout<<vn[i+1]<<"的fellow集合为: ";for(j=1;j<=fellow[i][0];j++){cout<<fellow[i][j]<<" ";cout<<endl;}}void grammer::firstzh(char *a,char ch)//对指定非终结符建立对应的first集合{int i,j,t=1;for(i=0;i<count;i++){for(j=2;j<=g[i][0];j++){if(g[i][1]==ch){if(!search(vn,g[i][j])&&g[i][j]!='@')//找到对应产生式中的终结符时{if(!search(a,g[i][j])){a[t++]=g[i][j];a[0]++;}break;}else if(g[i][j]!='@')//找到对应的产生式中的非终结符时{firstzh(a,g[i][j]);//用递归的方法算出此非终结符的first集合if(!search(emptychar,g[i][j]))//当此非终结符的first集合中无空字符时,对此产生式扫描完毕break;}else{}}elsebreak;}}}void grammer::fellowzh(char *a,char ch)//对指定非终结符建立fellow集合{int i,j,k,m,n,t=a[0];if(ch==begin)//把#字符放入开始符的fellow集合{if(!search(a,'#'))a[++t]='#';a[0]++;}}for(i=0;i<count;i++){for(j=2;j<=g[i][0];j++){if(g[i][j]==ch){for(m=j;m<=g[i][0];m++){if(m==g[i][0]){if(g[i][1]!=ch)fellowzh(a,g[i][1]);//发现要求的非终结符在此产生式的末尾时elsebreak;}else{if(!search(vn,g[i][m+1]))//当此非终结符后面的字符为终结字符时,放入对应的fellow集合{if(!search(a,g[i][m+1])){a[++t]=g[i][m+1];a[0]++;}break;}else{k=search(vn,g[i][m+1]);//把此非终结符后面的非终结符的first集合中的元素放入对应的fellow集合for(n=1;n<=first[k-1][0];n++){if(!search(a,first[k-1][n])){a[++t]=first[k-1][n];a[0]++;}}if(!search(emptychar,g[i][m+1]))break;}}}}}}void grammer::prepareform(){int i,j;buildemptychar();buildfirst();buildfellow();for(i=0;i<vn[0];i++){if(search(emptychar,vn[i+1])){j=first[i][0];first[i][++j]='@';first[i][0]++;}}for(i=0;i<vn[0];i++){cout<<vn[i+1]<<"的first集合为: ";for(j=1;j<=first[i][0];j++){cout<<first[i][j]<<" ";}cout<<endl;}}void grammer::buildform(){int i,j,k,t,m,n;bool flag;form=new int*[vn[0]];for(i=0;i<vn[0];i++)form[i]=new int[vt[0]];for(i=0;i<vn[0];i++){for(j=0;j<vt[0];j++){form[i][j]=-1;}for(i=0;i<count;i++){t=search(vn,g[i][1]);flag=true;for(j=2;j<=g[i][0];j++){k=search(vt,g[i][j]);//若发现这个产生式的first集合中的对应的终结符时if(k){if(g[i][j]!='@'){if(form[t-1][k-1]!=-1){cout<<"本终结符错误!"<<endl;exit(1);}form[t-1][k-1]=i;flag=false;break;}else//若发现对应产生式中的first集合中含有空字符时{for(m=1;m<=fellow[t-1][0];m++){if(fellow[t-1][m]!='#')//可把对应的非终结符的fellow集合中的元素对应的表项中填入该产生式的标号{n=search(vt,fellow[t-1][m]);if(form[t-1][n-1]!=-1){cout<<"有终结符@本fellow集合中非#错误!"<<endl;exit(1);}form[t-1][n-1]=i;}else{if(form[t-1][k-1]!=-1){cout<<"有终结符@本fellow集合中#错误!"<<endl;exit(1);}form[t-1][k-1]=i;}flag=false;break;}}else//找到该产生式中的非终结符时{k=search(vn,g[i][j]);for(m=1;m<=first[k-1][0];m++){if(first[k-1][m]!='@'){n=search(vt,first[k-1][m]);if(form[t-1][n-1]!=-1){cout<<"本first集合中非@!"<<endl;exit(1);}form[t-1][n-1]=i;}else{}}if(!search(first[k-1],'@'))//若在此终结符对应的first集合中无空字符时{flag=false;break;}}}if(flag==true)//说明该产生式对应的first集合中含有空字符{for(m=1;m<=fellow[t-1][0];m++){if(fellow[t-1][m]!='#'){n=search(vt,fellow[t-1][m]);if(form[t-1][n-1]!=-1){cout<<"本fellow集合中非#错误!"<<endl;exit(1);}form[t-1][n-1]=i;}{n=search(vt,'@');if(form[t-1][n-1]!=-1){cout<<"本fellow集合中#错误!"<<endl;exit(1);}form[t-1][n-1]=i;}}}}printform();}void grammer::outputblank(int i){int j;for(j=0;j<i;j++)cout<<" ";}void grammer::printform(){int i,j,k,t,m;cout<<"-----------------------------预测分析表如下所示------------------------------"<<endl;outputblank(6);for(i=1;i<=vt[0];i++){if(vt[i]=='@'){cout<<"#";outputblank(10);}else{cout<<vt[i];outputblank(10);}}cout<<endl;for(i=0;i<vn[0];i++){cout<<" "<<vn[i+1];outputblank(4);{k=form[i][j];if(k==-1){Sleep(500);cout<<"error";outputblank(6);}else{Sleep(1000);t=9-g[k][0];cout<<g[k][1]<<"->";for(m=2;m<=g[k][0];m++){cout<<g[k][m];}outputblank(t);}}cout<<endl;}}void grammer::buildProcess(SeqStack& ss) {char *dia,ch;int i,j,inlen,m,n,index=0,proc=0;bool flag=true,flag1=false;dia=new char[20];cout<<"请输入待分析的字符串"<<endl;cin>>dia;for(i=0,inlen=0;i<20;i++){if(dia[i]!='\0')inlen++;elsebreak;}cout<<"步骤";outputblank(8);cout<<"符号栈";outputblank(15);cout<<"输入串";outputblank(15);cout<<"所用产生式"<<endl;dia[inlen++]='#';ss.Push('#');ss.Push(begin);while(flag){Sleep(1500);cout<<proc;if(proc>=10)outputblank(11);elseoutputblank(12);++proc;ss.showPlay();outputblank(21-ss.getSize());for(j=index;j<inlen;j++)cout<<dia[j];outputblank(21-inlen+index);if(flag1==true){cout<<g[form[m-1][n-1]][1]<<"->";for(j=2;j<=g[form[m-1][n-1]][0];j++)cout<<g[form[m-1][n-1]][j];cout<<endl;}elsecout<<endl;ss.getTop(ch);m=search(vn,ch);if(dia[index]!='#')n=search(vt,dia[index]);elsen=search(vt,'@');if(search(vt,ch))//当栈顶是终结符{if(ch==dia[index])//且此终结符与输入串此时检测的终结符符号相同{index++;ss.Pop(ch);flag1=false;}else{cout<<"该字符串不能由该文法推出"<<endl;exit(1);}}else if(ch=='#'){if(ch==dia[index]){cout<<endl;cout<<"---------------------------------分析完成------------------------------"<<endl;flag=false;}else{cout<<"该字符串不能由该文法推出"<<endl;exit(1);}}else if(form[m-1][n-1]!=-1)//当栈顶的非终结符与输入串对应的终结符在预测分析表中相应的项存在时{if(g[form[m-1][n-1]][2]!='@'){ss.Pop(ch);for(i=g[form[m-1][n-1]][0];i>=2;i--){ss.Push(g[form[m-1][n-1]][i]);}}elsess.Pop(ch);flag1=true;}else{cout<<"该字符串不能由该文法推出"<<endl;exit(1);}}}void SeqStack::overflowProcess(){char *newArray=new char[maxSize+stackIncreament];if(newArray==NULL){cerr<<"存储分配失败!"<<endl;exit(1);}for(int i=0;i<=top;i++)newArray[i]=elements[i];maxSize=maxSize+stackIncreament;delete []elements;elements=newArray;}void SeqStack::Push(char x){if(IsFull()==true)overflowProcess();elements[++top]=x;}bool SeqStack::Pop(char &x){if(IsEmpty()==true)return false;x= elements[top--];return true;}bool SeqStack::getTop(char &x){if(IsEmpty()==true)return false;x=elements[top];return true;}void SeqStack::showPlay(){for(int i=0;i<=top;i++)cout<<elements[i];}SeqStack::SeqStack(int sz):top(-1),maxSize(sz) {elements=new char[maxSize];assert(elements!=NULL);}SeqStack::~SeqStack(){delete []elements;}bool SeqStack::IsEmpty(){return(top==-1)?true:false;}bool SeqStack::IsFull(){return (top==maxSize-1)?true:false;}int SeqStack::getSize(){return top+1;}void SeqStack::MakeEmpty(){top=-1;}#include<iostream>#include"编译.h"using namespace std;void main(){//char ch;grammer ga;SeqStack ss;char filename[20];cout<<"欢迎来到本LL(1)文法预测分析表自动生成程序"<<endl;cout<<endl;cout<<endl;cout<<"请输入文法所在的文件名"<<endl;cin>>filename;ga.openfile(filename);ga.prepareform();ga.buildform();ga.buildProcess(ss);}。

编译原理自上而下语法分析

编译原理自上而下语法分析

1.课程设计目的:1.1 设计目的:通过编程实现语法分析(自上而下,自下而上)的可视化过程,加深对两法分析原理思想的理解。

[目的要求]通过设计编制调试一个具体的语法分析程序,加深对语法分析原理的理解。

并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其进行语法分析的方法。

[题目分析]递归下降分析方法是一种确定的自上而下分析方法。

它的基本思想是给文法的每一个非终结符均设计一个相应的子程序。

由于文法的产生式往往是递归的,因为这些子程序往往也是递归的。

1.2 开发环境:操作系统:Windows XP辅助工具:Visual Studio 2008编程语言:C#2. 课程设计要求(1)选定一文法,选定一种分析方法(自上而下、自下而上)(2)允许用户输入语句并对该语句进行相应的语法分析(3)要求显示语法树的建立过程以及跟踪分析表和分析栈的状态(4)要提供单步运行,让用户跟踪分析器工作的每一个步骤。

3. 总体设计3.1 设计框架:3.2 程序流程图:4. 设计功能描述:(1)该课程设计对语法分析指定了固定的文法,运行界面为:“开始”,会出现提示:。

(3)用户输入字符串,可以点击“”,软件根据该输入字符串做好初始化工作,再点击“”,开始分析,每一次点击“下一次”,就做分析的一个步骤,并且此时分析栈和输入栈做相应的出栈、入栈的的动作,同时在“分析栈”,“输入栈”,“输出栈”会显示出相应的状态。

(4)分析结果显示在中(5)如果在分析完后,还需要继续输入字符串分析的画,点击“”,可以再次作上述的操作。

(6)如果想退出程序,点击““,此时会弹出提示窗口:,点击“确定”,便退出程序。

分析实例:输入分析的字符串为i*(i+i)结果如下:5. 源程序代码:#region相关初始量(都是全局的)public string[] mystring = { "TC", "FALSE", "FALSE", "TC", "FALSE", "FALSE", "FALSE", "+TC", "FALSE", "FALSE", "ε", "ε", "FD", "FALSE", "FALSE", "FD", "FALSE", "FALSE", "FALSE", "ε", "*FD", "FALSE", "ε", "ε", "i", "FALSE", "FALSE", "(E)", "FALSE", "FALSE" };//分析表数组bool con = true;//控制显示的布尔量private Stack MyStack = new Stack(); //申请一个分析栈private Stack MyInputstack = new Stack();//申请一个输入栈public string[] Term = { "i", "+", "*", "(", ")", "&" }; //终结符数组public string[] unTerm = { "E", "C", "T", "D", "F" };//非终结符数组private int line, row; //定义行,列的全局变量string MyNowString;#endregion“开始”按钮实现的函数private void开始_Click(object sender, EventArgs e){if (Input_richTextBox1.Text == ""){MessageBox.Show("请输入要分析的字符串!");}else{this.MyOutput_listBox3.Items.Add("");MyStack.Push("&");MyStack.Push("E");MyStack_listBox1.Items.Add("&E");MyInput_listBox2.Items.Add(Input_richTextBox1.Text + "&");MyInputstack.Push("&");for (int i = Input_richTextBox1.Text.Length - 1; i >= 0; i--){MyInputstack.Push(Input_richTextBox1.Text[i]);}begin.Enabled = false;}}#region“下一步”按钮实现的函数private void下一步_Click(object sender, EventArgs e){int loc;string MyStackTop, MyStackInputTop;MyStackTop = MyStack.Peek().ToString();MyStackInputTop = MyInputstack.Peek().ToString();MyStackTopOne(MyStackTop);if (MyStackTopOne(MyStackTop)){MyStackTopTwo(MyStackTop, MyStackInputTop);}else if (MyStackTopThree(MyStackTop) &&MyInputStackTopOne(MyStackInputTop)){loc = line * 6 + row;MyNowString = mystring[loc];this.MyOutput_listBox3.Items.Add(MyStack.Peek().ToString() + "-->" + mystring[loc]);Analyse();}else{Rezult_richTextBox2.Text = "分析出错!";nextStep.Enabled = false;con = false;}if (con){ShowMyStack();ShowMyInpuStack();}}#endregion#region显示分析栈里的字符private void ShowMyStack(){string ch = "";int len = MyStack.Count;string display = "";for (int i = 0; i < len; i++){string t;t = MyStack.Pop().ToString();display = display + t;}for (int i = len - 1; i >= 0; i--){ch = ch + display[i];MyStack.Push(display[i]);this.MyStack_listBox1.Items.Add(ch);}#endregion#region显示输入栈里的字符private void ShowMyInpuStack(){int len = MyInputstack.Count;string display = "";for (int i = 0; i < len; i++){string t;t = MyInputstack.Pop().ToString();display = display + t;}for (int i = len - 1; i >= 0; i--){MyInputstack.Push(display[i]);}this.MyInput_listBox2.Items.Add(display);}#endregion#region判断状态栈栈顶元素是否为终结符public bool MyStackTopOne(string stack){bool symbol = false;for (int i = 0; i < Term.Length; i++){if (stack == Term[i]){symbol = true;break;}}return symbol;}#endregion#region状态栈栈顶元素是终结符的处理方法private void MyStackTopTwo(string stack, string input) {if (stack == input)if (stack == "&"){Rezult_richTextBox2.Text = "分析成功!"; nextStep.Enabled = false;con = false;}else{MyStack.Pop();MyInputstack.Pop();this.MyOutput_listBox3.Items.Add(""); }}}#endregion#region返回状态栈栈顶元素在非终结符数组里的下标public bool MyStackTopThree(string stack){bool symbol = false;for (int i = 0; i < unTerm.Length; i++){if (unTerm[i] == stack){line = i;symbol = true;break;}}return symbol;}#endregion#region返回输入栈栈顶元素在终结符数组里的下标private bool MyInputStackTopOne(string myinput){bool symbol = false;for (int i = 0; i < Term.Length; i++){if (Term[i] == myinput){row = i;symbol = true;break;}return symbol;}#endregion#region分析表字符入栈private void Analyse(){if (MyNowString == "FALSE"){Rezult_richTextBox2.Text = "分析出错!";nextStep.Enabled = false;con = false;}else if (MyNowString == "ε"){MyStack.Pop();}else{MyStack.Pop();for (int i = MyNowString.Length - 1; i >= 0; i--) {MyStack.Push(MyNowString[i]);}}}#endregion#region“退出”按钮实现的函数private void exit_button2_Click(object sender, EventArgs e) {DialogResult ret;ret = MessageBox.Show("确定要退出吗?","退出",MessageBoxButtons.OKCancel,MessageBoxIcon.Question,MessageBoxDefaultButton.Button2);if (ret == DialogResult.OK){this.Close();}}#endregion#region“重置”按钮实现的功能private void clear_Button_Click(object sender, EventArgs e){Input_richTextBox1.Clear();Rezult_richTextBox2.Clear();this.MyStack_listBox1.Items.Clear();this.MyInput_listBox2.Items.Clear();this.MyOutput_listBox3.Items.Clear();MyStack.Clear();MyInputstack.Clear();begin.Enabled = true;nextStep.Enabled = true;con = true;}#endregionprivate void button1_Click(object sender, EventArgs e){pictureBox1.Visible = true;}}6. 总结:通过本次课程设计,对于语法分析的原理与方法有了进一步的体会,在通过使用visual studio 2008的同时让我们对c#和语法分析有了更深的理解。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
#define max 100
class sign
{
public:
sign(){}
sign(int check,char fu)
{
if(check!=0&&check!=1) //符号属性只有0和1
{
cout<<"error sign creat!"<<endl;
}
else
{
identity=check; //设置符号属性
}
}
bool exit_endsign(char sg) //终结符表是否有sg
{
int x;
for(x=0;x<endsignnumber;x++)
{if(endsign[x].id==sg)
return true;
}
return false;
}
bool exit_unendsign(char sg) //非终结符表是否有sg
结果被存储在数据结构,再次“你的选择。”
然后,这些集合被显示在屏幕上
图注释:Calcul des ensembles « premiers » et « suivants »计算“第一个”和“其后”的集合
Affichage des ensembles显示集合premiers第一个suivants其后
首先实现集合FIRST(X)构造算法和集合FOLLOW(A)构造算法,再实现教材P.79给出的预测分析表构造算法。程序显示输出预测分析表或输出到指定文件中。
对文法按教材P.76表4.1构造出G的预测分析程序,程序显示输出如P.78那样的匹配过程。
三、实验环境与工具
操作系统:Windows 7
开发语言:C++
{
for(int x=0;x<follownumber;x++)
{
if(follow[x]==q)
{
for(int y=x;y<follownumber-1;y++)
follow[y]=follow[y+1];
follownumber--;
x--;//为了接着上次检查点
}
}
}
void add_first(char q)//向first添加元素
unendsign[unendsignnumber-1].funnumber++;
//cout<<rule<<endl;
}
}
void addendsign(char sg) //添加终结符
{
for(int x=0;x<endsignnumber;x++)
{
if(endsign[x].id==sg)
return;
char first[max];//first集
int firstnumber;
char follow[max];//follow集
int follownumber;
};
class cell //分析表的单元格结构
{
public: char cell_unendsign;//终结符
char cell_endsign;//非终结符
ifs.open(sourcefile);
char buf[max];
for(x=0;x<max;x++)
buf[x]='\0';
while(ifs.getline(buf,sizeof(buf))) //一行一行读取
{
unendsign[unendsignnumber]=sign(0,buf[0]);
{
for(int x=0;x<unendsignnumber;x++)
{
if(unendsign[x].id==sg)
return true;
}
return false;
}
sign get_unendsign(char sg)//从非终结符表中得到非终结符为sg的实例
{
for(int x=0;x<unendsignnumber;x++)
输入字符串的分析
最后一步:你的程序读取输入(键盘)的表达和分析。指出,结果是否符合语法。你要尽可能准确的鉴定结果:定位错误在没有辨认出表达式的情况下。
其次,你的程序必须能够完成对输入多个字符串作为输入,不要忘记重新启动你的程序。
五、程序实现
六、程序代码
/*
不支持规则源文件中有空格
注意使用#表示空产生式使用$表示结束符#
四、开发过程
1)字符要求:
你的程序必须能够根据以下字符来处理语法:
-终Байду номын сангаас字符:字母,数字,符号例如“+”,“—”,…;
-非终端字母表中的大写字母。
符号“=”,“|”和“#”(替换“ε”,因为它更容易输入到文本文件)被保留用于语法的描述中,因此不能被用作终端。
2)初始状态
您的程序通过读取一个文件中的“文本”格式开始。
这个文件的结构可以随意构建,不做要求,但建议做成简单的<simple>。
例如,程序描述以下语句:
E = E + T |T
T = T * F |F
F =(E)| 0 |1
在这种情况,我们可以很容易确定E,T和F是非终端,而符号“(”,“)”,“*”和“+”和数字“0”和“1”是在终端。
第一个非终端(第一衍生物)被认为是语法的公理。
构造一程序,实现教材P.78的FIRST(X)集合的构造算法。对任一给定的文法G,程序输出所有非终结符P的FIRST(P)。构造一程序,实现教材P.78的FIRST(X)集合的构造算法。对任一给定的文法G,程序输出所有非终结符P的FIRST(P)。在此基础上,构造一程序,实现教材P.79的FOLLOW(A)集合的构造算法。对任一给定的文法G,程序输出所有非终结符A的FOLLOW (A)。对于给定的一个LL(1)文法,假定所有非终结符号P的集合FIRST(P)和集合FOLLOW(P)都已知,构造其预测分析表(实现教材P.79给出的预测分析表构造算法)。对教材P.79给出的例4.7构造出预测分析表。程序显示输出预测分析表或输出到指定文件中。
{
for(int x=0;x<firstnumber;x++)
{
if(first[x]==q)return;
}
first[firstnumber]=q;
firstnumber++;
}
void add_follow(char q)//向follow添加元素
{
for(int x=0;x<follownumber;x++)
{
if(q>=funnumber||q<0)
{
cout<<"error wrong delete fun in sign!";
return;
}
for(int x=q;x<funnumber-1;x++)
fun[x]=fun[x+1];
funnumber--;
}
void pop_first(char q)//从first集删除某一节点
{
if(follow[x]==q)return;
}
follow[follownumber]=q;
follownumber++;
}
int identity; //符号属性0为非终结符1为终结符
char id; //符号
string fun[max];//符号产生规则
int funnumber; //符号产生规则数量
{
for(int z=0;z<unendsign[x].fun[y].length();z++)
{
char kk=unendsign[x].fun[y][z];
if(int(kk)>=65&&int(kk)<=90)continue; //A到Z为非终结符
else addendsign(kk);
}
}
sign endsign[max];//终结点集合
int endsignnumber=0;
void readsource(const char*sf) //读取源文件ma_grammaira.txt
{
int x;
unendsignnumber=0;
endsignnumber=0;
ifstream ifs;
id=fu; //设置非终结符符号
funnumber=0;//设置符号规则数为0
firstnumber=0;
follownumber=0;
}
}
void add(string sl)//添加产生规则
{
fun[funnumber]=sl;
funnumber++;
}
void pop(int q)//删除某一规则
}
endsign[endsignnumber].id=sg;
endsign[endsignnumber].identity=1;
endsignnumber++;
}
void dealend()//由非终结符产生式得到终结符
{
for(int x=0;x<unendsignnumber;x++)
{
for(int y=0;y<unendsign[x].funnumber;y++)
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