first集follow集求解算法与构造预测分析表
编译原理-第4章 语法分析--习题答案
第4章语法分析习题答案1．判断（1）由于递归下降分析法比较简单，因此它要求文法不必是LL(1)文法。
(× )LL(1)文法。
(× )（3）任何LL(1)文法都是无二义性的。
(√)（4）存在一种算法，能判定任何上下文无关文法是否是LL(1) 文法。
(√)(× )（6）每一个SLR(1)文法都是LR(1)文法。
(√)（7）任何一个LR(1)文法，反之亦然。
(× )（8）由于LALR是在LR(1)基础上的改进方法，所以LALR(× )（9）所有LR分析器的总控程序都是一样的，只是分析表各有不同。
(√)（10）算符优先分析法很难完全避免将错误的句子得到正确的归约。
(√)2．文法G[E]：E→E+T|TT→T*F|FF→(E)|i试给出句型(E+F)*i的短语、简单短语、句柄和最左素短语。
答案：画出语法树，得到：短语: (E+F)*i ，(E+F) ，E+F ，F ，i简单短语: F ，i句柄: F最左素短语: E+F3．文法G[S]：S→SdT | TT→T<G | GG→(S) | a试给出句型(SdG)<a的短语、简单短语、句柄和最左素短语。
答案：画出语法树，得到：短语：(SdG)<a 、（SdG） 、SdG 、G 、a简单(直接)短语：G 、a句柄：G最左素短语：SdG4．对文法G[S]提取公共左因子进行改写，判断改写后的文法是否为LL(1)文法。
S→if E then S else SS→if E then SS→otherE→b答案：提取公共左因子；文法改写为：S→if E then S S'|otherS'→else S|E→bLL(1)文法判定：① 文法无左递归② First(S)={if,other}, First(S')={else, }First(E)={b}Follow(S)= Follow(S')={else,#}Follow(E)={then}First(if E then S S')∩First(other)=First(else S)∩First( )=③First(S')∩Follow(S')={else}不为空集故此文法不是LL(1)文法。
first集follow集求解算法及构造预测分析表
构造预测分析表源程序：#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>/*******************************************/int count=0; /*分解的产生式的个数*/int number; /*所有终结符和非终结符的总数*/char start; /*开始符号*/char termin[50]; /*终结符号*/char non_ter[50]; /*非终结符号*/char v[50]; /*所有符号*/char left[50]; /*左部*/char right[50][50]; /*右部*/char first[50][50],follow[50][50]; /*各产生式右部的FIRST和左部的FOLLOW 集合*/char first1[50][50]; /*所有单个符号的FIRST集合*/char select[50][50]; /*各单个产生式的SELECT集合*/char f[50],F[50]; /*记录各符号的FIRST和FOLLOW是否已求过*/char empty[20]; /*记录可直接推出@的符号*/char TEMP[50]; /*求FOLLOW时存放某一符号串的FIRST集合*/int validity=1; /*表示输入文法是否有效*/int ll=1; /*表示输入文法是否为LL(1)文法*/int M[20][20]; /*分析表*/char choose; /*用户输入时使用*/char empt[20]; /*求_emp()时使用*/char fo[20]; /*求FOLLOW集合时使用*/ /*******************************************判断一个字符是否在指定字符串中********************************************/int in(char c,char *p){int i;if(strlen(p)==0)return(0);for(i=0;;i++){if(p[i]==c)return(1); /*若在，返回1*/if(i==strlen(p))return(0); /*若不在，返回0*/}}/*******************************************得到一个不是非终结符的符号********************************************/ char c(){char c='A';while(in(c,non_ter)==1)c++;return(c);}/*******************************************分解含有左递归的产生式********************************************/void recur(char *point){ /*完整的产生式在point[]中*/ int j,m=0,n=3,k;char temp[20],ch;ch=c(); /*得到一个非终结符*/k=strlen(non_ter);non_ter[k]=ch;non_ter[k+1]='\0';for(j=0;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[n]==point[0]){ /*如果'|'后的首符号和左部相同*/ for(j=n+1;j<=strlen(point)-1;j++){while(point[j]!='|'&&point[j]!='\0')temp[m++]=point[j++];left[count]=ch;memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';m=0;count++;if(point[j]=='|'){n=j+1;break;}}}else{ /*如果'|'后的首符号和左部不同*/ left[count]=ch;right[count][0]='@';right[count][1]='\0';count++;for(j=n;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';printf(" count=%d ",count); m=0;count++;}}left[count]=point[0]; memcpy(right[count],temp,m); right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';count++;m=0;}}}void non_re(char *point){int m=0,j;char temp[20];for(j=3;j<=strlen(point)-1;j++) {if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m); right[count][m]='\0';m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m); right[count][m]='\0';count++;m=0;}/*******************************************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,k;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();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]!='>'){ printf("\ninput error!");validity=0;return('\0');} /*检测输入错误*/for(k=0;k<=i-1;k++){ /*分解输入的各产生式*/if(p[k][3]==p[k][0])recur(p[k]);elsenon_re(p[k]);}return(s);}/*******************************************将单个符号或符号串并入另一符号串********************************************/void merge(char *d,char *s,int type){ /*d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<=strlen(s)-1;i++)if(type==2&&s[i]=='@');else{for(j=0;;j++){if(j<strlen(d)&&s[i]==d[j]) break;if(j==strlen(d)) {d[j]=s[i];d[j+1]='\0';break;}}}}}/*******************************************求所有能直接推出@的符号********************************************/ void emp(char c){ /*即求所有由' @ '推出的符号*/ char temp[10];int i;for(i=0;i<=count-1;i++){if(right[i][0]==c&&strlen(right[i])==1){temp[0]=left[i];temp[1]='\0';merge(empty,temp,1);emp(left[i]);}}}/*******************************************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';merge(empt,temp,1);if(in(c,empty)==1)return(1);for(i=0;;i++){if(i==count)return(0);if(left[i]==c) /*找一个左部为c的产生式*/ {j=strlen(right[i]); /*j为右部的长度*/if(j==1&&in(right[i][0],empty)==1)return(1);else if(j==1&&in(right[i][0],termin)==1)return(0);else{for(k=0;k<=j-1;k++)if(in(right[i][k],empt)==1) mark=1;if(mark==1)continue;else{for(k=0;k<=j-1;k++){result*=_emp(right[i][k]);temp[0]=right[i][k];temp[1]='\0';merge(empt,temp,1);}}}if(result==0&&i<count)continue;else if(result==1&&i<count)return(1);}}}/******************************************* 判断读入的文法是否正确********************************************/ int judge(){int i,j;for(i=0;i<=count-1;i++){if(in(left[i],non_ter)==0){ /*若左部不在非终结符中，报错*/printf("\nerror1!");validity=0;return(0);}for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++){if(in(right[i][j],non_ter)==0&&in(right[i][j],termin)==0&&right[i][j]!='@') { /*若右部某一符号不在非终结符、终结符中且不为' @ '，报错*/ printf("\nerror2!");validity=0;return(0);}}}return(1);}/*******************************************求单个符号的FIRST********************************************/void first2(int i){ /*i为符号在所有输入符号中的序号*/ char c,temp[20];int j,k,m;c=v[i];char ch='@';emp(ch);if(in(c,termin)==1) /*若为终结符*/{first1[i][0]=c;first1[i][1]='\0';}else if(in(c,non_ter)==1) /*若为非终结符*/{for(j=0;j<=count-1;j++){if(left[j]==c){if(in(right[j][0],termin)==1||right[j][0]=='@') {temp[0]=right[j][0];temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}else if(in(right[j][0],non_ter)==1){if(right[j][0]==c)continue;for(k=0;;k++)if(v[k]==right[j][0])break;if(f[k]=='0'){first2(k);f[k]='1';}merge(first1[i],first1[k],2);for(k=0;k<=strlen(right[j])-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(right[j][k])==1&&k<strlen(right[j])-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[j][k+1])break;if(f[m]=='0'){first2(m);f[m]='1';}merge(first1[i],first1[m],2);}else if(_emp(right[j][k])==1&&k==strlen(right[j])-1) {temp[0]='@';temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}elsebreak;}}}}}f[i]='1';}/******************************************* 求各产生式右部的FIRST********************************************/ void FIRST(int i,char *p){int length;int j,k,m;char temp[20];length=strlen(p);if(length==1) /*如果右部为单个符号*/ {if(p[0]=='@'){if(i>=0){first[i][0]='@';first[i][1]='\0';}else{TEMP[0]='@';TEMP[1]='\0';}}else{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0){memcpy(first[i],first1[j],strlen(first1[j])); first[i][strlen(first1[j])]='\0';}else{memcpy(TEMP,first1[j],strlen(first1[j]));TEMP[strlen(first1[j])]='\0';}}}else /*如果右部为符号串*/{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[j],2);elsemerge(TEMP,first1[j],2);for(k=0;k<=length-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(p[k])==1&&k<length-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[i][k+1])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[m],2);elsemerge(TEMP,first1[m],2);}else if(_emp(p[k])==1&&k==length-1) {temp[0]='@';temp[1]='\0';if(i>=0)merge(first[i],temp,1);elsemerge(TEMP,temp,1);}else if(_emp(p[k])==0)break;}}}/******************************************* 求各产生式左部的FOLLOW********************************************/ void FOLLOW(int i){int j,k,m,n,result=1;char c,temp[20];c=non_ter[i]; /*c为待求的非终结符*/temp[0]=c;temp[1]='\0';merge(fo,temp,1);if(c==start){ /*若为开始符号*/temp[0]='#';temp[1]='\0';merge(follow[i],temp,1);}for(j=0;j<=count-1;j++){if(in(c,right[j])==1) /*找一个右部含有c的产生式*/ {for(k=0;;k++)if(right[j][k]==c)break; /*k为c在该产生式右部的序号*/for(m=0;;m++)if(v[m]==left[j])break; /*m为产生式左部非终结符在所有符号中的序号*/ if(k==strlen(right[j])-1){ /*如果c在产生式右部的最后*/if(in(v[m],fo)==1){merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}else{ /*如果c不在产生式右部的最后*/for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++){empt[0]='\0';result*=_emp(right[j][n]);}if(result==1){ /*如果右部c后面的符号串能推出^*/ if(in(v[m],fo)==1){ /*避免循环递归*/merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++)temp[n-k-1]=right[j][n]; temp[strlen(right[j])-k-1]='\0';FIRST(-1,temp);merge(follow[i],TEMP,2);}}}F[i]='1';}/*******************************************判断读入文法是否为一个LL(1)文法********************************************/int ll1(){int i,j,length,result=1;char temp[50];for(j=0;j<=49;j++){ /*初始化*/first[j][0]='\0';follow[j][0]='\0';first1[j][0]='\0';select[j][0]='\0';TEMP[j]='\0';temp[j]='\0';f[j]='0';F[j]='0';}for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)first2(j); /*求单个符号的FIRST集合*/ printf("\n各非终结符导出的first集:");for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)printf("%c:%s ",v[j],first1[j]);printf("\n能导空的非终结符集合:%s",empty);// printf("\n_emp:");//for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)// printf("%d ",_emp(v[j]));for(i=0;i<=count-1;i++)FIRST(i,right[i]); /*求FIRST*/for(j=0;j<=strlen(non_ter)-1;j++){ /*求FOLLOW*/if(fo[j]==0){fo[0]='\0';FOLLOW(j);}}//printf("\nfirst:");//for(i=0;i<=count-1;i++)// printf("%s ",first[i]);printf("\nfollow集合:");for(i=0;i<=strlen(non_ter)-1;i++)printf("%s ",follow[i]);for(i=0;i<=count-1;i++){ /*求每一产生式的SELECT集合*/ memcpy(select[i],first[i],strlen(first[i]));select[i][strlen(first[i])]='\0';for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++)result*=_emp(right[i][j]);if(strlen(right[i])==1&&right[i][0]=='@')result=1;if(result==1){for(j=0;;j++)if(v[j]==left[i])break;merge(select[i],follow[j],1);}}printf("\nselect集合顺序是:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",select[i]);memcpy(temp,select[0],strlen(select[0]));temp[strlen(select[0])]='\0';for(i=1;i<=count-1;i++){ /*判断输入文法是否为LL(1)文法*/ length=strlen(temp);if(left[i]==left[i-1]){merge(temp,select[i],1);if(strlen(temp)<length+strlen(select[i]))return(0);}else{temp[0]='\0';memcpy(temp,select[i],strlen(select[i])); temp[strlen(select[i])]='\0';}}return(1);}/*******************************************构造分析表M********************************************/ void MM(){int i,j,k,m;for(i=0;i<=19;i++)for(j=0;j<=19;j++)M[i][j]=-1;i=strlen(termin);termin[i]='#'; /*将#加入终结符数组*/ termin[i+1]='\0';for(i=0;i<=count-1;i++){for(m=0;;m++)if(non_ter[m]==left[i])break; /*m为产生式左部非终结符的序号*/ for(j=0;j<=strlen(select[i])-1;j++){if(in(select[i][j],termin)==1){for(k=0;;k++)if(termin[k]==select[i][j])break; /*k为产生式右部终结符的序号*/ M[m][k]=i;}}}}/*******************************************判断符号串是否是该文法的句型********************************************/void syntax(){int i,j,k,m,n,p,q;char ch;char S[50],str[50];printf("请输入该文法的句型：");scanf("%s",str);getchar();i=strlen(str);str[i]='#';str[i+1]='\0';S[0]='#';S[1]=start;S[2]='\0';j=0;ch=str[j];while(1){if(in(S[strlen(S)-1],termin)==1){if(S[strlen(S)-1]!=ch){printf("该符号串不是文法的句型！");return;}else if(S[strlen(S)-1]=='#'){printf("该符号串是文法的句型."); return;}else{S[strlen(S)-1]='\0'; j++;ch=str[j];}}else{for(i=0;;i++)if(non_ter[i]==S[strlen(S)-1]) break;for(k=0;;k++){if(termin[k]==ch)break;if(k==strlen(termin)){printf("词法错误！");return;}}if(M[i][k]==-1){printf("语法错误！");return;}else{m=M[i][k];if(right[m][0]=='@')S[strlen(S)-1]='\0';else{p=strlen(S)-1;q=p;for(n=strlen(right[m])-1;n>=0;n--)S[p++]=right[m][n]; S[q+strlen(right[m])]='\0';}}}printf("S:%s str:",S);for(p=j;p<=strlen(str)-1;p++)printf("%c",str[p]);printf(" \n");}}/******************************************* 一个用户调用函数********************************************/ void menu(){syntax();printf("\n是否继续？(y or n):");scanf("%c",&choose);getchar();while(choose=='y'){menu();}}/*******************************************主函数********************************************/void main(){int i,j;start=grammer(termin,non_ter,left,right); /*读入一个文法*/ printf("count=%d",count);printf("\n开始符号为:%c",start);strcpy(v,non_ter);strcat(v,termin);printf("\n所有符号集为:%s",v);printf("\n非终结符集合:{%s",non_ter);printf("}");printf("\n终结符集合:{%s",termin); printf("}");printf("\n文法所有右边表达式依次是:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",right[i]);printf("\n文法所有左边开始符依次是:"); for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%c ",left[i]);if(validity==1)validity=judge();//printf("\nvalidity=%d",validity);if(validity==1){ll=ll1();// printf("\nll=%d",ll);if(ll==0)printf("\n该文法不是一个LL1文法！"); else{printf("\n该文法是一个LL(1)文法！");MM();// printf("\n");//for(i=0;i<=19;i++)// for(j=0;j<=19;j++)// if(M[i][j]>=0)//printf("M[%d][%d]=%d ",i,j,M[i][j]); menu();}}运行结果：。
求first集和follow集
{
cout<<s1[i]<<" "<<follow(s1[i])<<endl;
}
return 0;
}
四．实验截图
}
}
}
}
}
return s;
}
//******************************
int main()
{
int i;
string s1,s2;
char b;
cout<<"\t************求First集和Follow集**************"<<endl;
cout<<"请输入产生式的数目：";
}
else
{
rights=p[pos.front()].right;
for(i=0;i<rights.size();i++)
{
if(find(rights[i]))
{
s+=first(rights[i]);
index= s.find_last_of('@');
s=s.erase(index,1);
}
编译原理实验
实验名称：求first集和follow集
姓名：
学号：
教师签字：
成绩：
一．实验目的：
.掌握和了解first集和follow集的求解过程。
二．实验原理：
1.first集的求解：（1）若X∈Vt,则FIRST(X)={X};
(2)若X∈Vn,且有产生式X->a……,a∈Vt，则a∈FIRST(X);
【编译原理】语法分析LL（1）分析法的FIRST和FOLLOW集
【编译原理】语法分析LL（1）分析法的FIRST和FOLLOW集 近来复习编译原理，语法分析中的⾃上⽽下LL(1)分析法，需要构造求出⼀个⽂法的FIRST和FOLLOW集，然后构造分析表，利⽤分析表+⼀个栈来做⾃上⽽下的语法分析（递归下降/预测分析），可是这个FIRST集合FOLLOW集看得我头⼤。
教课书上的规则如下，⽤我理解的语⾔描述的：任意符号α的FIRST集求法：1. α为终结符，则把它⾃⾝加⼊FIRSRT(α)2. α为⾮终结符，则：（1）若存在产⽣式α->a...，则把a加⼊FIRST(α),其中a可以为ε（2）若存在⼀串⾮终结符Y1,Y2, ..., Yk-1，且它们的FIRST集都含空串，且有产⽣式α->Y1Y2...Yk...，那么把FIRST(Yk)-{ε}加⼊FIRST(α)。
如果k-1抵达产⽣式末尾，那么把ε加⼊FIRST(α) 注意（2）要连续进⾏，通俗地描述就是：沿途的Yi都能推出空串，则把这⼀路遇到的Yi的FIRST集都加进来，直到遇到第⼀个不能推出空串的Yk为⽌。
重复1,2步骤直⾄每个FIRST集都不再增⼤为⽌。
任意⾮终结符A的FOLLOW集求法：1. A为开始符号，则把#加⼊FOLLOW(A)2. 对于产⽣式A-->αBβ： （1）把FIRST(β)-{ε}加到FOLLOW(B) （2）若β为ε或者ε属于FIRST(β)，则把FOLLOW(A)加到FOLLOW(B)重复1,2步骤直⾄每个FOLLOW集都不再增⼤为⽌。
⽼师和同学能很敏锐地求出来，⽽我只能按照规则，像程序⼀样⼀条条执⾏。
于是我把这个过程写成了程序，如下：数据元素的定义：1const int MAX_N = 20;//产⽣式体的最⼤长度2const char nullStr = '$';//空串的字⾯值3 typedef int Type;//符号类型45const Type NON = -1;//⾮法类型6const Type T = 0;//终结符7const Type N = 1;//⾮终结符8const Type NUL = 2;//空串910struct Production//产⽣式11 {12char head;13char* body;14 Production(){}15 Production(char h, char b[]){16 head = h;17 body = (char*)malloc(strlen(b)*sizeof(char));18 strcpy(body, b);19 }20bool operator<(const Production& p)const{//内部const则外部也为const21if(head == p.head) return body[0] < p.body[0];//注意此处只适⽤于LL(1)⽂法，即同⼀VN各候选的⾸符不能有相同的，否则这⾥的⼩于符号还要向前多看⼏个字符，就不是LL(1)⽂法了22return head < p.head;23 }24void print() const{//要加const25 printf("%c -- > %s\n", head, body);26 }27 };2829//以下⼏个集合可以再封装为⼀个⼤结构体--⽂法30set<Production> P;//产⽣式集31set<char> VN, VT;//⾮终结符号集，终结符号集32char S;//开始符号33 map<char, set<char> > FIRST;//FIRST集34 map<char, set<char> > FOLLOW;//FOLLOW集3536set<char>::iterator first;//全局共享的迭代器，其实觉得应该⽤局部变量37set<char>::iterator follow;38set<char>::iterator vn;39set<char>::iterator vt;40set<Production>::iterator p;4142 Type get_type(char alpha){//判读符号类型43if(alpha == '$') return NUL;//空串44else if(VT.find(alpha) != VT.end()) return T;//终结符45else if(VN.find(alpha) != VN.end()) return N;//⾮终结符46else return NON;//⾮法字符47 }主函数的流程很简单，从⽂件读⼊指定格式的⽂法，然后依次求⽂法的FIRST集、FOLLOW集1int main()2 {3 FREAD("grammar2.txt");//从⽂件读取⽂法4int numN = 0;5int numT = 0;6char c = '';7 S = getchar();//开始符号8 printf("%c", S);9 VN.insert(S);10 numN++;11while((c=getchar()) != '\n'){//读⼊⾮终结符12 printf("%c", c);13 VN.insert(c);14 numN++;15 }16 pn();17while((c=getchar()) != '\n'){//读⼊终结符18 printf("%c", c);19 VT.insert(c);20 numT++;21 }22 pn();23 REP(numN){//读⼊产⽣式24 c = getchar();25int n; RINT(n);26while(n--){27char body[MAX_N];28 scanf("%s", body);29 printf("%c --> %s\n", c, body);30 P.insert(Production(c, body));31 }32 getchar();33 }3435 get_first();//⽣成FIRST集36for(vn = VN.begin(); vn != VN.end(); vn++){//打印⾮终结符的FIRST集37 printf("FIRST(%c) = { ", *vn);38for(first = FIRST[*vn].begin(); first != FIRST[*vn].end(); first++){39 printf("%c, ", *first);40 }41 printf("}\n");42 }4344 get_follow();//⽣成⾮终结符的FOLLOW集45for(vn = VN.begin(); vn != VN.end(); vn++){//打印⾮终结符的FOLLOW集46 printf("FOLLOW(%c) = { ", *vn);47for(follow = FOLLOW[*vn].begin(); follow != FOLLOW[*vn].end(); follow++){48 printf("%c, ", *follow);49 }50 printf("}\n");51 }52return0;53 }主函数其中⽂法⽂件的数据格式为（按照平时做题的输⼊格式设计的）：第⼀⾏：所有⾮终结符，⽆空格，第⼀个为开始符号；第⼆⾏：所有终结符，⽆空格；剩余⾏：每⾏描述了⼀个⾮终结符的所有产⽣式，第⼀个字符为产⽣式头（⾮终结符），后跟⼀个整数位候选式的个数n，之后是n个以空格分隔的字符串为产⽣式体。
构造FIRST集和FOLLOW集的方法
1、构造 FIRST 集的算法 (1) 对于 G 中的每个文法符号 X,为求 FIRST(X),反复应用如下规则,直到集合不再增大: ① 若 X∈VT，则 FIRST(X)是{X} ② 若 X∈VN ,且 X→aα (a∈VT )，则{ a } FIRST(X) X→ε， 则{ε} FIRST(X) ③ 若 X->Y1Y2 … Yi-1 Yi … YK∈P,Y1∈VN ,则 FIRST(Y1)-{ε} FIRST(X)
则 FIRST(Xi) -{} FIRST() 特别是，若所有的 FIRST(Xj)均含有，1jn，则{} FIRST()。 显然，若＝则 FIRST()＝{}。
2、构造 FOLLOW 集的算法 对于 G 中的每一 AFOLLOW 集不再增大为止: ① 对于文法的开始符号 S，令# ∈ FOLLOW(S)。 ② 对于每一 A→αBβ∈P， 令 FIRST(β) - {ε} FOLLOW(B) 。 ③ 对于每一 A→αB∈P， 或 A→αBβ∈P，且ε∈FIRST(β)， 则令 FOLLOW(A) FOLLOW(B) 。
∗
而对所有的 j(1≤j ≤i-1), Yj ∈VN，且 Yj⇒ ε，则令 FIRST(Yj)-{ε} FIRST(X) (1≤j ≤i) 特别，当ε∈FIRST(Yj) (1≤j ≤k)时，令ε∈FIRST(X)
(2) 对文法 G 的任何符号串=X1X2…Xn 构造集合 FIRST() ① 置 FIRST(X1)-{} FIRST() ② 若对任何 1ji-1，FIRST(Xj)，
第三四章习题课编译原理
0 A 0 C
27
1
1
习题15(1/3)
15、给定右线性文法G： S→0S|1S|1A|0B A→1C|1 B→0C|0 C→0C|1C|1|0 求出一个与G等价的左线性文法。
Y
4
正规式转化为NFA(2/2)
• 若 R 是复合正规式，则按下图的转换规则对 R 进行分裂和加 进新结，直至每个边上只留下一个符号（或 ）为止。
A A
r1r2 r1|r2
B B
代换为 代换为
A A
r1
C r1 r2
r2
B B
A
r1*
B
代换为
A
C
r1
B
整个分裂过程中，所有新结点均采用不同的名字，保留 X，Y 为 全图唯一初态结点和终态结点
l
首先 M的状态分成两组：终态组{F}，非终 态组{A,B,C,D,E} 考察{A,B,C,D,E}，由于{A,B,C,D,E}1 属于 {B,C,F}, 它既不包含在{A,B,C,D,E}中也不包含在{F} 之中，因此，应把{A,B,C,D,E}一分为二。 因为状态 E 经 1 弧到达状态 F，而状态A、 B,C,D经 1 弧都到达 {B,C}，因此，应把 E 分 出来，形成{A,B,C,D}、{E}、{F}。 {A,B,C,D}0 属于{D,E},它不含在任何划分 中，因为状态 C 经 0弧到达状态 E，而状态 {A,B,D}经 0 弧都到达 D，因此，应把 C 分 出来，形成{A,B,D}、{C}、{E}、{F}。 由于{A,B,D}1={B,C}，它不包含在任何划 分之中，因此，应把{A,B,D}一分为二。因 为状态B、D经 1 弧都到达 {C}，经 0弧都到 达 {D}因此，应把 A分出来，形成{A}、 {B,D}、{C}、{E}、{F}。{B,D}无法再分。 至此，整个分划含有四组： {A}、{B,D}、 {C}、{E}、{F} 。每个组都不可再分。
编译原理教程课后习题答案——第三章
第三章语法分析3.1 完成下列选择题：(1) 文法G：S→xSx|y所识别的语言是。
a. xyxb. (xyx)*c. xnyxn(n≥0)d. x*yx*(2) 如果文法G是无二义的，则它的任何句子α。
a. 最左推导和最右推导对应的语法树必定相同b. 最左推导和最右推导对应的语法树可能不同c. 最左推导和最右推导必定相同d. 可能存在两个不同的最左推导，但它们对应的语法树相同(3) 采用自上而下分析，必须。
a. 消除左递 a. 必有ac归b. 消除右递归c. 消除回溯d. 提取公共左因子(4) 设a、b、c是文法的终结符，且满足优先关系ab和bc，则。
b. 必有cac. 必有bad. a～c都不一定成立(5) 在规范归约中，用来刻画可归约串。
a. 直接短语b. 句柄c. 最左素短语d. 素短语(6) 若a为终结符，则A→α·aβ为项目。
a. 归约b. 移进c. 接受d. 待约(7) 若项目集Ik含有A→α· ，则在状态k时，仅当面临的输入符号a∈FOLLOW(A)时，才采取“A→α· ”动作的一定是。
a. LALR文法b. LR(0)文法c. LR(1)文法d. SLR(1)文法(8) 同心集合并有可能产生新的冲突。
a. 归约b. “移进”/“移进”c.“移进”/“归约”d. “归约”/“归约”【解答】(1) c (2) a (3) c (4) d (5) b (6) b (7) d (8) d3.2 令文法G[N]为G[N]: N→D|NDD→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9(1) G[N]的语言L(G[N])是什么?(2) 给出句子0127、34和568的最左推导和最右推导。
【解答】(1) G[N]的语言L(G[N])是非负整数。
(2) 最左推导：NNDNDDNDDDDDDD0DDD01DD012D0127NNDDD3D34NNDNDDDDD5DD56D568最右推导：NNDN7ND7N27ND27N127D1270127NNDN4D434NNDN8ND8N68D685683.3 已知文法G[S]为S→aSb|Sb|b，试证明文法G[S]为二义文法。
编译原理大题
五、语法分析——自底向上分析法已知文法G：EE+TE TTT*FTFF(E)Fi（1）求文法G中每个非终结符的First集和Follow集。
（2）构造文法G的SLR(1)预测分析表。
（20分）首先构造增广文法：SEEE+TE TTT*FTFF(E)FiFirst(S)=First(E)=First(T)=First(F)={(,I)Follow(S)={#} Follow(E)={+,#,}}Follow(T)={+,},#,*} Follow(F)={+,},#,*}状态Action Gotoi + * ( ) # E T F0 S5 S4 1 2 31 S6 Acc2 r 2 S7 r 2 r 23 r4 r 4 r 4 r44 S5 S4 8 2 35 r6 r 66 S5 9 37 S5 108 S6 S119 r 1 S7 r 1 r 110 r 3 r 3 r 3 r 311 r 5 r 5 r 5 r 5注：识别可归前缀的DFA共12项。
词法分析——确定性有穷自动机为以下字符集编写正规表达式，并构造与之等价的最简DFA（写出详细的具体过程）：在字母表{a,b}上的包含偶数个a且含有任意数目b的所有字符串。
（15分）（b*ab*ab*）*b a b1a状态Action GOTOa b d e f $ S R T0 S3 11 acc2 r2 S3 r2 r2 53 S6 S4 24 r4 r4 r4 r45 S10 96 77 S88 r3 r3 r3 r39 r1 r1 r110 r6 S6 S4 r6 r6 1111 S1212 r5 r5 r5五、语法分析——自底向上分析法已知文法G：S’SS bRSTS bRRdSaR eTfRaTf（1）求文法G中每个非终结符的First集和Follow集。
（2）构造文法G的SLR(1)预测分析表。
（20分）frist(s’)={b} follow(s’)={$}frist(s)={b} follow(s)={f,a, $}frist(R) ={d,e} follow( R )={a,b,f, $}frist(T)={t} follow (T)={a,f,#}五、对下面的文法（15分）S->UTa|TbT->S|Sc|dU->US|e判断是否为LR(0),SLR(1)，说明理由，并构造相应的分析表。
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构造预测分析表源程序：#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>/*******************************************/int count=0; /*分解的产生式的个数*/int number; /*所有终结符和非终结符的总数*/char start; /*开始符号*/char termin[50]; /*终结符号*/char non_ter[50]; /*非终结符号*/char v[50]; /*所有符号*/char left[50]; /*左部*/char right[50][50]; /*右部*/char first[50][50],follow[50][50]; /*各产生式右部的FIRST和左部的FOLLOW 集合*/char first1[50][50]; /*所有单个符号的FIRST集合*/char select[50][50]; /*各单个产生式的SELECT集合*/char f[50],F[50]; /*记录各符号的FIRST和FOLLOW是否已求过*/char empty[20]; /*记录可直接推出@的符号*/char TEMP[50]; /*求FOLLOW时存放某一符号串的FIRST集合*/ int validity=1; /*表示输入文法是否有效*/int ll=1; /*表示输入文法是否为LL(1)文法*/int M[20][20]; /*分析表*/char choose; /*用户输入时使用*/char empt[20]; /*求_emp()时使用*/char fo[20]; /*求FOLLOW集合时使用*//*******************************************判断一个字符是否在指定字符串中********************************************/int in(char c,char *p){int i;if(strlen(p)==0)return(0);for(i=0;;i++){if(p[i]==c)return(1); /*若在，返回1*/if(i==strlen(p))return(0); /*若不在，返回0*/}}/******************************************* 得到一个不是非终结符的符号********************************************/ char c(){char c='A';while(in(c,non_ter)==1)c++;return(c);}/******************************************* 分解含有左递归的产生式********************************************/ void recur(char *point){ /*完整的产生式在point[]中*/int j,m=0,n=3,k;char temp[20],ch;ch=c(); /*得到一个非终结符*/k=strlen(non_ter);non_ter[k]=ch;non_ter[k+1]='\0';for(j=0;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[n]==point[0]){ /*如果'|'后的首符号和左部相同*/ for(j=n+1;j<=strlen(point)-1;j++){while(point[j]!='|'&&point[j]!='\0')temp[m++]=point[j++];left[count]=ch;memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';m=0;count++;if(point[j]=='|'){n=j+1;break;}}}else{ /*如果'|'后的首符号和左部不同*/ left[count]=ch;right[count][0]='@';right[count][1]='\0';count++;for(j=n;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m); right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';printf(" count=%d ",count);m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m); right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';count++;m=0;}}}void non_re(char *point){int m=0,j;char temp[20];for(j=3;j<=strlen(point)-1;j++) {if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m); right[count][m]='\0';m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]='\0';count++;m=0;}/*******************************************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,k;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();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]!='>'){ printf("\ninput error!");validity=0;return('\0');} /*检测输入错误*/for(k=0;k<=i-1;k++){ /*分解输入的各产生式*/ if(p[k][3]==p[k][0])recur(p[k]);elsenon_re(p[k]);}return(s);}/*******************************************将单个符号或符号串并入另一符号串********************************************/void merge(char *d,char *s,int type){ /*d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<=strlen(s)-1;i++){if(type==2&&s[i]=='@');else{for(j=0;;j++){if(j<strlen(d)&&s[i]==d[j])break;if(j==strlen(d)){d[j]=s[i];d[j+1]='\0';break;}}}}}/*******************************************求所有能直接推出@的符号********************************************/ void emp(char c){ /*即求所有由' @ '推出的符号*/ char temp[10];int i;for(i=0;i<=count-1;i++){if(right[i][0]==c&&strlen(right[i])==1){temp[0]=left[i];temp[1]='\0';merge(empty,temp,1);emp(left[i]);}}}/*******************************************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';merge(empt,temp,1);if(in(c,empty)==1)return(1);for(i=0;;i++){if(i==count)return(0);if(left[i]==c) /*找一个左部为c的产生式*/ {j=strlen(right[i]); /*j为右部的长度*/ if(j==1&&in(right[i][0],empty)==1)return(1);else if(j==1&&in(right[i][0],termin)==1)return(0);else{for(k=0;k<=j-1;k++)if(in(right[i][k],empt)==1)mark=1;if(mark==1)continue;else{for(k=0;k<=j-1;k++){result*=_emp(right[i][k]);temp[0]=right[i][k];temp[1]='\0';merge(empt,temp,1);}}}if(result==0&&i<count)continue;else if(result==1&&i<count)return(1);}}}/******************************************* 判断读入的文法是否正确********************************************/int judge(){int i,j;for(i=0;i<=count-1;i++){if(in(left[i],non_ter)==0){ /*若左部不在非终结符中，报错*/printf("\nerror1!");validity=0;return(0);}for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++){if(in(right[i][j],non_ter)==0&&in(right[i][j],termin)==0&&right[i][j]!='@') { /*若右部某一符号不在非终结符、终结符中且不为' @ '，报错*/ printf("\nerror2!");validity=0;return(0);}}}return(1);}/*******************************************求单个符号的FIRST********************************************/void first2(int i){ /*i为符号在所有输入符号中的序号*/ char c,temp[20];int j,k,m;c=v[i];char ch='@';emp(ch);if(in(c,termin)==1) /*若为终结符*/{first1[i][0]=c;first1[i][1]='\0';}else if(in(c,non_ter)==1) /*若为非终结符*/{for(j=0;j<=count-1;j++){if(left[j]==c){if(in(right[j][0],termin)==1||right[j][0]=='@') {temp[0]=right[j][0];temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}else if(in(right[j][0],non_ter)==1){if(right[j][0]==c)continue;for(k=0;;k++)if(v[k]==right[j][0])break;if(f[k]=='0'){first2(k);f[k]='1';}merge(first1[i],first1[k],2);for(k=0;k<=strlen(right[j])-1;k++) {empt[0]='\0';if(_emp(right[j][k])==1&&k<strlen(right[j])-1) {for(m=0;;m++)if(v[m]==right[j][k+1])break;if(f[m]=='0'){first2(m);f[m]='1';}merge(first1[i],first1[m],2);}else if(_emp(right[j][k])==1&&k==strlen(right[j])-1) {temp[0]='@';temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}elsebreak;}}}}}f[i]='1';}/*******************************************求各产生式右部的FIRST********************************************/void FIRST(int i,char *p){int length;int j,k,m;char temp[20];length=strlen(p);if(length==1) /*如果右部为单个符号*/ {if(p[0]=='@'){if(i>=0){first[i][0]='@';first[i][1]='\0';}else{TEMP[0]='@';TEMP[1]='\0';}}else{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0){memcpy(first[i],first1[j],strlen(first1[j])); first[i][strlen(first1[j])]='\0';}else{memcpy(TEMP,first1[j],strlen(first1[j]));TEMP[strlen(first1[j])]='\0';}}}else /*如果右部为符号串*/ {for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[j],2);elsemerge(TEMP,first1[j],2);for(k=0;k<=length-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(p[k])==1&&k<length-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[i][k+1])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[m],2);elsemerge(TEMP,first1[m],2);}else if(_emp(p[k])==1&&k==length-1) {temp[0]='@';temp[1]='\0';if(i>=0)merge(first[i],temp,1);elsemerge(TEMP,temp,1);}else if(_emp(p[k])==0)break;}}}/*******************************************求各产生式左部的FOLLOW********************************************/ void FOLLOW(int i){int j,k,m,n,result=1;char c,temp[20];c=non_ter[i]; /*c为待求的非终结符*/ temp[0]=c;temp[1]='\0';merge(fo,temp,1);if(c==start){ /*若为开始符号*/temp[0]='#';temp[1]='\0';merge(follow[i],temp,1);}for(j=0;j<=count-1;j++){if(in(c,right[j])==1) /*找一个右部含有c的产生式*/{for(k=0;;k++)if(right[j][k]==c)break; /*k为c在该产生式右部的序号*/for(m=0;;m++)if(v[m]==left[j])break; /*m为产生式左部非终结符在所有符号中的序号*/ if(k==strlen(right[j])-1){ /*如果c在产生式右部的最后*/if(in(v[m],fo)==1){merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}else{ /*如果c不在产生式右部的最后*/ for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++){empt[0]='\0';result*=_emp(right[j][n]);}if(result==1){ /*如果右部c后面的符号串能推出^*/ if(in(v[m],fo)==1){ /*避免循环递归*/merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++)temp[n-k-1]=right[j][n]; temp[strlen(right[j])-k-1]='\0';FIRST(-1,temp);merge(follow[i],TEMP,2);}}}F[i]='1';}/*******************************************判断读入文法是否为一个LL(1)文法********************************************/int ll1(){int i,j,length,result=1;char temp[50];for(j=0;j<=49;j++){ /*初始化*/first[j][0]='\0';follow[j][0]='\0';first1[j][0]='\0';select[j][0]='\0';TEMP[j]='\0';temp[j]='\0';f[j]='0';F[j]='0';}for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)first2(j); /*求单个符号的FIRST集合*/ printf("\n各非终结符导出的first集:");for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)printf("%c:%s ",v[j],first1[j]);printf("\n能导空的非终结符集合:%s",empty); // printf("\n_emp:");//for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)// printf("%d ",_emp(v[j]));for(i=0;i<=count-1;i++)FIRST(i,right[i]); /*求FIRST*/for(j=0;j<=strlen(non_ter)-1;j++){ /*求FOLLOW*/ if(fo[j]==0){fo[0]='\0';FOLLOW(j);}}//printf("\nfirst:");//for(i=0;i<=count-1;i++)// printf("%s ",first[i]);printf("\nfollow集合:");for(i=0;i<=strlen(non_ter)-1;i++)for(i=0;i<=count-1;i++){ /*求每一产生式的SELECT集合*/ memcpy(select[i],first[i],strlen(first[i]));select[i][strlen(first[i])]='\0';for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++)result*=_emp(right[i][j]);if(strlen(right[i])==1&&right[i][0]=='@')result=1;if(result==1){for(j=0;;j++)if(v[j]==left[i])break;merge(select[i],follow[j],1);}}printf("\nselect集合顺序是:");for(i=0;i<=count-1;i++)memcpy(temp,select[0],strlen(select[0]));temp[strlen(select[0])]='\0';for(i=1;i<=count-1;i++){ /*判断输入文法是否为LL(1)文法*/ length=strlen(temp);if(left[i]==left[i-1]){merge(temp,select[i],1);if(strlen(temp)<length+strlen(select[i]))return(0);}else{temp[0]='\0';memcpy(temp,select[i],strlen(select[i]));temp[strlen(select[i])]='\0';}}return(1);}/*******************************************构造分析表M********************************************/ void MM(){int i,j,k,m;for(i=0;i<=19;i++)for(j=0;j<=19;j++)M[i][j]=-1;i=strlen(termin);termin[i]='#'; /*将#加入终结符数组*/ termin[i+1]='\0';for(i=0;i<=count-1;i++){for(m=0;;m++)if(non_ter[m]==left[i])break; /*m为产生式左部非终结符的序号*/for(j=0;j<=strlen(select[i])-1;j++){if(in(select[i][j],termin)==1){for(k=0;;k++)if(termin[k]==select[i][j])break; /*k为产生式右部终结符的序号*/ M[m][k]=i;}}}}/*******************************************判断符号串是否是该文法的句型********************************************/void syntax(){int i,j,k,m,n,p,q;char ch;char S[50],str[50];printf("请输入该文法的句型："); scanf("%s",str);getchar();i=strlen(str);str[i]='#';str[i+1]='\0';S[0]='#';S[1]=start;S[2]='\0';j=0;ch=str[j];while(1){if(in(S[strlen(S)-1],termin)==1){if(S[strlen(S)-1]!=ch){printf("该符号串不是文法的句型！");return;}else if(S[strlen(S)-1]=='#'){printf("该符号串是文法的句型."); return;}else{S[strlen(S)-1]='\0';j++;ch=str[j];}}else{for(i=0;;i++)if(non_ter[i]==S[strlen(S)-1])break;for(k=0;;k++){if(termin[k]==ch)break;if(k==strlen(termin)){printf("词法错误！");return;}}if(M[i][k]==-1){printf("语法错误！");return;}else{m=M[i][k];if(right[m][0]=='@')S[strlen(S)-1]='\0';else{p=strlen(S)-1;q=p;for(n=strlen(right[m])-1;n>=0;n--) S[p++]=right[m][n]; S[q+strlen(right[m])]='\0';}}}printf("S:%s str:",S);for(p=j;p<=strlen(str)-1;p++)printf("%c",str[p]);printf(" \n");}}/******************************************* 一个用户调用函数********************************************/void menu(){syntax();printf("\n是否继续？(y or n):");scanf("%c",&choose);getchar();while(choose=='y'){menu();}}/*******************************************主函数********************************************/void main(){int i,j;start=grammer(termin,non_ter,left,right); /*读入一个文法*/printf("count=%d",count);printf("\n开始符号为:%c",start);strcpy(v,non_ter);strcat(v,termin);printf("\n所有符号集为:%s",v);printf("\n非终结符集合:{%s",non_ter); printf("}");printf("\n终结符集合:{%s",termin); printf("}");printf("\n文法所有右边表达式依次是:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",right[i]);printf("\n文法所有左边开始符依次是:"); for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%c ",left[i]);if(validity==1)validity=judge();//printf("\nvalidity=%d",validity);if(validity==1)ll=ll1();// printf("\nll=%d",ll);if(ll==0)printf("\n该文法不是一个LL1文法！");else{printf("\n该文法是一个LL(1)文法！");MM();// printf("\n");//for(i=0;i<=19;i++)// for(j=0;j<=19;j++)// if(M[i][j]>=0)//printf("M[%d][%d]=%d ",i,j,M[i][j]); menu();}}运行结果：。