编译原理实验报告《LL(1)语法分析器构造》(共26页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上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:GE:E->E+T|T T->T*F|F F->(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

2、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

3、_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_tab

4、le(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s 2、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=&

5、#39;y' while(ch='y') cin>>Gi+; 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;

6、i<50;i+) Pi=" "/字符串如果不初始化，在使用Pij=a时将不能改变，可以用Pi.append(1,a) U=u=" "/字符串如果不初始化，无法使用Ui=a赋值，可以用U.append(1,a) for(n=0;!Gn.empty();n+) Un=Gn0; /非终结符集合，n为非终结符个数 for(i=0;i<n;i+) for(j=4;j<Gi.length();j+) if(U.find(Gij)=string:npos&&u.find(Gij)=string:npos) if(Gij!='|

7、'&&Gij!='') /if(Gij!='('&&Gij!=')'&&Gij!='|'&&Gij!='') ut+=Gij; /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<Gi.length();j+) Pk0=Ui;Pk1=':'Pk2=':'Pk3='=' /* if(Gij='(') j+;flag=1

8、; for(temp=j;Gitemp!=')'temp+); C=Gitemp+1; /C记录（）后跟的字符，将C添加到（）中所有字符串后面 if(Gij=')') j+;flag=0; */ if(Gij='|') /if(flag=1) Pkr+=C; k+;j+; Pk0=Ui;Pk1=':'Pk2=':'Pk3='=' r=4; Pkr+=Gij; else Pkr+=Gij; k+; /获得产生式集合P，k为产生式个数int eliminate_1(string *G,string *P

9、,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:=A|中的、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&&Ui!=' 'i+) flagg=0; arfa

10、=beta="" for(j=0;j<100&&Pj0!=' 'j+) if(Pj0=Ui) if(Pj4=Ui)/产生式j有左递归 flagg=1; for(temp=5;Pjtemp!=' 'temp+) arfa.append(1,Pjtemp); if(Pj+14=Ui) arfa.append("|");/不止一个产生式含有左递归 else for(temp=4;Pjtemp!=' 'temp+) beta.append(1,Pjtemp); if(Pj+10=Ui&

11、&Pj+14!=Ui) beta.append("|"); if(flagg=0)/对于不含左递归的文法规则不重写 GGm=Gi; m+; else flag=1;/文法存在左递归 GGm.append(1,Ui);GGm.append(":="); if(beta.find('|')!=string:npos) GGm.append("("+beta+")"); else GGm.append(beta); while(U.find(C)!=string:npos)C+; GGm.appe

12、nd(1,C); m+; GGm.append(1,C);GGm.append(":="); if(arfa.find('|')!=string:npos) GGm.append("("+arfa+")"); else GGm.append(arfa); GGm.append(1,C);GGm.append("|"); m+; C+; /A:=A|改写成A:=A，A=A'|，return flag;int* ifempty(string* P,string U,int k,int n) in

13、t* 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+) emptyr=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(Pi0); if(Pi4='') emptyr=1;/直接推导到空 else for(j=4;Pij!=' 'j+) if(U.find(Pij)!=string:npos) if(empt

14、yU.find(Pij)=0) break; else break; if(Pij=' ') emptyr=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 stringn; char a; int step=100;/最大推导步数 while(step-) / cout<<"step"<<100-step&l

15、t;<endl; for(i=0;i<k;i+) /cout<<Pi<<endl; r=U.find(Pi0); if(Pi4=''&&firstr.find('')=string:npos) firstr.append(1,'');/规则右部首符号为空 else for(j=4;Pij!=' 'j+) a=Pij; if(u.find(a)!=string:npos&&firstr.find(a)=string:npos)/规则右部首符号是终结符 firstr.

16、append(1,a); break;/添加并结束 if(U.find(Pij)!=string:npos)/规则右部首符号是非终结符,形如X：=Y1Y2.Yk s=U.find(Pij); /cout<<Pij<<":n" for(tmp=0;firststmp!='0'tmp+) a=firststmp; if(a!=''&&firstr.find(a)=string:npos)/将FIRSTY1中的非空符加入 firstr.append(1,a); if(!emptys) break;/若Y1不能

17、推导到空，结束 if(Pij=' ') if(firstr.find('')=string:npos) firstr.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(si='') fir.append(1,&

18、#39;'); if(u.find(si)!=string:npos&&fir.find(si)=string:npos) fir.append(1,si);break;/X1是终结符，添加并结束循环 if(U.find(si)!=string:npos)/X1是非终结符 r=U.find(si); for(j=0;firstrj!='0'j+) a=firstrj; if(a!=''&&fir.find(a)=string:npos)/将FIRST(X1)中的非空符号加入 fir.append(1,a); if(firs

19、tr.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(si)=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 s

20、tring fir,follow; string FOLLOW5=")#",")#","+)#","+)#","+*)#" string *table=new string*n; for(i=0;i<n;i+) tablei=new stringt+1; for(i=0;i<n;i+) for(j=0;j<t+1;j+) tableij=" "/table存储分析表的元素，“ ”表示error for(i=0;i<k;i+) arfa=Pi; arfa

21、.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(Pi0); if(fir.find(uj)!=string:npos) q=j; tablepq=Pi; /对first（）中的每一终结符置相应的规则 if(fir.find('')!=string:npos) follow=FOLLOWp;/对规则左部求follow() for(j=0;j<t;j+) if(q=follow.find(uj)!=string:

22、npos) q=j; tablepq=Pi; /对follow（）中的每一终结符置相应的规则 tablept=Pi;/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;

23、 for(i=0;!si;i+) if(u.find(si)=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,U0);i+;/文法开始符进入分析栈 a=s0; /cout<<stack<<endl; cout<<"步骤 分析栈 余留输入串 所用产生式n" while(!flag) / cout&

24、lt;<"步骤 分析栈 余留输入串 所用产生式n" cout<<step<<" "<<stack<<" "<<s<<" " x=stacki;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=s0;/栈顶符号与当前输入符号匹配，则输入下一个符号 c

25、out<<" n"/未使用产生式，输出空 else cout<<"errorn" 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<<"errorn" cout<<ss<<"不是该文法的句子n" break; i

26、f(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=tablepq; cout<<temp<<endl;/输出使用的产生式 if(temp0!=' ')/分析表中对应项不为error r=9; while(tempr=' ') r-; while(r>3) if(tempr!='') stack.append(1,tempr);/将X:=x1x2.的规则右部各符号压栈 i+; r-; els

27、e cout<<"errorn" 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 string50;/文法G string *P=new string50;/产生式集合P string U,u;/文法G非终结符集合U，终结符集合u int n,t,k;/非终结符、终结符个数,产生式数 string *G

28、G=new string50;/消除左递归后的文法GG string *PP=new string50;/文法GG的产生式集合PP string UU,uu;/文法GG非终结符集合U，终结符集合u int 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!nnn" 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,

29、n,t,k); cout<<"n该文法有"<<n<<"个非终结符：n" for(i=0;i<n;i+) cout<<Ui; cout<<endl; cout<<"该文法有"<<t<<"个终结符：n" for(i=0;i<t;i+) cout<<ui; cout<<"nn 左递归检测与消除nn" if(eliminate_1(G,P,U,GG) preprocess(

30、GG,PP,UU,uu,nn,tt,kk); cout<<"该文法存在左递归！nn消除左递归后的文法:nn" for(i=0;i<nn;i+) cout<<GGi<<endl; cout<<endl; cout<<"新文法有"<<nn<<"个非终结符：n" for(i=0;i<nn;i+) cout<<UUi; cout<<endl; cout<<"新文法有"<<tt<

31、;<"个终结符：n" for(i=0;i<tt;i+) cout<<uui; cout<<endl; /cout<<"新文法有"<<kk<<"个产生式：n" /for(i=0;i<kk;i+) cout<<PPi<<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nn" 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("<<UUi<<"): "<<firsti<<endl; cout&l