实验5 LL(1)语法分析程序的设计与实现(C语言)

1、班级: 学号: 姓名:实验五 LL(1)文法识别程序设计一、实验目的通过LL(1)文法识别程序的设计理解自顶向下的语法分析思想。二、实验重难点FIRST集合、FOLLOW集合、SELECT集合元素的求解，预测分析表的构造。三、实验内容与要求实验内容：1 阅读并理解实验案例中LL(1)文法判别的程序实现；2 参考实验案例，完成简单的LL(1)文法判别程序设计。四、实验学时4课时五、实验设备与环境 C语言编译环境六、实验案例1 实验要求参考教材93页预测分析方法，94页 图5.11 预测分析程序框图，编写表达式文法的识别程序。要求对输入的LL(1)文法字符串，程序能自动判断所给字符串是否为所给文法

2、的句子，并能给出分析过程。表达式文法为：EE+T|TTT*F|FFi|(E) 2 参考代码为了更好的理解代码，建议将图5.11做如下标注：/* 程序名称： LL(1)语法分析程序 */* E->E+T|T */* T->T*F|F */* F->(E)|i */*目 的: 对输入LL(1)文法字符串，本程序能自动判断所给字符串是否为所给文法的句子，并能给出分析过程。/*/* 程序相关说明 */* A=E' B=T' */* 预测分析表中列号、行号 */* 0=E 1=E' 2=T 3=T' 4=F */* 0=i 1=+ 2=* 3=( 4=)

3、 5=# */*/#include"iostream"#include "stdio.h"#include "malloc.h"#include "conio.h"/*定义链表这种数据类型参见：struct Lcharchar char_ch;struct Lchar *next;Lchar,*p,*h,*temp,*top,*base;/*p指向终结符线性链表的头结点，h指向动态建成的终结符线性链表节点，top和base分别指向非终结符堆栈的顶和底*/char curchar; /存放当前待比较的字符:终结符ch

4、ar curtocmp; /存放当前栈顶的字符：非终结符int right;int table56=1,0,0,1,0,0,0,1,0,0,1,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,1,1,1,0,0,1,0,0;/*存放预测分析表，1表示有产生式，0表示无产生式。*/int i,j; void push(char pchar) /*入栈函数*/temp=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);temp->char_ch=pchar;temp->next=top;top=temp; void pop(void) /*出栈函数*/curtocmp

5、=top->char_ch;if(top->char_ch!='#')top=top->next;void doforpush(int t) /*根据数组下标计算的值找对应的产生式，并入栈*/switch(t)case 0:push('A');push('T');break;case 3:push('A');push('T');break;case 11:push('A');push('T');push('+');break;case 20:push

6、('B');push('F');break;case 23:push('B');push('F');break;case 32:push('B');push('F');push('*');break;case 40:push('i');break;case 43:push(')');push('E');push('(');/*根据curchar和curtocmp转为数字以判断是否有产生式*/void changchart

7、oint()switch(curtocmp) /*非终结符：栈顶*/case 'E':i=0;break;case 'A':i=1;break;case 'T':i=2;break;case 'B':i=3;break;case 'F':i=4;switch(curchar) /*终结符：待识别的表达式中*/case 'i':j=0;break;case '+':j=1;break;case '*':j=2;break;case '(':j=3;bre

8、ak;case ')':j=4;break;case '#':j=5;/*识别算法*/void dosome(void)int t;for(;)pop();/*读取栈顶的字符存curtocmp中*/curchar=h->char_ch; /*读取输入字符链表h中一个字符存入curchar*/printf("n%ct%c",curchar,curtocmp);if(curtocmp='#' && curchar='#') /*如果都是终结符 P94 图5.11圈1、圈5、圈7*/break;

9、 if(curtocmp='A'|curtocmp='B'|curtocmp='E'|curtocmp='T'|curtocmp='F') /*如果curtocmp不是终结符 P94 图5.11圈1*/if(curtocmp!='#') /*如果curtocmp不是终结符，也不是结束符，则根据预测分析表找到产生式并入栈 P94 图5.11圈1*/changchartoint();if(tableij) /*1.1有产生式P94 图5.11圈2*/t=10*i+j; /*计算产生式在数组中的位置*/d

10、oforpush(t); /*找对应t的产生式并入栈P94 图5.11圈3*/continue;else/*1.2没有产生式P94 图5.11圈4*/right=0; /*出错*/break;else if(curtocmp!=curchar) /*如果curtocmp不是终结符，并且是结束符，判断终结符链表字符是否也为终结符P94 图5.11圈1、1、5、6*/right=0; /*出错*/break;elsebreak; /*正确P94 图5.11圈1、1、5、7*/else if(curtocmp!=curchar) /* 如果curtocmp是终结符,并且不等于当前终结符链表中的终结符

11、，则出错。P94 图5.11圈1、8、9*/right=0; /*出错*/break;else /*如果curtocmp是终结符,并且等于当前终结符链表中的终结符，则匹配成功，可以读取下一个链表头的终结符P94 图5.11圈10*/h=h->next; /*读取下一字符*/continue;int main(void)char ch;right=1;base=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar); /*初始化非终结符堆栈，栈底为#，栈顶为文法开始符号*/base->next=NULL; base->char_ch='#'tem

12、p=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);temp->next=base;temp->char_ch='E'top=temp; /*初始化非终结符堆栈，栈底为#，栈顶为文法开始符号E*/*初始化存放待识别的表达式（终结符）的线性链表头*/h=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);h->next=NULL;p=h; /*开辟了一个空的链表空间,p和h同时指向该空间,该空间将作为终结符链表的头部。*/printf("请输入要分析的字符串(#号结束)n");do /*输入待识别的

13、表达式*/ch=getch();putch(ch); /在屏幕上输出一个字符if(ch='i'|ch='+'|ch='*'|ch='('|ch=')'|ch='#') /*将输入的ch存入链表*/temp=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);temp->next=NULL;temp->char_ch=ch;h->next=temp;h=h->next;/*如果输入正确，h不断的指向新输入的字符，而p始终指向输入终结符字符串的头位置，即前面开

14、辟的空的链表空间。*/elsetemp=p->next; /*如果输入错误，提示输入有错，请重新输入，让temp指向输入字符串的头部，并将前面正确输出的字符串再次输出*/printf("nInput a wrong char!Input again:n");for(;)if (temp!=NULL)printf("%c",temp->char_ch);elsebreak;temp=temp->next;while(ch!='#');p=p->next; /*消去第一个空头节点，并使头结点指向非空线性链表表头*/*如

15、果输入正确，h不断的指向新输入的字符，而输入字符串的头位置被记录在p里面。*/h=p; /*h重新指向头结点，以便后面识别操作*/dosome();/*开始识别*/if(right)printf("n成功! 输入的表达式可以被该文法识别！n"); elseprintf("n错误! 表示输入的表达式不可以被该文法识别！n"); getch();return 0;3 测试数据及运行结果七、简单LL(1)文法判别程序设计1、判断以下文法是不是LL（1）文法，写出详细的判断过程：EE+T|E-T|TTT*F|T/F|FFi|(E)（1） 消除左递归，文法变为：E

16、TEE+TE | -TE | TFTT*FT | /FT |Fi | (E)（2） 可推出的非终结符表为：EETTF否是否是否（3） 各非终结符的FIRST集合为：FIRST(E) = (,iFIRST(E) =+,-,FIRST(T)=(,iFIRST(T) =*,/,FIRST(F) =(,i（4） 各非终结符的FOLLOW集合为：FOLLOW(E) = ）,#FOLLOW(E)= ）,#FOLLOW(T) = ）,#,+,-FOLLOW(T)= ）,#,+,-FOLLOW(F) = *,/,+,-,）,#（5） 各产生式的SELECT集合为：SELECT(ETE)=(,iSELECT(E

17、+TE)=+SELECT(E-TE)=-SELECT(E)= ）,#SELECT(TFT)=(,iSELECT(T*FT)=*SELECT(T/FT)=/SELECT(T)= +,-,）,#SELECT(F(E)=(SELECT(Fi)=i（6） 有相同左部产生式的SELECT集合的交集是否为空？该文法是否为LL（1）文法？（7） 该文法的预测分析表为:i+-*/()#E+TETEE+TE-TETFTT*FT/FTFi(E)2、设计LL(1)文法判别程序设计，源代码如下：/* 程序名称： LL(1)语法分析程序 */* E->E+T|E-T/T */* T->T*F|T/F/F *

18、/* F->(E)|i */*目 的: 对输入LL(1)文法字符串，本程序能自动判断所给字符串是否为所给文法的句子，并能给出分析过程。/*/* 程序相关说明 */* A=E' B=T' */* 预测分析表中列号、行号 */* 0=E 1=E' 2=T 3=T' 4=F */* 0=i 1=+ 2=- 3=* 4=/ 5=( 6=) 7=# */*/#include"iostream"#include "stdio.h"#include "malloc.h"#include "conio.

19、h"/*定义链表这种数据类型参见：struct Lcharchar char_ch;struct Lchar *next;Lchar,*p,*h,*temp,*top,*base;/*p指向终结符线性链表的头结点，h指向动态建成的终结符线性链表节点，top和base分别指向非终结符堆栈的顶和底*/char curchar; /存放当前待比较的字符:终结符char curtocmp; /存放当前栈顶的字符：非终结符int right;int table58=1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1

20、,0,0,0,0,1,0,0;/*存放预测分析表，1表示有产生式，0表示无产生式。*/int i,j; void push(char pchar) /*入栈函数*/temp=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);temp->char_ch=pchar;temp->next=top;top=temp; void pop(void) /*出栈函数*/curtocmp=top->char_ch;if(top->char_ch!='#')top=top->next;void doforpush(int t) /*根据数组下

21、标计算的值找对应的产生式，并入栈*/switch(t)case 0:push('A');push('T');break;case 5:push('A');push('T');break;case 11:push('A');push('T');push('+');break;case 12:push('A');push('T');push('-');break;case 20:push('B');push('F&#

22、39;);break;case 25:push('B');push('F');break;case 33:push('B');push('F');push('*');break;case 34:push('B');push('F');push('/');break;case 40:push('i');break;case 45:push(')');push('E');push('(');break;/*根

23、据curchar和curtocmp转为数字以判断是否有产生式*/void changchartoint()switch(curtocmp) /*非终结符：栈顶*/case 'A':i=1;break;case 'B':i=3;break;case 'E':i=0;break;case 'T':i=2;break;case 'F':i=4;switch(curchar) /*终结符：待识别的表达式中*/case 'i':j=0;break;case '+':j=1;break;case

24、 '-':j=2;break;case '*':j=3;break;case '/':j=4;break;case '(':j=5;break;case ')':j=6;break;case '#':j=7;/*识别算法*/void dosome(void)int t;for(;)pop();/*读取栈顶的字符存curtocmp中*/curchar=h->char_ch; /*读取输入字符链表h中一个字符存入curchar*/printf("n%ct%c",curchar,

25、curtocmp);if(curtocmp='#' && curchar='#') /*如果都是终结符 P94 图5.11圈1、圈5、圈7*/break; if(curtocmp='A'|curtocmp='B'|curtocmp='E'|curtocmp='T'|curtocmp='F') /*如果curtocmp不是终结符 P94 图5.11圈1*/if(curtocmp!='#') /*如果curtocmp不是终结符，也不是结束符，则根据预测分析

26、表找到产生式并入栈 P94 图5.11圈1*/changchartoint();if(tableij) /*1.1有产生式P94 图5.11圈2*/t=10*i+j; /*计算产生式在数组中的位置*/doforpush(t); /*找对应t的产生式并入栈P94 图5.11圈3*/continue;else/*1.2没有产生式P94 图5.11圈4*/right=0; /*出错*/break;else if(curtocmp!=curchar) /*如果curtocmp不是终结符，并且是结束符，判断终结符链表字符是否也为终结符P94 图5.11圈1、1、5、6*/right=0; /*出错*/b

27、reak;elsebreak; /*正确P94 图5.11圈1、1、5、7*/else if(curtocmp!=curchar) /* 如果curtocmp是终结符,并且不等于当前终结符链表中的终结符，则出错。P94 图5.11圈1、8、9*/right=0; /*出错*/break;else /*如果curtocmp是终结符,并且等于当前终结符链表中的终结符，则匹配成功，可以读取下一个链表头的终结符P94 图5.11圈10*/h=h->next; /*读取下一字符*/continue;int main(void)char ch;right=1;base=(struct Lchar*)

28、malloc(sizeof(Lchar); /*初始化非终结符堆栈，栈底为#，栈顶为文法开始符号*/base->next=NULL; base->char_ch='#'temp=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);temp->next=base;temp->char_ch='E'top=temp; /*初始化非终结符堆栈，栈底为#，栈顶为文法开始符号E*/*初始化存放待识别的表达式（终结符）的线性链表头*/h=(struct Lchar*)malloc(sizeof(Lchar);h->next=

29、NULL;p=h; /*开辟了一个空的链表空间,p和h同时指向该空间,该空间将作为终结符链表的头部。*/printf("请输入要分析的字符串(#号结束)n");do /*输入待识别的表达式*/ch=getchar();putchar(ch); /在屏幕上输出一个字符if(ch='i'|ch='+'|ch='-'|ch='*'|ch='/'|ch='('|ch=')'|ch='#') /*将输入的ch存入链表*/temp=(struct Lchar*

30、)malloc(sizeof(Lchar);temp->next=NULL;temp->char_ch=ch;h->next=temp;h=h->next;/*如果输入正确，h不断的指向新输入的字符，而p始终指向输入终结符字符串的头位置，即前面开辟的空的链表空间。*/elsetemp=p->next; /*如果输入错误，提示输入有错，请重新输入，让temp指向输入字符串的头部，并将前面正确输出的字符串再次输出*/printf("nInput a wrong char!Input again:n");for(;)if (temp!=NULL)printf("%c",temp->char_ch);elsebreak;temp=temp->next;while(ch!='#');p=p->next; /*消去