编译原理之LL(1)语法分析实验（附完整C/C++代码与测试）

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一、实验内容与要求

  • 先从键盘读入要分析的文法，由程序自动构造FIRST、FOLLOW 集以及SELECT集合，判断是否为LL (1)文法。

分析文法为G[E]：

（0）E→ TE’  

（1）E’→ +TE’

（2）E’→ε   

（3）T→ FT’

（4）T’→ *FT’  

（5）T’→ε    

（6）F→ (E)  

 （7）F→a

  • 若符合LL (1)文法，由程序自动构造LL (1)分析表;
  • 由算法判断给定的输入符号串a*(a+a)是否为该文法的句型。

二、实验代码

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<vector>
#include<string>
#include<stack>
#include<map>
#include<iomanip>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include <bits/ios_base.h>
using namespace std;
map<char,int>getnum;
vector<char>getzf;  
vector<string>proce(10);
vector<string>first(20);
vector<string>follow(20);
int table[100][100];      //预测分析表
int num;
int numv;//终结符的数量-1
char j[2];//读取终结符、非终结符与产生式 
void  read()
{char c;int i=0;int n=0;cout<<"******************************LL(1)语法分析****************************"<<endl; cout<<"注意：E'用H代替，T‘用J代替，空串用@代替 "<<endl;cout<<"请输入产生式的集合（空用'@'表示）,输入一条产生式后换行，最后以'end'结束:"<<endl;string ss;string dd;int j=0;int y=0;while(cin>>ss&&ss!="end"){		 dd.clear();dd+=ss[0];proce[j]+=dd;for(i=3;i<ss.length();i++){	if(ss[i]!='|'){dd.clear();dd+=ss[i];proce[j]+=dd;} else{dd.clear();dd+=ss[0];dd+=ss[++i];proce[++j]+=dd;}	}j++;
}
getnum['#']=0;//#代表结束标志 
//	getzf[0]='#';没有定义数组大小的时候这样输入是错误的 
getzf.push_back('#');
//终结符压栈 
for(int i=0;i<proce.size();i++)
{for(int k=0;k<proce[i].length();k++){if(proce[i][k]!='-'&&proce[i][k]!='|'){if(proce[i][k]<64||proce[i][k]>90){for( y=0;y<getzf.size();y++){if(proce[i][k]==getzf[y]) break;}if(y==getzf.size()&&k!=2){//这里让k!=2是不让第三位置的>进去 getnum[proce[i][k]]=++n;getzf.push_back(proce[i][k]);}}}	  }
}getnum['@']=++n;numv=n;//终结符的数量等于当前n的值 getzf.push_back('@');//非终结符压栈 for(int i=0;i<proce.size();i++){for(int k=0;k<proce[i].length();k++){if(proce[i][k]!='-'&&proce[i][k]!='|'&&proce[i][k]!='>'){if(proce[i][k]>64&&proce[i][k]<91){for( y=0;y<getzf.size();y++){if(proce[i][k]==getzf[y]) break;}if(y==getzf.size()){getnum[proce[i][k]]=++n;num=n;//终结符加非终结符的数量等于当前i的值 getzf.push_back(proce[i][k]);}}}	  }}
}//给终结符的first数组赋值
void get_firstT()
{int i;//不能在下面int //先给终结符的first数组赋值for( i=1;i<=numv;i++) {itoa(i,j,10);first[i]=j;//之前写的是first[i].push_back(j[0])是错的，字符串数组的输入不需要加下标,且如果是j[0]一个字符不能装到一个字符串当中去 }
}//给非终结符的first数组赋值
string get_firstF(int *a)
{//犯了一个错误，下面的a没有加* for(int i=0;i<proce.size();i++){if(getnum[proce[i][0]]==*a){if(getnum[proce[i][1]]<=numv){itoa(getnum[proce[i][1]],j,10); first[*a]+=j;}else{ //first[getnum[proce[i][0]]].clear();first[getnum[proce[i][0]]]=get_firstF(&getnum[proce[i][1]]);}} 	}return first[*a]; 
} //求follow集 
void  get_follow(int *a){
//犯了一个错误，以stirng开头但是没有返回值 int i,j1;int flag=0;for(i=0;i<proce.size();i++){for(j1=1;j1<proce[i].length();j1++){if(getnum[proce[i][j1]]==*a)//这地方应该是j1我写成了k {if(j1==proce[i].length()-1){if(getnum[proce[i][j1]]!=getnum[proce[i][0]])follow[*a]+=follow[getnum[proce[i][0]]]; }else {if(getnum[proce[i][j1+1]]<=numv)	{itoa(getnum[proce[i][j1+1]],j,10);follow[*a]+=j;}else{for(int jj=0;jj<first[getnum[proce[i][j1+1]]].size();jj++) {if(atoi(&first[getnum[proce[i][j1+1]]][jj])==numv)//等于空时follow[*a]+=follow[getnum[proce[i][0]]];elsefollow[*a]+=first[getnum[proce[i][j1+1]]][jj];}flag=1;//标志位，如果已经找到*a后面的非终结符就可以停止了 }}}} if(flag==1) break; //停止寻找 }
}//求预测分析表
void get_table()          
{memset(table,-1,sizeof(table));//刚开始tableM没有初始化，导致本该是空格的地方出现E->TA for(int i=0;i<proce.size();i++)   //扫所有产生式{if(proce[i][1]=='@')     //直接推出空字的，特判下（follow集=产生式左边的vn中元素填）{string flw=follow[getnum[proce[i][0]]];for(int k=0;k<flw.size();k++){table[getnum[proce[i][0]]][flw[k]-'0']=i;}}string temps=first[getnum[proce[i][1]]];for(int j=0;j<temps.size();j++)               //考察first集{if(atoi(&temps[j])!=numv) {// table[getnum[proce[i][0]]][atoi(&temps[j])]=i;//atoi不能这么用，他表示的是从当前位一直到末位 table[getnum[proce[i][0]]][temps[j]-'0']=i;}else                                     //有空字的，考察follw集{string flw=follow[getnum[proce[i][1]]];for(int k=0;k<flw.size();k++){table[getnum[proce[i][0]]][flw[k]-'0']=i;}}}}
}//由对应下标获得对应产生式
string get_proce(int i) 
{if(i<0)return " ";    //无该产生式string ss;ss+=proce[i][0];ss+="->";		//把->要加上 for(int j=1;j<proce[i].size();j++)ss+=proce[i][j];return ss;
}//输出预测分析表 
void print_table()
{cout<<"该文法对应的预测分析表如下："<<endl;cout<<"________________________________________________________"<<endl;for(int i=0;i<numv;i++)cout<<'\t'<<getzf[i];cout<<endl;for(int i=numv+1;i<=num;i++){cout<<endl<<"________________________________________________________"<<endl;cout<<getzf[i];for(int j=0;j<numv;j++){cout<<'\t'<<get_proce(table[i][j])<<"";}}cout<<endl<<"________________________________________________________"<<endl;cout<<endl;
}//打印栈中元素
void print_stack(stack<char>sta){int length=sta.size();//栈中元素数目vector<char>temp;for(int i=0;i<length;i++){//cout<<sta.top();temp.push_back(sta.top());sta.pop();} for(int j=length-1;j>=0;j--){cout<<temp[j];}cout<<"\t\t";
} //打印判定串的当前元素
void print_string(string str,int index){int length=str.size();for(int i=index;i<length;i++){cout<<str[i];}cout<<'#';cout<<"\t\t";
}//分析word符号串的合法性(关键)
string word;
bool analyze()       
{stack<char>sta;//分析栈 sta.push('#');  //#最先进栈 sta.push(proce[0][0]);//将开始符压入分析栈中进行初始化 int i=0;int count=1;//步骤计数  printf("步骤\t\t分析栈\t\t判定串\t\t使用规则\n");//表头 while(!sta.empty()){cout<<count<<"\t\t";print_stack(sta);//打印当前分析栈 print_string(word,i);//打印当前判定串 int cur=sta.top();//取出分析栈的栈顶元素 sta.pop();if(cur==word[i])       //如果分析栈的栈顶元素与判定串的第一个元素相同（即是终结符的话），则匹配成功，分析栈弹出栈顶元素 {i++;printf("匹配出栈\n");}else  if(cur=='#')   //如果分析栈的栈顶元素为#则表面分析结束{return 1;}else  if(table[getnum[cur]][getnum[word[i]]]!=-1) //查找对应的预测分析表 {int k=table[getnum[cur]][getnum[word[i]]];cout<<proce[k][0]<<"->";for(int j=1;j<proce[k].size();j++)cout<<proce[k][j];cout<<endl;//将使用的产生式逆序加入分析栈中，以取代上一个出栈的元素 for(int j=proce[k].size()-1;j>0;j--)  {  if(proce[k][j]!='@')sta.push(proce[k][j]);}}else     {return 0;}count++;}return 1;
}//输入待判断的符号串 
void scanf()  
{cout<<"请输入待判定的符号串：";cin>>word;cout<<"判断分析表如下："<<endl; if(analyze())cout<<endl<<"综上：该符号串有效，是该文法的句型！"<<endl;else   cout<<endl<<"出错，该符号串不是该文法的句型！"<<endl;
}int main()
{int k;int j;read();//终结符的first集 get_firstT();//非终结符的first集 for(k=numv+1;k<=num;k++) //犯了一个错误，numv的位置写成7 {get_firstF(&k);}follow[numv+1]+='0'; //这地方加的是0而不是# for(k=numv+1;k<=num;k++) //犯了一个错误，numv的位置写成7 {get_follow(&k);}cout<<endl;  get_table();print_table();scanf();	return 0;
}
/*测试数据： 
注意：E'用H代替，T‘用J代替，空串用@代替 
E->TH
H->+TH
H->@
T->FJ
J->*FJ
J->@
F->(E)
F->a
end
*/

三、实验结果

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c35605fdd63f43abbb3037cb6c947d11.pngEND.

 

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