编译原理实验报告《LL(1)语法分析器构造》

1《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:G[E]:E-E+T|TT-T*F|FF-(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：Codeblocks（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：voidinput_grammer(string*G);//输入文法Gvoidpreprocess(string*G,string*P,string&U,string&u,int&n,int&t,int&k);2//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，inteliminate_1(string*G,string*P,stringU,string*GG);//消除文法G中所有直接左递归得到文法GGint*ifempty(string*P,stringU,intk,intn);//判断各非终结符是否能推导为空string*FIRST_X(string*P,stringU,stringu,int*empty,intk,intn)；求所有非终结符的FIRST集stringFIRST(stringU,stringu,string*first,strings)；//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集string**create_table(string*P,stringU,stringu,intn,intt,intk,string*first)；//构造分析表voidanalyse(string**table,stringU,stringu,intt,strings)；//分析符号串s2、编写的源程序#includecstdio#includecstring#includeiostreamusingnamespacestd;voidinput_grammer(string*G)//输入文法G,n个非终结符{inti=0;//计数charch='y';while(ch=='y'){cinG[i++];cout继续输入?(y/n)\n;cinch;}}voidpreprocess(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，{inti,j,r,temp;//计数charC;//记录规则中（）后的符号intflag;//检测到（）n=t=k=0;for(i=0;i50;i++)P[i]=;//字符串如果不初始化，在使用P[i][j]=a时将不能改变，可以用P[i].append(1,a)U=u=;//字符串如果不初始化，无法使用U[i]=a赋值，可以用U.append(1,a)for(n=0;!G[n].empty();n++){U[n]=G[n][0];}//非终结符集合，n为非终结符个数for(i=0;in;i++){for(j=4;jG[i].length();j++){if(U.find(G[i][j])==string::npos&&u.find(G[i][j])==string::npos)if(G[i][j]!='|'&&G[i][j]!='^')//if(G[i][j]!='('&&G[i][j]!=')'&&G[i][j]!='|'&&G[i][j]!='^')u[t++]=G[i][j];3}}//终结符集合，t为终结符个数for(i=0;in;i++){flag=0;r=4;for(j=4;jG[i].length();j++){P[k][0]=U[i];P[k][1]=':';P[k][2]=':';P[k][3]='=';/*if(G[i][j]=='('){j++;flag=1;for(temp=j;G[i][temp]!=')';temp++);C=G[i][temp+1];//C记录（）后跟的字符，将C添加到（）中所有字符串后面}if(G[i][j]==')'){j++;flag=0;}*/if(G[i][j]=='|'){//if(flag==1)P[k][r++]=C;k++;j++;P[k][0]=U[i];P[k][1]=':';P[k][2]=':';P[k][3]='=';r=4;P[k][r++]=G[i][j];}else{P[k][r++]=G[i][j];}}k++;}//获得产生式集合P，k为产生式个数}inteliminate_1(string*G,string*P,stringU,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）{stringarfa,beta;//所有形如A::=Aα|β中的α、β连接起来形成的字符串arfa、betainti,j,temp,m=0;//计数intflag=0;//flag=1表示文法有左递归intflagg=0;//flagg=1表示某条规则有左递归charC='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4入for(i=0;i20&&U[i]!='';i++){flagg=0;arfa=beta=;for(j=0;j100&&P[j][0]!='';j++){if(P[j][0]==U[i]){if(P[j][4]==U[i])//产生式j有左递归{flagg=1;for(temp=5;P[j][temp]!='';temp++)arfa.append(1,P[j][temp]);if(P[j+1][4]==U[i])arfa.append(|);//不止一个产生式含有左递归}else{for(temp=4;P[j][temp]!='';temp++)beta.append(1,P[j][temp]);if(P[j+1][0]==U[i]&&P[j+1][4]!=U[i])beta.append(|);}}}if(flagg==0)//对于不含左递归的文法规则不重写{GG[m]=G[i];m++;}else{flag=1;//文法存在左递归GG[m].append(1,U[i]);GG[m].append(::=);if(beta.find('|')!=string::npos)GG[m].append((+beta+));elseGG[m].append(beta);while(U.find(C)!=string::npos){C++;}GG[m].append(1,C);m++;GG[m].append(1,C);GG[m].append(::=);if(arfa.find('|')!=string::npos)GG[m].append((+arfa+));elseGG[m].append(arfa);GG[m].append(1,C);GG[m].append(|^);m++;C++;}//A::=Aα|β改写成A::=βA‘，A’=αA'|β，}returnflag;}int*ifempty(string*P,stringU,intk,intn){5int*empty=newint[n];//指示非终结符能否推导到空串inti,j,r;for(r=0;rn;r++)empty[r]=0;//默认所有非终结符都不能推导到空intflag=1;//1表示empty数组有修改intstep=100;//假设一条规则最大推导步数为100步while(step--){for(i=0;ik;i++){r=U.find(P[i][0]);if(P[i][4]=='^')empty[r]=1;//直接推导到空else{for(j=4;P[i][j]!='';j++){if(U.find(P[i][j])!=string::npos){if(empty[U.find(P[i][j])]==0)break;}elsebreak;}if(P[i][j]=='')empty[r]=1;//多步推导到空elseflag=0;}}}returnempty;}string*FIRST_X(string*P,stringU,stringu,int*empty,intk,intn){inti,j,r,s,tmp;string*first=newstring[n];chara;intstep=100;//最大推导步数while(step--){//coutstep100-stependl;for(i=0;ik;i++){//coutP[i]endl;r=U.find(P[i][0]);6if(P[i][4]=='^'&&first[r].find('^')==string::npos)first[r].append(1,'^');//规则右部首符号为空else{for(j=4;P[i][j]!='';j++){a=P[i][j];if(u.find(a)!=string::npos&&first[r].find(a)==string::npos)//规则右部首符号是终结符{first[r].append(1,a);break;//添加并结束}if(U.find(P[i][j])!=string::npos)//规则右部首符号是非终结符,形如X：：=Y1Y2...Yk{s=U.find(P[i][j]);//coutP[i][j]:\n;for(tmp=0;first[s][tmp]!='\0';tmp++){a=first[s][tmp];if(a!='^'&&first[r].find(a)==string::npos)//将FIRST[Y1]中的非空符加入first[r].append(1,a);}}if(!empty[s])break;//若Y1不能推导到空，结束}if(P[i][j]=='')if(first[r].find('^')==string::npos)first[r].append(1,'^');//若Y1、Y2...Yk都能推导到空，则加入空符号}}}returnfirst;}stringFIRST(stringU,stringu,string*first,strings)//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集{inti,j,r;chara;stringfir;for(i=0;is.length();i++){if(s[i]=='^')fir.append(1,'^');if(u.find(s[i])!=string::npos&&fir.find(s[i])==string::npos){fir.append(1,s[i]);break;}//X1是终结符，添7加并结束循环if(U.find(s[i])!=string::npos)//X1是非终结符{r=U.find(s[i]);for(j=0;first[r][j]!='\0';j++){a=first[r][j];if(a!='^'&&fir.find(a)==string::npos)//将FIRST(X1)中的非空符号加入fir.append(1,a);}if(first[r].find('^')==string::npos)break;//若X1不可推导到空，循环停止}if(