编译原理实验自动生成LR(0)分析表

2016.12.14自动生成LR（0）分析表1目录一、实验名称...........................................................................2二、实验目的...........................................................................2三、实验原理...........................................................................21、闭包closure(I)................................................................22、转换函数GO(I,X)...........................................................23、ACTION子表和GOTO子表的构造...............................2四、实验思路...........................................................................31、输入................................................................................32、建立项目........................................................................33、closure算法...................................................................34、转向函数GO(I,X)的算法...............................................35、建立状态及对应的项目集............................................36、ACTION子表的构造......................................................47、GOTO子表的构造.........................................................4五、实验小结...........................................................................4六、附件...................................................................................51、源代码............................................................................52、运行结果截图................................................................92一、实验名称自动生成LR（0）分析表二、实验目的1、实现计算闭包函数CLOSURE的算法。2、实现转向函数GO(I,X)的算法。3、实现ACTION子表和GOTO子表的构造算法。4、输入任意的压缩了的上下文无关文法，输出相应的LR（0）分析表（以表格形式输出）。三、实验原理1、闭包closure(I)若文法G已拓广为G’，而S为文法G的开始符号，拓广后增加产生式S’-S。如果I是文法G’的一个项目集，定义和构造I的闭包closure(I)如下：a.I的项目在closure(I)中。b.若A-α•Bβ属于closure(I)，则每一形如B-•γ的项目也属于closure(I)。c.重复b直到不出现新的项目为止。即closure(I)不再扩大。2、转换函数GO(I,X)GO(I,X)=closure(J)其中：I为包含某一项目集的状态。X为一文法符号，X∈Vn∪VtJ={任何形如A-α•Xβ的项目|A-αX•β属于I}3、ACTION子表和GOTO子表的构造a.若项目A→α.aβ属于Ik且GO(Ik,a)=Ij,a为终结符，则置ACTION[k,a]为“把状态j和符号a移进栈”，简记为“sj”；b.若项目A→α．属于Ik，那么，对任何终结符a，置ACTION[k，a]为“用产3生式A→α进行规约”，简记为“rj”；其中，假定A→α为文法G'的第j个产生式c.若项目S'→S．属于Ik,则置ACTION[k,#]为“接受”，简记为“acc”；d.若GO(Ik,A)=Ij,A为非终结符，则置GOTO[k,A]=j；e.分析表中凡不能用上述1至4填入信息的空白格均置上“出错标志”。按上述算法构造的含有ACTION和GOTO两部分的分析表，如果每个入口不含多重定义，则称它为文法G的一张LR(0)分析表。具有LR(0)表的文法G称为一个LR（0）文法，LR(0)文法是无二义的。四、实验思路本次实验采用python完成。1、输入构造一个LR类，输入非终结符，终结符，开始符以及产生式分别存于LR类的成员：Vn，Vt，start，production。2、建立项目构造函数Project，根据产生式建立项目，对每一条产生式的右部进行处理，依次在右部的每个终结符和非终结符前添加原点，并在最后添加原点。3、closure算法构造函数closure，求一个项目的闭包closure。分三种情况讨论，对于S-·和E-·a这两种情况，返回自身。对于E-b·B这种情况，对项目的右部进行处理，继续求B-·r闭包，因此这是一个递归函数。最终函数以列表的形式返回每个项目集。4、转向函数GO(I,X)的算法构造函数GO，求一个项目集的GO(I,X)。建立字典go存放最终结果，对不是S-a·形式的项目进行讨论，对项目的右部进行处理，将原点后移一位，利用closure函数得到圆点后移得到的项目的项目集，加入go中。直到处理完该项目集的所有项目。5、建立状态及对应的项目集4构造函数createDFA，建立状态及对应的项目集。首先，从拓广文法的第一个项目开始，建立初态，定义number存放状态编号，初始值为0。设立字典status存放状态编号及对应的项目集。将初态加入一个队列qu中。每次从qu中取出一个状态，求该状态的项目集的Go(I,x)，再对得到的项目集进行判断，若该项目集是已知的状态，则不做处理，若该项目集是新的状态，则将其加入队列qu中，number加1。每次从qu中取出一个状态重复上述操作，直到队列为空，说明已求得所有状态。6、ACTION子表的构造分两种情况讨论：项目集只有一个项目和项目集不止一个项目。对于第一种情况，再分两种情况，看该项目是否对应了初态，若是，则将#对应为acc，其余终结符对应为error，若不是，则求得该项目去掉圆点之后的产生式的编号i，终结符合#对应为ri。对于项目集不止一个项目的情况，依次对终结符和#寻找在该状态的的GO(I,X)下是否有所对应，有则求得编号对应为Si，没有则对于error。7、GOTO子表的构造对于每个状态的GO(I,X)函数进行遍历，寻找是否有对应的终结符，若有则返回对应的项目集的编号，若没有则返回error。五、实验小结通过本次实验，了解了LR(0)分析表的构造，对于构造过程所需要的一些算法有了深入的了解，通过实际的编写程序代码完成LR(0)分析表的构造，对于程序的编写能力有了一定的提升。在实验过程中，主要对于closure闭包函数的构造以及状态的设置有问题。Closure闭包函数用了递归的结构，因此对于递归的结束条件需要标注清楚。对于状态的建立，需要注意每次通过GO(I,X)得到的新的项目集是否是已经存在的状态，若是则不做处理。对于状态的遍历使用队列来完成，每次新的状态都加入队列中，队列为空说明状态遍历完毕。有一点问题值得注意，由于状态编号的项目集的存储结构使用了字典，字典是无序的结构，因此每次遍历得到的状态编号都不同，程序的每次运行得到的最终LR(0)分析表不唯一。5六、附件1、源代码importcopyimportqueueclassLR:def__init__(self):self.Vn=[]self.Vt=[]self.start=None#开始符号self.production=[]#产生式self.project=[]#项目self.status={}#存放状态编号及对应的项目集self.goto={}#存放goto表{0:{E:'1',A:'error',B:'error'}}self.action={}#存放action表{0:{a:'S2',b:'S3'}}defsetVn(self):Vn=input('输入非终结符(以空格区分,回车结束):')self.Vn=Vn.split('')defsetVt(self):Vt=input('输入终结符(以空格区分,回车结束):')self.Vt=Vt.split('')defsetS(self):S=input('输入开始符号(以回车结束):')self.start=Sdefsetf(self):#生成产生式n=int(input('输入产生式数目:'))print('输入产生式(以回车区分):')foriinrange(n):f=input()self.production.append(f)defProject(self):#建立项目forfinself.production:temporary=copy.deepcopy(f)#temporary与f相同temporary=temporary.split('-')l=temporary[0]#产生式左部r=list(temporary[1])#产生式右部foriinrange(len(r)+1):#对产生式右部处理temporary1=copy.deepcopy(r)6temporary1.insert(i,'·')newf=l+'-'+''.join(temporary1)self.project.append(newf)defclosure(self,pro):#求一个项目pro的闭包E-·E-·bE-b·B返回列表temporary=[]#最终返回的结果temporary.append(pro)#将pro自身加入l1=pro.split('-')[0]#左部r1=pro.split('-')[1]#右部x=list(r1)#存放右部的列表index=x.index('·')#得到圆点位置iflen(x)==1:#S-·returntemporaryelse:ifindex==len(r1)-1orx[index+1]inself.Vt:#E-·areturntemporaryelse:#E-b·Bforeleminrange(len(self.project)):l=self.project[elem].split('-')[0]#左部r=self.project[elem].split('-')[1]#右部ifl==x[index+1]andr.startswith('·'):#继续求B-·r闭包conlist=self.closure(self.project[elem])iflen(conlist)==0:passelse:temporary.extend(conlist)returntemporarydefGO(self,project):#计算一个项目集的GO(I,x),返回字典形式go={}#存放Go(I,x)结果，形式为{a:[],b:[]}foreleminproject:l=elem.split('-