一个c++编写的语法分析器(编译愿意LL(1)文法)

   日期:2021-01-05     浏览:176    评论:0    
核心提示:1 输入任意文法,改写文法使其成为LL(1)文法。1.1 由于老师给的应该是最适合我们联系的LL(1)文法,所以说我也是用以下文法进行分析。E→E+T | TT→T*F | FF→( E ) | i注意e在此表示‘’,也就是空,表示没有任何字符输入。1.2 消除左递归 E--------TE’ E’----------+TE’|e T ------------FT’ T’---------------*FT’|e F------------------(E)|i1.

1 输入任意文法,改写文法使其成为LL(1)文法。
1.1 由于老师给的应该是最适合我们联系的LL(1)文法,所以说我也是用以下文法进行分析。
E→E+T | T
T→T*F | F
F→( E ) | i
注意e在此表示‘’,也就是空,表示没有任何字符输入。
1.2 消除左递归
 E--------TE’
 E’----------+TE’|e
 T ------------FT’
 T’---------------*FT’|e
 F------------------(E)|i
1.3 消除回溯
1.3.1 FIRST和FALLOW集合

1.3.2 判断
FIRST(E’)∩FOLLOW(E’)= 空集
FIRST(T’)∩FOLLOW(T’)=空集

所以上述文法式LL(1)文法

2 构造文法的预测分析表;

3 设计堆栈和预测分析表的机内表示
我将会使用MAP作为机内表示的数据结构
 ///E’,T’分别表示为e,t
 //~表示空,也就是 无输入

map<pair<string,string>,string> forecast;
void fore_init()
{
forecast[pair<string,string>(“E”,“i”)]=“Te”;
forecast[pair<string,string>(“T”,“i”)]=“Ft”;
forecast[pair<string,string>(“F”,“i”)]=“i”;
forecast[pair<string,string>(“e”,"+")]="+Te";
forecast[pair<string,string>(“t”,"+")]="~";
forecast[pair<string,string>(“t”,"*")]="*Ft";
forecast[pair<string,string>(“E”,"(")]=“Te”;
forecast[pair<string,string>(“T”,"(")]=“Ft”;
forecast[pair<string,string>(“F”,"(")]="(E)";
forecast[pair<string,string>(“e”,")")]="~";
forecast[pair<string,string>(“t”,")")]="~";
forecast[pair<string,string>(“e”,"#")]="~";
forecast[pair<string,string>(“t”,"#")]="~";
}

4 设计并书写语法分析程序;


```cpp
#include<iostream>
#include<map>
#include<stack> 
#include<cstring>
using namespace std;
///E',T'分别表示为e,t 
//~表示空,也就是 无输入 ,
//这里是forecast集 
map<pair<string,string>,string> forecast;
void fore_init()
{
	forecast[pair<string,string>("E","i")]="Te";
	forecast[pair<string,string>("T","i")]="Ft";
	forecast[pair<string,string>("F","i")]="i";
	forecast[pair<string,string>("e","+")]="+Te";
	forecast[pair<string,string>("t","+")]="~";
	forecast[pair<string,string>("t","*")]="*Ft";
	forecast[pair<string,string>("E","(")]="Te";
	forecast[pair<string,string>("T","(")]="Ft";
	forecast[pair<string,string>("F","(")]="(E)";
	forecast[pair<string,string>("e",")")]="~";
	forecast[pair<string,string>("t",")")]="~";
	forecast[pair<string,string>("e","#")]="~";
	forecast[pair<string,string>("t","#")]="~";
}
void fore_insert(pair<string,string> a,string b)
{
	forecast[a]=b;
}
 ///接下来构建分析栈
stack<char> analysis;
void analysis_init()
{
	analysis.push('#');
	analysis.push('E');
}
///接下来构建展示函数
void show(int step,stack<char> analyse,char remaining[],string Production) 
{
	stack<char> reanalyse;
	cout<<step<<"\t\t";
	while(!analyse.empty())
	{		
	reanalyse.push(analyse.top());
	analyse.pop();
	}
	while(!reanalyse.empty())
	{		
	cout<<reanalyse.top();
	reanalyse.pop();
	}
	
	cout<<"\t\t\t"<<remaining<<"\t\t\t"<<Production<<endl;
}
这里是逆序入栈函数 
void reprod(string production)
{
	int i=production.length();
	for(--i;i>=0;--i)
	{
		analysis.push(production[i]);
	}
}
///接下来构建判断函数
//输入数组
char in[1000];
void judge()
{
	cin>>in;
	cout<<"\n序号\t\t"<<"栈内字符\t\t"<<"余留字符\t\t"<<"所用产生式"<<endl; 
	int i;///这个是in的坐标,用于逐个检验字符 
	int j;//这个是产生时的坐标,用来逆序读入站
	string prod;//这个用来接收产生式 
	pair<string,string> k;//这个是预测分析表的坐标
	string term,nonterm;///终结符,非终结符 
	int step;//用来记录步骤 
	step=0;
	i=0;
	while(!analysis.empty()) 
	{
		term=analysis.top();
		nonterm=in[i];
		k.first=term;
		k.second=nonterm;
	
		if(forecast.find(k)!=forecast.end())
		{
		prod=forecast[k];///找到产生式 
		show(step,analysis,in+i,term+"->"+prod);///展示现在站内状况
		analysis.pop();///z顶部元素出战 
		reprod(prod);//其他元素入站 
		if(analysis.top()==in[i])//如果栈顶元素和正在检验的字符一致 
		{
				show(step,analysis,in+i,"匹配成功,出栈");///展示现在站内状况	
				i++;//坐标后移 
				analysis.pop();///z顶部元素出战	
					
		}
		else if(analysis.top()=='~')
		{
			analysis.pop();
			show(step,analysis,in+i,"空字符产生式匹配成功,出栈");///展示现在站内状况
		 } 
		 else
		 {
		 	//什么都不做 
		 }
		}
		else
		{
			if(analysis.top()==in[i])//如果栈顶元素和正在检验的字符一致 
			{
				show(step,analysis,in+i,"匹配成功,出栈");///展示现在站内状况
				i++;//坐标后移 
				analysis.pop();///z顶部元素出战	
				continue;			
			}
			else if(analysis.top()=='~')//貌似没什么用,保险一点加上了 
		    { 
			analysis.pop();
			show(step,analysis,in+i,"空字符产生式匹配成功,出栈");///展示现在站内状况
		    }   
			//show(step,analysis,in+i,term+"->"+prod);///展示现在站内状况
			cout<<"error"<<endl;
			return; 
		}
		step++; 
	}
	cout<<"acc"<<endl;
	
 } 
int main()
{
	fore_init(); //预测分析表初始化 
	analysis_init();//分析栈初始化 
	memset(in,0,1000);
	cout<<"E',T'分别表示为e,t,~表示空,也就是 无输入"<<endl; 
	judge();
}

5 调试并运行语法分析程序
5.1 测试数据:
5.1.1 正确数据i+i*i#

5.1.2 正确数据i*i+i#

5.1.3 正确数据 无限个i+ 最后添加一个i#

5.1.4 错误数据iiiiii

5.1.5 非法数据i+i8i

5.2 实验结果分析
 分析程序中文法存储所采用的数据结构
 pair和map数据结构
采用的数据结构是三维坐标,map<pair<string,string>,string> forecast;通过前两个string来唯一确定出第三个tring,也就是产生式的值。
将产生时存储到map里
forecast[pair<string,string>(“E”,“i”)]=“Te”;
forecast[pair<string,string>(“T”,“i”)]=“Ft”;
forecast[pair<string,string>(“F”,“i”)]=“i”;
forecast[pair<string,string>(“e”,"+")]="+Te";
forecast[pair<string,string>(“t”,"+")]="~";
forecast[pair<string,string>(“t”,"*")]="*Ft";
forecast[pair<string,string>(“E”,"(")]=“Te”;
forecast[pair<string,string>(“T”,"(")]=“Ft”;
forecast[pair<string,string>(“F”,"(")]="(E)";
forecast[pair<string,string>(“e”,")")]="~";
forecast[pair<string,string>(“t”,")")]="~";
forecast[pair<string,string>(“e”,"#")]="~";
forecast[pair<string,string>(“t”,"#")]="~";
接下来通过
pair<string,string> k;//这个是预测分析表的坐标
string term,nonterm;///终结符,非终结符
string prod;//这个用来接收产生式

term=analysis.top();
nonterm=in[i];
k.first=term;
k.second=nonterm;
prod=forecast[k];///找到产生式
到最后一步位置,便可以唯一确定一个字符串
 Stack数据结构
栈主要用来当做分析栈
stack analysis;
void analysis_init()
{
analysis.push(’#’);
analysis.push(‘E’);
}
初始状态两个字符,按照ll1(1),文法进行操作,栈空表示接受字符串

 
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