实验5 LL1语法分析程序的设计与实现C语言.docx
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实验5LL1语法分析程序的设计与实现C语言
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的句子,并能给出分析过程。
表达式文法为:
E
E+T|T
T
T*F|F
F
i|(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=E1=E'2=T3=T'4=F*/
/*0=i1=+2=*3=(4=)5=#*/
/************************************/
#include"iostream"
#include"stdio.h"
#include"malloc.h"
#include"conio.h"
/*定义链表这种数据类型参见:
_owQzf8PRZOt9H-5oXIReh4X0ClHo6zXtRdWrdSO5YBLpKlNvkCk0qWqvFFxjgO0KzueVwEQcv9aZtVKEEH8XWSQCeVTjXvy9lxLQ_mZXeS###*/
structLchar{
charchar_ch;
structLchar*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*/
charcurchar;//存放当前待比较的字符:
终结符
charcurtocmp;//存放当前栈顶的字符:
非终结符
intright;
inttable[5][6]={{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。
*/
inti,j;
voidpush(charpchar)/*入栈函数*/
{
temp=(structLchar*)malloc(sizeof(Lchar));
temp->char_ch=pchar;
temp->next=top;
top=temp;
}
voidpop(void)/*出栈函数*/
{
curtocmp=top->char_ch;
if(top->char_ch!
='#')
top=top->next;
}
voiddoforpush(intt)/*根据数组下标计算的值找对应的产生式,并入栈*/
{
switch(t)
{
case0:
push('A');push('T');break;
case3:
push('A');push('T');break;
case11:
push('A');push('T');push('+');break;
case20:
push('B');push('F');break;
case23:
push('B');push('F');break;
case32:
push('B');push('F');push('*');break;
case40:
push('i');break;
case43:
push(')');push('E');push('(');
}
}
/*根据curchar和curtocmp转为数字以判断是否有产生式*/
voidchangchartoint()
{
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;break;
case')':
j=4;break;
case'#':
j=5;
}
}
/*识别算法*/
voiddosome(void)
{
intt;
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%c\t%c",curchar,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,则根据预测分析表找到产生式并入栈P94图5.11圈1*/
{
changchartoint();
if(table[i][j])/*[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;
}
}
elseif(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;
}
else
break;/*正确P94图5.11圈1、1、5、7*/
}
elseif(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;
}
}
}
intmain(void)
{
charch;
right=1;
base=(structLchar*)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=(structLchar*)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=(structLchar*)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=(structLchar*)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。
*/
}
else
{
temp=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("\nInputawrongchar!
Inputagain:
\n");
for(;;)
{
if(temp!
=NULL)
printf("%c",temp->char_ch);
else
break;
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");
else
printf("\n错误!
表示输入的表达式不可以被该文法识别!
\n");
getch();
return0;
}
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:
E
E+T|E-T|T
T
T*F|T/F|F
F
i|(E)
(1)消除左递归,文法变为:
E
TE’
E’
+TE’|-TE’|ε
T
FT’
T’
*FT’|/FT’|ε
F
i|(E)
(2)可推出
的非终结符表为:
E
E’
T
T’
F
否
是
否
是
否
(3)各非终结符的FIRST集合为:
FIRST(E)={(,i}
FIRST(E’)={+,-,ε}
FIRST(T)={(,i}
FIRST(T’)={*,/,ε}
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(E
TE’)={(,i}
SELECT(E’
+TE’)={+}
SELECT(E’
-TE’)={-}
SELECT(E’
ε)={),#}
SELECT(T
FT’)={(,i}
SELECT(T’
*FT’)={*}
SELECT(T’
/FT’)={/}
SELECT(T’
ε)={+,-,),#}
SELECT(F
(E))={(}
SELECT(F
i)={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
+TE’
TE’
E’
+TE’
-TE’
ε
ε
T
FT’
T’
ε
ε
*FT’
/FT’
ε
ε
F
i
(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*/
/*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=E1=E'2=T3=T'4=F*/
/*0=i1=+2=-3=*4=/5=(6=)7=#*/
/************************************/
#include"iostream"
#include"stdio.h"
#include"malloc.h"
#include"conio.h"
/*定义链表这种数据类型参见:
_owQzf8PRZOt9H-5oXIReh4X0ClHo6zXtRdWrdSO5YBLpKlNvkCk0qWqvFFxjgO0KzueVwEQcv9aZtVKEEH8XWSQCeVTjXvy9lxLQ_mZXeS###*/
structLchar{
charchar_ch;
structLchar*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*/
charcurchar;//存放当前待比较的字符:
终结符
charcurtocmp;//存放当前栈顶的字符:
非终结符
intright;
inttable[5][8]={{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},
{1,0,0,0,0,1,0,0}};/*存放预测分析表,1表示有产生式,0表示无产生式。
*/
inti,j;
voidpush(charpchar)/*入栈函数*/
{
temp=(structLchar*)malloc(sizeof(Lchar));
temp->char_ch=pchar;
temp->next=top;
top=temp;
}
voidpop(void)/*出栈函数*/
{
curtocmp=top->char_ch;
if(top->char_ch!
='#')
top=top->next;
}
voiddoforpush(intt)/*根据数组下标计算的值找对应的产生式,并入栈*/
{
switch(t)
{
case0:
push('A');push('T');break;
case5:
push('A');push('T');break;
case11:
push('A');push('T');push('+');break;
case12:
push('A');push('T');push('-');break;
case20:
push('B');push('F');break;
case25:
push('B');push('F');break;
case33:
push('B');push('F');push('*');break;
case34:
push('B');push('F');push('/');break;
case40:
push('i');break;
case45:
push(')');push('E');push('(');break;
}
}
/*根据curchar和curtocmp转为数字以判断是否有产生式*/
voidchangchartoint()
{
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'-':
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*/
voiddosome(void)
{
intt;
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%c\t%c",curchar,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,则根据预测分析表找到产生式并入栈P94图5.11圈1*/
{
changchartoint();
if(table[i][j])/*[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;
}
}
elseif(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;
}
else
break;/*正确P94图5.11圈1、1、5、7*/
}
elseif(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;
}
}
}
intmain(void)
{
charch;
right=1;
base=(structLchar*)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=(structLchar*)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=(structLchar*)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=(structLchar*)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。
*/
}
else
{
temp=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("\nInputawrongchar!
Inputagain:
\n");
for(;;)
{
if(temp!
=NULL)
printf("%c",temp->char_ch);
else
break;
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");
else
printf("\n错误!
表示输入的表达式不可以被该文法识别!
\n");
getch();
return0;
}
3、测试数据及运行结果,运行结果截图应包含姓名或学号信息.
截图应包含一个正例i*(i+i)-i/i#一个反例i*(i+i)-i-/i#