编译原理实验消除文法的左递归.docx
《编译原理实验消除文法的左递归.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《编译原理实验消除文法的左递归.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
编译原理实验消除文法的左递归
编译原理实验报告
实验名称:
消除文法的左递归
实验时间:
2015/5/28
院系：
管理与信息工程学院
班级:
12级计算机科学与技术
学号：
0124
姓名:
刘杨凡
1.实验目的：
输入：
任意的上下文无关文法。
输出：
消除了左递归的等价文法。
2.实验原理：
1．直接左递归的消除
假设非终结符P的规则为：
P—Pa/B
其中，B是不以P开头的符号串。
那么，我们可以把P的规则改写为如下的非直接左递归形式：
P—BP'
P'—oP'/£
这两条规则和原来的规则是等价的，即两种形式从P推出的符号串是相同的。
设有简单表达式文法G[E]：
E—E+T/T
T—T*F/F
F—（E）/I经消除直接左递归后得到如下文法：
E—TE'
E'—+TE'/£
T—FT'
T'—*FT'/£
F—（E）/I
考虑更一般的情况，假定关于非终结符P的规则为
P—Pal/Po2/••/Pan/Bi/B/••/和
其中，a（1=1，2，…，n）都不为£而每个B（j=1，2，…，m）都不以P开头，将上述规则改写为如下形式即可消除P的直接左递归：
P—BiP'/BP'/••/BmP'
P'—a1P'/a2P'/…/anP'/£
2．间接左递归的消除
直接左递归见诸于表面，利用以上的方法可以很容易将其消除，即把直接左递归改写成直接右递归。
然而文法表面上不存在左递归并不意味着该文法就不存在左递归了。
有些文法虽然表面上不存在左递归，但却隐藏着左递归。
例如，设有文法G[S]：
S—Qc/c
Q—Rb/b
R—Sa/a
虽不具有左递归，但S、Q、R都是左递归的，因为经过若干次推导有
SQcRbcSabc
QRbSabQcab
RSaQcaRbca
就显现出其左递归性了，这就是间接左递归文法。
消除间接左递归的方法是，把间接左递归文法改写为直接左递归文法，然后用消除直接左递归的方法改写文法。
如果一个文法不含有回路，即形如PP的推导，也不含有以&为右部的产
生式，那么就可以采用下述算法消除文法的所有左递归。
消除左递归算法：
（1）把文法G的所有非终结符按任一顺序排列，例如，Ai,A2,…，
An。
（2）for（i=1；i<=n；i++）
for（j=1;j<=i—1;j++）
{把形如AifAjY的产生式改写成Aif§1丫/62丫/••/&丫其中Ajf61/6/••/&是关于的Aj全部规则；消除Ai规则中的直接左递归；
}
（3）化简由
（2）所得到的文法，即去掉多余的规则。
利用此算法可以将上述文法进行改写，来消除左递归。
首先，令非终结符的排序为R、Q、S。
对于R,不存在直接左递归。
把R代入到Q中的相关规则中，贝UQ的规则变为QfSab/ab/b。
代换后的Q不含有直接左递归，将其代入S,S的规则变为SfSabc/abc/bc/
c。
此时，S存在直接左递归。
在消除了S的直接左递归后，得到整个文法为：
SfabcS'/bcS'/cS'
S'fabcS'/&
QfSab/ab/b
RfSa/a
可以看到从文法开始符号S出发，永远无法达到Q和R,所以关于Q和R的规则是多余的，将其删除并化简，最后得到文法G[S]为：
SfabcS'/bcS'/cS'
S'fabcS'/£
当然如果对文法非终结符排序的不同，最后得到的文法在形式上可能不一样，但它们都是等价的。
例如，如果对上述非终结符排序选为S、Q、R,那么最
后得到的文法G[R]为：
RfbcaR'/caR'/aR
R'fbcaR'/£
容易证明上述两个文法是等价的。
3..实验内容：
消除左递归算法：
（4）把文法G的所有非终结符按任一顺序排列，例如，A1,A2,…,
An。
（5）for（i=1；i<=n；i++）
for（j=1;j<=i—1;j++）
{把形如Ai—Aj丫的产生式改写成AifSiY&Y••/&丫其中A—s/&/••/&k是关于的Aj全部规则；消除Ai规则中的直接左递归；
}
（6）化简由
（2）所得到的文法，即去掉多余的规则。
利用此算法可以将上述文法进行改写，来消除左递归。
注意事项：
指明是否存在左递归，以及左递归的类型。
对于直接左递归，可将其改为直接右递归；对于间接左递归（也称文法左递归），则应按照算法给出非终结符不
同排列的等价的消除左递归后的文法。
（应该有n!
种）
4.代码实现（C语言）：
#include""
//直接左递归函数
//间接左递归函数
//消除直接左递归函数
//消除间接左递归函数
#include<>#include<>#defineN20
charP[N][N];
charQ[N];charR[N][N];
intr;
//规则集
//规则集,存放间接左递归消除后的部分规则
//用来存放规则的初始值
//实际输入的规则的个数
intdirect（charP[N][N]）;
intindirect（charP[N][N]）;voiddirectRemove（charP[N][N]）;voidindirectRemove（charP[N][N]）;
intdirect（charP[N][N]）//定义直接左递归函数
{
intflag=0;
for（inti=0;i{
if（P[i][3]==P[i][0]）//右部字符中有与左部相同的符号
{
flag++;break;
}
}
if（flag>0）
{
printf（"经判断该文法含有直接左递归!
\n"）;return1;//属于直接接左递归
}
else
return0;//不属于直接左递归
}
intindirect（charP[N][N]）//定义间接左递归函数
{
intflag=0;
for（inti=0;i{
for（intk=1;k{if（P[i+k][0]==P[i][3]）
{
flag++;break;
}
}
if（flag>0）break;
}if（flag>0）
{
printf（"经判断该文法含有间接左递归!
\n"）;
return2;//属于间接左递归
}
else
return0;//不属于间接左递归
}
voiddirectRemove（charP[N][N]）//定义消除直接左递归的函数{
intj=4;
for（inti=0;i{if（P[i][3]==P[i][0]）{
P[i][3]=P[i][2];
P[i][2]=P[i][1];
P[i][1]='\'';while（P[i][j]!
=0）
j++;
P[i][j]=P[i][0];
P[i][j+1]='\'';
for（intk=0;k<4;k++）//包含空的一条规则P[r][k]=P[i][k];
P[r][k]='*';
}
else
{
j=3;
while（P[i][j]!
=0）
j++;
P[i][j]=P[i][0];
P[i][j+1]='\'';
}
}
printf（"\n消除直接左递归后的文法为:
\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"（*代表&）\n"）;
printf（"\n"）;
for（intt=0;tprintf（"%s\n",P[t]）;
}
voidindirectRemove（charP[N][N]）//定义消除间接左递归的函数
{
intflag,flag1=0,copy=r;
inte=0;
Q[e]=P[e][0];//统计规则中不同的左部
for（inti=1;i{
flag=0;
for（intk=0;k<=e;k++）
if（P[i][0]!
=Q[k]）flag++;
if（flag==（e+1））
{
e++;
Q[e]=P[i][0];
}
}
intg=0;
for（intj=0;j{
intnumber=0;
for（intz=0;z//统计相同左部的规则个数
//如果有相同左部则规则总数加一
if（P[z][0]==Q[j]）number++;if（number>1）copy++;
for（i=0;i{
for（intk=1;k{if（（P[i][0]==P[i+k][3]）&&（flag1==0））
{
for（inty=0;P[i+k][y]!
=0;y++）
R[g][y]=P[i+k][y];//把原值保留flag1=1;intm=3;
while（P[i][m]!
=0）//统计替换字符的个数为m-1-2m++;
intt=m-3;
intn=4;
while（P[i+k][n]!
=0）//统计被替换规则中非终结符的个数for（intu=3;u<3+t;u++）
为n-4
n++;
for（ints=n-1;s>=4;s--）P[i+k][s+t-1]=P[i+k][s];
for（intu=3;u<3+t;u++）P[i+k][u]=P[i][u];
break;
}
elseif（（P[i][0]==R[g][3]）&&（flag1==1））
{
for（inty=0;R[g][y]!
=0;y++）P[copy-1][y]=R[g][y];
intm=3;
while（P[i][m]!
=0）//统计替换字符的个数为m-1-2m++;
intt=m-3;
intn=4;
while（P[copy-1][n]!
=0）//统计被替换规则中非终结符的个数
为n-4
n++;
for（ints=n-1;s>=4;s--）
P[copy-1][s+t-1]=P[copy-1][s];
P[copy-1][u]=P[i][u];
break;
}
}
}
flag1=0;
g++;
}
printf（"首次消除间接左递归后的直接左递归文法为:
\n"）;for（intt=0;tprintf（"%s\n",P[t]）;
printf（"\n"）;
for（i=0;i{
if（P[i][0]==Q[e]）
{
if（P[i][3]==P[i][0]）
{
P[i][3]=P[i][2];
P[i][2]=P[i][1];
P[i][1]='\'';
while（P[i][j]!
=0）
j++;
P[i][j]=P[i][0];
P[i][j+1]='\'';
for（intk=0;k<4;k++）//包含空的一条规则
P[copy][k]=P[i][k];
P[copy][k]='*';
}
else
{
j=3;
while（P[i][j]!
=0）
j++;
P[i][j]=P[i][0];
P[i][j+1]='\'';
}
}
}
printf（"再次消除直接左递归后的文法为:
\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"（*代表&）\n"）;
printf（"\n"）;
for（t=0;t<=copy;t++）printf（"%s\n",P[t]）;
}
voidmain（）
{
printf（"请输入上下文无关的文法规则P的个数：
"）；
scanf（"%d/n",&r）;
printf（"\n"）；
printf（"请输入各条规则，规则的左部跟右部用->连接，规则间用空格隔开"）；
printf（"\n"）；
for（intk=0；kscanf（"%s",P[k]）；
printf（"\n"）；
printf（"即输入的文法规则为：
\n"）；
for（k=0；kprintf（"%s\n",P[k]）；
if（direct（P）==1）directRemove（P）；elseif（indirect（P）==2）indirectRemove（P）；
else
printf（"经判断该文法不含有左递归!
\n"）；
}
消除文法直接左递归实例见下页：
消除文法直接左递归实例如下:
心"F:
'编译聽珂实耋、消除农議归'HiiQiiHcuiADcbu讥zuedicvir.czc*怡输/.-s^miL规则內左邰限右窃用r连按，规则间用土曙伺开S->SaS^>b
即输入的文法规则为：
S->Sa
S-»>
经判断该立法含有亘叢左递归P
★除直接左递归后的文法为：
<*K^$>
S->bS-
8■-”
rrc^aan罗heytocantinuc
消除文法间接左递归实例1如下:
p'"F=lift锌原理養建\浦除左SI归\EuodigTii\DBbu^\xuodigiii_ass
请输入各棗规则h规则的左部跟右部用T连按，规则间用空格隔开n->aBn->EbH->Ac
即输入的文法规则为:
A->aB
A->Bb
B->Ac
B->d
星藉鮭噩薛養豊递口文祛力
fl>oD
A>Eh
B-》&Ec
D->d
B->Fhc
甬腹泸睁言接左逋口肩的丈疔弋:
A->aB
A->Eb
B->aBcB'
B->dBf
BJ->bcB*
BJ->*
Pressanykeytocantinue
消除文法间接左递归实例2如下:
升级会员 