LR(1)实验报告(附代码).doc

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实验三LR

（1）分析法

实验学时：

4

实验类型：

验证

实验要求：

必修

一、实验目的

构造LR

（1）分析程序，利用它进行语法分析，判断给出的符号串是否为该文法识别的句子，了解LR（K）分析方法是严格的从左向右扫描，和自底向上的语法分析方法。

二、实验内容

对下列文法，用LR

（1）分析法对任意输入的符号串进行分析：

（产生式有误，进行修改）

（1）E-E+T

（2）E-E—T（E->T）

（3）T-T*F

（4）T-T/F（T->F）

（5）F-（E）

（6）F-i

三、实验目的

1、编程时注意编程风格：

空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。

2、如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息。

3、程序输入/输出实例：

输入一以#结束的符号串（包括+—*/（）i#）：

在此位置输入符号串

输出过程如下：

步骤状态栈符号栈剩余输入串动作

10#i+i*i#移进 

i+i*i的LR分析过程

步骤

状态栈

符号栈

输入串

动作说明

1

0

#

i+i*i#

ACTION[0,i]=S5,状态5入栈

2

05

#i

+i*i#

r6:

F→i归约,GOTO（0,F）=3入栈

3

03

#F

+i*i#

r4:

T→F归约,GOTO（0,T）=3入栈

4

02

#T

+i*i#

r2:

E→T归约,GOTO（0,E）=1入栈

5

01

#E

+i*i#

ACTION[1,+]=S6,状态6入栈

6

016

#E+

i*i#

ACTION[6,i]=S5,状态5入栈

7

0165

#E+i

*i#

r6:

F→i归约,GOTO（6,F）=3入栈

8

0163

#E+F

*i#

r4:

T→F归约,GOTO（6,T）=9入栈

9

0169

#E+T

*i#

ACTION[9,*]=S7,状态7入栈

10

01697

#E+T*

i#

ACTION[7,i]=S5,状态5入栈

11

016975

#E+T*i

#

r6:

F→i归约,GOTO（7,F）=10入栈

12

0169710

#E+T*F

#

r3:

T→T*F归约,GOTO（6,T）=9入栈

13

0169

#E+T

#

r1:

E→E+T,GOTO（0,E）=1入栈

14

01

#E

#

Acc：

分析成功

实验报告正文的内容：

u描述LR

（1）语法分析程序的设计思想:

u定义项目的一般形式是[A→a·b,a1a2…ak]，这样的一个项目称为一个LR（k）项目。

项目中的a1a2…ak称为它的向前搜索符串（或展望串），令K=1,即为LR

（1）语法分析程序。

在此，重新定义CLOSURE（I）的算法：

项目集I的闭包CLOSURE（I）构造方法：

1.I的任何项目都属于CLOSURE（I）。

2.若项目[A→a·Bb,a]属于CLOSURE（I），B→x是一个产生式，那么，对于FIRST（ba）中的每个终结符b，如果[B→·x,b]原来不在CLOSURE（I）中，则把它加进去。

3.重复执行步骤2，直至CLOSURE（I）不再增大为止。

GO（）的算法保持与LR语法分析程序一样，通过以下方法构造文法分析表：

动作ACTION和状态转换GOTO构造如下：

1.若项目[A→a·ab,b]属于Ik且GO（Ik,a）＝Ij，a为终结符，则置ACTION[k,a]为“sj”。

2.若项目[A→a·，a]属于Ik，则置ACTION[k,a]为“rj”；其中假定A→a为文法G¢的第j个产生式。

3.若项目[S¢→S·,#]属于Ik，则置ACTION[k,#]为“acc”。

4.若GO（Ik，A）＝Ij，则置GOTO[k,A]=j。

5.分析表中凡不能用规则1至4填入信息的空白栏均填上“出错标志”。

当具体面对输入串时，通过查表进行分析该进行何种动作。

u程序结构描述：

函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能均在程序源代码出注释出来，在此不再赘述，详细含义请参照源代码cpp文件。

u详细的算法描述（程序执行流程图）:

（1）总控程序，也可以称为驱动程序。

对所有的LR分析器总控程序都是相同的。

（2）分析表或分析函数，不同的文法分析表将不同，同一个文法采用的LR分析器不同时，分析表将不同，分析表又可以分为动作表（ACTION）和状态转换（GOTO）表两个部分，它们都可用二维数组表示。

（3）分析栈，包括文法符号栈和相应的状态栈，它们均是先进后出栈。

分析器的动作就是由栈顶状态和当前输入符号所决定。

uLR分析器由三个部分组成：

u其中:

SP为栈指针，S[i]为状态栈，X[i]为文法符号栈。

状态转换表用GOTO[i，X]=j表示，规定当栈顶状态为i，遇到当前文法符号为X时应转向状态j，X为终结符或非终结符。

uACTION[i，a]规定了栈顶状态为i时遇到输入符号a应执行。

动作有四种可能：

（1）移进：

action[i，a]=Sj：

状态j移入到状态栈，把a移入到文法符号栈，其中i,j表示状态号。

（2）归约：

action[i，a]=rk：

当在栈顶形成句柄时，则归约为相应的非终结符A，即文法中有A-B的产生式，若B的长度为R（即|B|=R），则从状态栈和文法符号栈中自顶向下去掉R个符号，即栈指针SP减去R，并把A移入文法符号栈内，j=GOTO[i,A]移进状态栈，其中i为修改指针后的栈顶状态。

（3）接受acc:

当归约到文法符号栈中只剩文法的开始符号S时，并且输入符号串已结束即当前输入符是'#'，则为分析成功。

（4）报错:

当遇到状态栈顶为某一状态下出现不该遇到的文法符号时，则报错，说明输入端不是该文法能接受的符号串。

四、实验要求

本程序原本的设计思想与实验二相仿，但由于此种设计思想会导致程序灵活性大大降低，故对设计思想进行优化，在此，不在对原程序设计思想进行阐述，仅对改良后的程序设计思想进行阐述。

该文法的LR

（1）分析表：

算术表达式文法的LR分析表

状

态

ACTION

GOTO

i

+

*

（

）

#

E

T

F

0

S5

S4

1

2

3

1

S6

acc

2

r2

S7

r2

r2

3

r4

r4

r4

r4

4

S5

S4

8

2

3

5

r6

r6

r6

r6

6

S5

S4

9

3

7

S5

S4

10

8

S6

S11

9

r1

S7

r1

r1

10

r3

r3

r3

r3

11

r5

r5

r5

r5

本程序根据给出的LR

（1）文法分析表，构造string类的action[12][6]={"S5","0","0","S4","0","0",//ACTION表

"0","S6","0","0","0","acc",

"0","r2","S7","0","r2","r2",

"0","r4","r4","0","r4","r4",

"S5","0","0","S4","0","0",

"0","r6","r6","0","r6","r6",

"S5","0","0","S4","0","0",

"S5","0","0","S4","0","0",

"0","S6","0","0","S11","0",

"0","r1","S7","0","r1","r1",

"0","r3","r3","0","r3","r3",

"0","r5","r5","0","r5","r5"};

int类的gotoarr[12][3]=

{1,2,3,//GOTO表

0,0,0,

0,0,0,

0,0,0,

8,2,3,

0,0,0,

0,9,3,

0,0,10,

0,0,0,

0,0,0,

0,0,0,

0,0,0}，用以记录LR

（1）分析表的内容。

定义终结符集vt[]，非终结符集vn[],产生式集合Production[],状态栈status,用int类的数组Status记录栈的内容，符号栈Stack，用string类的stacktd记录栈的内容，定义移进函数Shift（）,Goto函数Goto（）,归约函数Reduction（）,具体的分析函数Analyse（），对于给定的字符串，读取状态栈的栈顶元素及字符串当前的首字母，先通过函数Judge判断符号栈栈顶元素是否在文法终结符集中，若不在，则输出Error，结束程序，若在其中，则返回字符串首字母在终结符vt[]的下表，再通过查action表，执行相对应的操作，执行移进函数Shift（）或归约函数Reduction（），同时若执行归约操作，再通过查找Goto表判断应转到的状态，执行相应的Goto函数Goto（），重复进行以上步骤，直至分析执行至输出acc或Error，程序结束。

u给出软件的测试方法和测试结果：

根据程序的提示，输入一由该文法的终结符组成的字符串，程序即会进行分析，具体的测试实例如下：

正确的输入：

错误的输入：

u实验总结（设计的特点、不足、收获与体会）：

本程序摒弃了原设计思想，改使用构造action[]及Goto[]表来存储LR

（1）分析表的内容,对于不同的产生式，只需修改其对应的action表，Goto表，终结符及非终结符表即可，大大提高了程序分析的灵活性，但由于时间有限，测试实例不足，程序可能存在未知错误，在此需进一步改善，通过本次实验，进一步加深了对于LR

（1）分析法的理解与应用，同时关于本次实验，有几点深刻的体会：

程序的设计思想是程序的灵魂，在程序编写之前，一定要仔细阅读实验要求，正确理解实验要求，并综合考虑程序的算法优化，灵活性等诸多方面，作出正确的设计思想。

程序的实际编写工作是一门细致的工作，编写过程中一定要认真仔细，因为程序中的一个小错误可能会引起一连串的错误，同时编写时务必详细仔细，避免程序的逻辑错误，因为程序的逻辑错误调试是们十分复杂耗时的工作，对于程序编写中的一个小的逻辑错误，需要耗费大量时间调试，而本实验在编写完成后，即消耗接近两天的时间进行调试，所以程序的编写务求认真、仔细、准确。

PS:

实验源代码请参照cpp文件。

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

stringaction[12][6]={"S5","0","0","S4","0","0",//ACTION表

"0","S6","0","0","0","acc",

"0","r2","S7","0","r2","r2",

"0","r4","r4","0","r4","r4",

"S5","0","0","S4