LR1实验报告附代码文档格式.docx
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#i
+i*i#
r6:
F→i归约,GOTO(0,F)=3入栈
3
03
#F
r4:
T→F归约,GOTO(0,T)=3入栈
02
#T
r2:
E→T归约,GOTO(0,E)=1入栈
5
01
#E
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#
F→i归约,GOTO(6,F)=3入栈
8
0163
#E+F
T→F归约,GOTO(6,T)=9入栈
9
0169
#E+T
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
F→i归约,GOTO(7,F)=10入栈
12
#E+T*F
r3:
T→T*F归约,GOTO(6,T)=9入栈
13
r1:
E→E+T,GOTO(0,E)=1入栈
14
Acc:
分析成功
实验报告正文的内容:
◆描述LR
(1)语法分析程序的设计思想:
◆定义项目的一般形式是[A→α·
β,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→α·
Bβ,a]属于CLOSURE(I),B→ξ是一个产生式,那么,对于FIRST(βa)中的每个终结符b,如果[B→·
ξ,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→α·
aβ,b]属于Ik且GO(Ik,a)=Ij,a为终结符,则置ACTION[k,a]为“sj”。
,a]属于Ik,则置ACTION[k,a]为“rj”;
其中假定A→α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。
◆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。
◆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。
◆LR分析器由三个部分组成:
◆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。
◆ACTION[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
S5
S4
S6
acc
r2
S7
r4
r6
S11
r1
r3
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"
S4"
//ACTION表
"
S6"
acc"
r2"
S7"
r4"
r6"
S11"
r1"
r3"
r5"
};
int类的gotoarr[12][3]=
{1,2,3,//GOTO表
0,0,0,
8,2,3,
0,9,3,
0,0,10,
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。
◆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:
◆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<
iostream>
stack>
string>
usingnamespacestd;
stringaction[12][6]={"
"
"
intgotoarr[12][3]={1,2,3,//GOTO表
0,0,0,
0,0,0,
8,2,3,
0,9,3,
0,0,10,
0,0,0};
charvt[6]={'
i'
'
+'
*'
('
)'
//存放终结符
charvn[3]={'
E'
T'
F'
//存放非终结符
stringProduction[6]={"
E->
E+T"
T"
T->
T*F"
F"
F->
(E)"
i"
//产生式集合
intcount=0;
//记录当前进行处理的输入字符串字符位置
intline=1;
//记录处理的步骤数
boolflag=false;
intStatusNumber=1;
//栈中状态数
stringstacktd="
#"
;
//记录符号栈中内容
intStatus[50]={0};
//记录状态栈
stack<
char>
Stack;
//创建一个符号栈
int>
status;
//创建一个状态栈
voidJudge(int&
i,intj,chararr[],charch,strings){//判断输入串是否由文法终结符组成
flag=false;
for(intl=0;
l<
j;
l++){
if(ch==arr[l]){
flag=true;
i=l;
break;
}
}
if(flag==false){
cout<
<
\tError"
endl;
count=s.size();
}
voidOutputstatus(){//输出状态集
for(inti=0;
i<
StatusNumber;
i++)
Status[i];
voidOutputstring(strings){//输出未处理的字符串
for(inti=count;
s.size();
s.at(i);
voidOutput(strings){//输出步骤、状态集、符号集、输入串
cout<
line<
\t"
Outputstatus();
stacktd<
Outputstring(s);
\t\t"
line++;
voidShift(inti,strings){//移进函数S
Output(s);
ACTION["
status.top()<
s.at(count)<
]=S"
状态"
入栈"
status.push(i);
//将状态i压进状态栈
Status[StatusNumber]=i;
//Status记录状态栈的内容
Stack.push(s.at(count));
//将当前面临的输入串符号压进符号栈
stacktd=stacktd+s.at(count);
//stacktd记录符号栈的内容
count++;
//当前面临的输入串字符往后移一位
StatusNumber++;
//状态数加一
voidGoto(stack<
st1,stack<
st2,strings){//GoTo语句
intj=-1;
intch1=st1.top();
charch2=st2.top();
Judge(j,3,vn,ch2,s);
//求得ch2在非终结符表中的位置
if(gotoarr[ch1][j]==0){
count=s.size();
else{
status.push(gotoarr[ch1][j]);
//新状态进栈
Status[StatusNumber]=gotoarr[ch1][j];
voidReduction(inti,strings){//归约函数R
r"
:
Production[i-1]<
归约,GoTo("
intN=Production[i-1].length()-3;
for(intj=0;
j<
N;
j++){//消除要归约的状态及符号
status.pop();
Stack.pop();
StatusNumber--;
stacktd.erase(stacktd.length()-1);
Production[i-1].at(0)<
)="
Stack.push(Production[i-1].at(0));
//符号进栈
stacktd=stacktd+Stack.top();
Goto(status,Stack,s);
Status[StatusNumber]=status.top();
voidAnalyse(strings){//具体分析函数
Stack.push('
);
//初始化
status.push(0);
s=s+"
intt=-1;
//记录ch在数组vt的位置
while(count<
s.size()){
inti=status.top();
charch=s.at(count);
Judge(t,6,vt,ch,s);
if(flag==true){
if(action[i][t]!
="
&
action[i][t]!
){
if(action[i][t].at(0)=='
S'
action[i][t].erase(0,1);
//删除action[i][t]的首字母S
Shift(atoi(action[i][t].c_str()),s);
//atoi(action[i][t].c_str()),将action[i][t]转换为整型
action[i][t].insert(0,"
S"
//将S添加回action[i][t]
elseif(action[i][t].at(0)=='
r'
//删除action[i][t]的首字母r
Reduction(atoi(action[i][t].c_str()),s);
//atoi(action[i][t].c_str()),将action[i][t]转换为整型
//将r添加回action[i][t]
}
elseif(action[i][t]=="
cout<
Output(s);
\t分析成功"
elseif(flag==false)
intmain(){
strings;
************************LR
(1)分析*************************"
本分析文法产生式为"
6;
j++)
Production[j]<
charT;
do{
输入字符串"
cin>
>
s;
//输入要分析的字符串
************************现进行如下分析*************************"
步骤"
状态栈"
符号栈"
剩余输入串"
动作说明"
Analyse(s);
count=0;
line=1;
stacktd="
StatusNumber=1;
while(!
Stack.empty()){
Stack.pop();
status.empty()){
status.pop();
是否继续分析,Y或y继续"
T;
}while(T=='
y'
||T=='
Y'
return0;