编译原理实验文法的判断.docx

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编译原理实验文法的判断

编译原理实验文法的判断

一、实验名称

文法类型的判断和推导序列的生成

二、实验目的

输入：

一组任意的文法规则和任意符号串。

输出：

相应的Chomsky文法类型和推导。

三、实验原理

1、文法G定义为四元组（Vn,Vt,P,S）

其中Vn为非终结符（或语法实体，或变量）集：

Vt为终结符集；P为规则（α->β）的集合，α∈（Vn∪Vt）*且至少包含一个非终结符，β∈（Vn∪Vt）*；Vn，Vt和P是非空有穷集。

S称作识别符或开始符，它是一个非终结符，至少要在一条规则中作为左部出现。

2、文法类型的判断

a.设G=（Vn,Vt,P,S）为一文法，若P中的每一个产生式α->β均满足

|β|>=|α|，仅仅S->ε除外，则文法G是1型或上下文有关的。

b.设G=（Vn,Vt,P,S），若P中的每一个产生式α->β满足:

α是一个非终结符，β∈（Vn∪Vt）*，则此文法称为2型的或上下文无关的。

c.设G=（Vn,Vt,P,S），若P中的每一个产生式的形式都是A->αB或A->α，其中A和B都是终结符，α∈Vt*，则G是3型文法或正规文法。

四、实验思路

本实验采取C++来完成，用大写字母A到Z表示非终结符，小写字符a到z表示终结符。

实验流程图

1、接受产生式

首先建立一个结构体siyuanzu，其成员有非终结符集合数组Vn，终结符集合数组Vt以及产生式集合数组rule，通过函数input来接受从键盘输入的产生式，并且存储于string类字符串数组rule中。

函数input实现接受产生式功能的思路为：

先确定要输入的产生式数目n，用for循环实现产生式的存储。

2、文法类型的判断

函数Grammer实现判断文法类型的功能并且输出文法的类型。

其实现功能的思路为：

a.对rule数组中每一个产生式进行判断，以“->”中的“-”作为判断条件，将产生式分为左部和右部分别计算左部和右部的长度。

若youb小于左部则不是1型文法。

输出0型文法；若右部大于或等于左部，则继续判断。

b.判断文法是否为2型文法，经过a步骤的执行，若文法为1型文法，只需在此基础上判断文法的左部是否只有一个非终结符。

通过判断条件zuo==1&&'A'<=a.rule[i][zuo-1]&&a.rule[i][zuo-1]<='Z'确定是否为2型文法，若不满足判断条件则为1型文法，进行输出，若满足则继续判断。

c.判断文法是否为3型文法，经过b步骤的执行，若文法为2型文法，只需在此基础上判断文法的右部是否为αB或α形式或者是Bα或α形式。

通过判断条件一（（you==2）&&（a.rule[i][num+1]>='a'）&&（a.rule[i][num+1]<='z'）&&（a.rule[i][num+2]>='A'）&&（a.rule[i][num+2]<='Z'））||（（you==1）&&（a.rule[i][num+1]>='a'）&&（a.rule[i][num+1]<='z'））判断是否满足αB或α形式，通过判断条件二（（you==2）&&（a.rule[i][num+1]>='A'）&&（a.rule[i][num+1]<='Z'）&&（a.rule[i][num+2]>='a'）&&（a.rule[i][num+2]<='z'））||（（you==1）&&（a.rule[i][num+1]>='a'）&&（a.rule[i][num+1]<='z'））判断是否满足Bα或α形式。

若所有产生式同时满足判断条件一或者同时满足判断条件二，则为3型文法进行输出。

否则为2型文法进行输出。

3、将文法以四元组形式输出

函数output实现输出文法四元组形式的功能。

具体思路为：

a.将存放产生式的string类数组rule一分为二，用x数组存放rule中所有的大写字母即非终结符，用y数组存放rule中所有的小写字母即终结符。

b.用双重for循环给x和y数组中重复的字符标记，重复的字符全部赋值为“！

”

c.将x数组中非“！

”元素赋值给非终结符集Vn，将y数组中非“！

”元素赋值给终结符集Vt。

d.按照格式分别输出非终结符集Vn，终结符集Vt，产生式P以及开始符S。

五、实验小结

我运用C++解决了此次实验的文法类型判断的问题，在实际解决问题的过程中，主要遇到了以下几个问题：

1、文法类型的判断条件

《编译原理》书本上给出了几类文法类型的定义，但是在实际的解决问题过程中，需要将书本上给的判断条件转换为C++语言中的判断条件，这需要对文法类型的定义有很好的理解。

我通过判断产生式右部是否大于等于左部确定1型文法，在此基础上判断产生式左部是否为一个非终结符确定2型文法，最后在2型文法的基础上判断产生式是否全部满足αB或α形式或者是Bα或α形式确定3型文法。

最终解决了文法类型判断条件的问题。

2、产生式的存储问题

实验要求最少输入五条产生式，我最初是选择用C语言解决存储问题，但是发现C语言中对于字符串的处理不够灵活，于是选择了C++来解决。

C++中可以用string类型来定义字符串数组，并且可以通过length函数求每个字符串的长度，这样给每条产生式的判断都带来了极大的便捷。

3、文法以四元组形式输出问题

实验需要输出文法的四元组，即需要输出非终结符集Vn，终结符集Vt，产生式P以及开始符S，由于我将产生式存储在string类数组rule中，因此，需要将rule中的元素分为两类，大写字母为非终结符，小写字母为终结符。

但是分好类的数组存在元素重复的问题，我通过一个双重for循环给重复元素标记为“！

”，再将非“！

”元素赋值给字符数组Vn和Vt，解决了元素重复问题。

最后需要安排一下输出的格式即解决了这个问题。

通过本次实验，我深入的了解了文法类型的判断，对于文法类型的判断也更加的熟练。

同时，对于文法的四元组的定义更加的熟悉，并且对于运用C++解决编译原理的问题有了一定的基础。

六、附件

1、源代码

#include

#include

usingnamespacestd;

structsiyuanzu

{

charVn[50];

charVt[50];

stringrule[20];

};

intinput（siyuanzu*a）

{

intn,i;

cout<<"请输入产生式数目:

";

cin>>n;

cout<<"请输入产生式:

\n";

for（i=0;i

cin>>（*a）.rule[i];

returnn;

}

voidoutput（siyuanzua,intn）

{

inti,j,length,k1=0,k2=0,m1=0,m2=0;

charx[50],y[50];

for（i=0;i

{

length=a.rule[i].length（）;

for（j=0;j

{

if（a.rule[i][j]!

='-'&&a.rule[i][j]!

='>'）

{

if（a.rule[i][j]>='A'&&a.rule[i][j]<='Z'）

{

x[k1]=a.rule[i][j];

k1++;

}

else

{

y[k2]=a.rule[i][j];

k2++;

}

}

}

}

for（i=0;i

for（j=i+1;j

{

if（x[i]==x[j]）

x[j]='!

';

}

for（i=0;i

{

if（x[i]!

='!

'）

{

a.Vn[m1]=x[i];

m1++;

}

}

for（i=0;i

for（j=i+1;j

{

if（y[i]==y[j]）

y[j]='!

';

}

for（i=0;i

{

if（y[i]!

='!

'）

{

a.Vt[m2]=y[i];

m2++;

}

}

cout<<"四元组G=（Vn,Vt,P,S）"<

cout<<"其中非终结符Vn={";

for（i=0;i

cout<

cout<

cout<<"}";

cout<

cout<<"终结符Vt={";

for（i=0;i

cout<

cout<

cout<<"}";

cout<

cout<<"P由下列产生式组成:

"<

for（i=0;i

cout<

cout<<"开始符为:

S"<

}

voidGrammer（siyuanzua,intn）

{

inti,j,length,num,zuo,you;

charc;

for（i=0;i

{

num=0;

length=a.rule[i].length（）;

for（j=0;j

{

c=a.rule[i][j];

num++;

if（c=='-'）

break;

}

zuo=num-1;

you=length-（num+1）;

if（you>=zuo）

continue;

else

break;

}

if（i==n）

{

for（i=0;i

{

num=0;

length=a.rule[i].length（）;

for（j=0;j

{

c=a.rule[i][j];

num++;

if（c=='-'）

break;

}

zuo=num-1;

if（zuo==1&&'A'<=a.rule[i][zuo-1]&&a.rule[i][zuo-1]<='Z'）

continue;

else

break;

}

if（i==n）

{

for（i=0;i

{

num=0;

length=a.rule[i].length（）;

for（j=0;j

{

c=a.rule[i][j];

num++;

if（c=='-'）

break;

}

you=length-（num+1）;

if（（（you==2）&&（a.rule[i][num+1]>='a'）&&（a.rule[i][num+1]<='z'）&&（a.rule[i][num+2]>='A'）&&（a.rule[i][num+2]<='Z'））||（（you==1）&&（a.rule[i][num+1]>='a'）&&（a.rule[i][num+1]<='z'）））

continue;

else

break;

}

if（i==n）

cout<<"文法类型:

3型文法"<

else

{

for（i=0;i

{

num=0;

length=a.rule[i].length（）;

for（j=0;j

{

c=a.rule[i][j];

num++;

if（c=='-'）

break;

}

you=length-（num+1）;

if（（（you==2）&&（a.rule[i][num+1]>='A'）&&（a.rule[i][num+1]<='Z'）&&（a.rule[i][num+2]>='a'）&&（a.rule[i][num+2]<='z'））||（（you==1）&&（a.rule[i][num+1]>='a'）&&（a.rule[i][num+1]<='z'）））

continue;

else

break;

}

if（i==n）

cout<<"文法类型:

3型文法"<

else

cout<<"文法类型:

2型文法"<

}

}

else

cout<<"文法类型:

1型文法"<

}

else

cout<<"文法类型:

0型文法"<

}

intmain（）

{

intn,r;

siyuanzua;

while

（1）

{

cout<<"--------------------文法类型判断（E21414020陈国柱）--------------------"<

cout<<"1.输入产生式"<

cout<<"2.输出文法类型及四元组"<

cout<<"3.结束"<

cout<<"输入功能号:

"<

cin>>r;

if（r>3||r<1）

{

do

{

cout<<"输入有误，重新输入"<

cin>>r;

}while（r<=3&&r>=1）;

}

switch（r）

{

case1:

n=input（&a）;break;

case2:

Grammer（a,n）;output（a,n）;break;

case3:

exit（0）;break;

default:

break;

}

}

return0;

}

2、运行结果截图

a.实验开始图

b.非1型文法

c.1型文法

d.2型文法

e.3型文法

f.实验结束图