完整word版编译原理实验LL1文法的判断及转换word文档良心出品.docx
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完整word版编译原理实验LL1文法的判断及转换word文档良心出品
2016.11.30
LL
（1）文法的判断及转换
一、实验名称
LL
（1）文法的判断及转换
二、实验目的
输入：
任意一个文法
输出：
（1）是否为LL
（1）文法
（2）若是，给出每条产生式的select集
（3）若不是，看看是否含有左公共因子或者含有左递归，并用相应的方法将非LL
（1）文法变成LL
（1）文法，并输出新文法中每条产生式的select集。
三、实验原理
1、First集定义
令X为一个文法符号（终止符或非终止符）或ε，则集合First（X）有终止符组成，此外可能还有ε，它的定义如下：
1. 若X是终止符或ε，则First（X）= {X}。
2. 若X是非终结符，则对于每个产生式X—>X1X2…Xn，First（X）包含了First（X1）-{ε}。
若对于某个i < n，所有的集合First（X1），... ，First（Xi）都包含了ε，则First（X）也包 括了First（Xi+1）- {ε}。
若所有集合First（X1），...，First（Xn）都包括了ε，则First（X）也包括了ε。
2、Follow集定义
给出一个非终结符A，那么集合Follow（A）则是由终结符组成，此外可能还含有#（#是题目约定的字符串结束符）。
集合Follow（A）的定义如下：
1.若A是开始符号，则#在Follow（A）中。
2.若存在产生式B—>αAγ，则First（γ）-{ε}在Follow（A）中。
3.若存在产生式B—>αAγ，且ε在First（γ）中，则Follow（A）包括Follow（B）。
3、Select集定义
对于产生式A—>α。
集合select（A—>α）定义如下：
1.若α不能推出ε，则select（A—>α）=first（α）。
2.若α能推出ε，则select（A—>α）=first（α）∪follow（A）。
4、含左递归文法
一个文法G，若存在P经过一次或多次推导得到Pa（即能推导出以P开头的式子），则称G是左递归的。
左递归分为直接左递归和间接左递归。
直接左递归经过一次推导就可以看出文法存在左递归，如P→Pa｜b。
间接左递归侧需多次推导才可以看出文法存在左递归，如文法：
S→Qc｜c，Q→Rb｜b，R→Sa｜a有S=>Qc=>Rbc=>Sabc
四、实验思路
本次实验采用python完成。
1、求非终结符是否能导出空
a.第一轮扫描。
当前的产生式还没被删除，非终结符lp可以导出空，将以该非终结符为左部的产生式标记为要删除的。
产生式右部分解，若该产生式右部包含终结符，删除该产生式因为由它不会导出空。
判断没有被删除的产生式中是否还有以该非终结符为左部的产生式。
b.第二轮扫描。
逐一扫描每一条产生右部的每一个符号，循化直至每个非终结符的状态都确定下来。
2、求First集算法
存储每一个非终结符对应的First集，扫描每一条产生式，记录每一轮扫描是每个非终结符First集是否增大过。
全部初始化为没有增大的状态，对于课本的五种类型依次求解，每次将结果加入对应的集合中，若一次扫描First集没有增大，则说明循环结束。
3、求Follow集算法
存储每一个非终结符对应的Follow集，将'#'加入文法的开始符号的Follow集合中，记录每一轮扫描是每个非终结符Follow集合是否增大过，全部初始化为没有增大的状态，扫描每一条产生式的右部，扫描到非终结符,判断在该非终结符之后的子串能否推导空，若该符号串可以推导出空,还要将Follow（lp）加入到里面。
4、求Select集算法
初始化每条产生式对应的Select集合为空，若产生式右部不能推导出空，则将右部的First集加入Select集，如果可以推出空，则需要同时将左部的Follow集合右部的First集去掉空的部分加入Select集。
五、实验小结
通过本次实验，知道了如何判断一个文法是不是LL
（1）文法，同时对于First、Follow以及Select集的求解原理变得更加熟悉，并且知道了如何用计算机语言求解First，Follow以及Select集。
不足之处是，没有完成判断文法是否为左递归文法以及左递归文法的转换部分。
六、附件
1、源代码
classGw:
def__init__（self）:
withopen（'Gw.txt'）asf:
content=f.readlines（）
content=[line.strip（）forlineincontent]
self.Vn=content[0].split（''）
self.Vt=content[1].split（''）
self.start=content[2]
self.produce=[]
self.left=[]
self.right=[]
foriinrange（3,len（content））:
self.produce.append（content[i]）
self.left.append（content[i].split（'->'）[0]）
self.right.append（content[i].split（'->'）[1]）
defshowGw（self）:
print（'非终结符:
',self.Vn）
print（'终结符:
',self.Vt）
print（'开始符号:
',self.start）
print（'产生式如下:
'）
forl,rinzip（self.left,self.right）:
print（l+'->'+r）
defcanEmpty（self）:
self.isEmpty=dict（）
foriinrange（len（self.Vn））:
self.isEmpty[self.Vn[i]]=-1
print（self.isEmpty）
temp=self.produce[:
:
]
deleteIndex=[]
pointer=0
whilepointerifpointernotindeleteIndex:
lp=temp[pointer].split（'->'）[0]
rp=temp[pointer].split（'->'）[1]
ifrp=='!
':
self.isEmpty[lp]=1
foriinrange（len（temp））:
iftemp[i].split（'->'）[0]==lpandinotindeleteIndex:
deleteIndex.append（i）
l=list（rp）
isContainVt=[iinself.Vtforiinl]
ifTrueinisContainVt:
deleteIndex.append（pointer）
forkinrange（len（temp））:
ifknotindeleteIndex:
iftemp[k].split（'->'）[0]==lp:
break
else:
self.isEmpty[lp]=0
pointer=pointer+1
while-1inself.isEmpty.values（）:
foriinrange（len（temp））:
ifinotindeleteIndex:
lp=temp[i].split（'->'）[0]
rp=temp[i].split（'->'）[1]
rlsit=list（rp）
forjinrange（len（rlsit））:
ifself.isEmpty[rlsit[j]]==1:
ifj==len（rlsit）-1:
self.isEmpty[lp]=1
elifself.isEmpty[rlsit[j]]==0:
deleteIndex.append（i）
forkinrange（len（temp））:
ifknotindeleteIndex:
iftemp[k].split（'->'）[0]==lp:
break
else:
self.isEmpty[lp]=0
else:
continue
defshow（self）:
print（'非终结符能否推导出空的信息:
'）
forvinself.Vn:
ifself.isEmpty[v]==1:
yon='是'
else:
yon='否'
print（'%s:
%s'%（v,yon））
defgetFirst（self）:
self.First=dict（）
foriinself.Vn:
self.First[i]=list（）
isChange=dict（）
whileTrue:
forkinself.Vn:
isChange[k]=0
foriinrange（len（self.produce））:
lp=self.produce[i].split（'->'）[0]
rp=self.produce[i].split（'->'）[1]
rlist=list（rp）
ifrlist[0]=='!
'orrlist[0]inself.Vt:
ifrlist[0]notinself.First[lp]:
self.First[lp].append（rlist[0]）
isChange[lp]=1
else:
forjinrlist:
ifjinself.Vn:
ifself.isEmpty[j]==1:
oldsize=len（self.First[lp]）
templist=self.First[j][:
:
]
if'!
'intemplist:
templist.remove（'!
'）
forxintemplist:
ifxnotinself.First[lp]:
self.First[lp].append（x）
ifrp.endswith（j）and'!
'notinself.First[lp]:
self.First[lp].append（'!
'）
newsize=len（self.First[lp]）
ifoldsize!
=newsize:
isChange[lp]=1
else:
oldsize=len（self.First[lp]）
ifjinself.Vn:
templist=self.First[j][:
:
]
forxintemplist:
ifxnotinself.First[lp]:
self.First[lp].append（x）
else:
ifjnotinself.First[lp]:
self.First[lp].append（x）
newsize=len（self.First[lp]）
ifoldsize!
=newsize:
isChange[lp]=1
break
if1notinisChange.values（）:
print（'First集合不在增大!
'）
break
else:
print（'First集合有增大!
'）
pass
defshowFirst（self）:
print（'First集合信息:
'）
forvinself.Vn:
print（v,self.First[v]）
defcanCauseEmpty（self,plist）:
first=list（）
iflen（plist）==0:
first.append（'!
'）
else:
foriinplist:
ifiinself.Vn:
ifself.isEmpty[i]==1:
t=self.First[i][:
:
]
if'!
'int:
t.remove（'!
'）
forkint:
ifknotinfirst:
first.append（k）
if''.join（plist）.endswith（i）and'!
'notinfirst:
first.append（'!
'）
else:
forkinself.First[i]:
ifknotinfirst:
first.append（k）
break
else:
ifinotinfirst:
first.append（i）
break
returnfirst
defgetFollow（self）:
self.Follow=dict（）
foriinself.Vn:
self.Follow[i]=list（）
self.Follow[self.start].append（'#'）
isChange=dict（）
whileTrue:
forkinself.Vn:
isChange[k]=0
foriinrange（len（self.produce））:
lp=self.produce[i].split（'->'）[0]
rp=self.produce[i].split（'->'）[1]
rlist=list（rp）
forjinrange（len（rlist））:
ifrlist[j]inself.Vn:
reslist=self.canCauseEmpty（rlist[j+1:
:
]）
if'!
'inreslist:
oldsize=len（self.Follow[rlist[j]]）
foryinself.Follow[lp]:
ifynotinself.Follow[rlist[j]]:
self.Follow[rlist[j]].append（y）
newsize=len（self.Follow[rlist[j]]）
ifoldsize!
=newsize:
isChange[rlist[j]]=1
else:
pass
oldsize=len（self.Follow[rlist[j]]）
forxinreslist:
ifx!
='!
'andxnotinself.Follow[rlist[j]]:
self.Follow[rlist[j]].append（x）
newsize=len（self.Follow[rlist[j]]）
ifoldsize!
=newsize:
isChange[rlist[j]]=1
if1notinisChange.values（）:
break
defshowFollow（self）:
print（'Follow集合信息:
'）
forkeyinself.Vn:
print（key,self.Follow[key]）
defgetSelect（self）:
self.Select=dict（）
foriinself.produce:
self.Select[i]=list（）
foriinrange（len（self.produce））:
lp=self.produce[i].split（'->'）[0]
rp=self.produce[i].split（'->'）[1]
rlist=list（rp）
ifrlist[0]=='!
':
forvinself.Follow[lp]:
ifvnotinself.Select[self.produce[i]]:
self.Select[self.produce[i]].append（v）
elifrlist[0]inself.Vt:
self.Select[self.produce[i]].append（rlist[0]）
else:
res=self.canCauseEmpty（rlist）
if'!
'notinres:
forvinres:
ifvnotinself.Select[self.produce[i]]:
self.Select[self.produce[i]].append（v）
else:
forvinres:
ifvnotinself.Select[self.produce[i]]andv!
='!
':
self.Select[self.produce[i]].append（v）
forvinself.Follow[lp]:
ifvnotinself.Select[self.produce[i]]:
self.Select[self.produce[i]].append（v）
defshowSelect（self）:
print（'Select集合信息:
'）
forkeyinself.produce:
print（key,self.Select[key]）
defisLLone（self）:
isright=[]
forkinself.Vn:
tset=set（）
tset.add（'#'）
tset=tset|set（self.Vt）
forl,rinzip（self.left,self.right）:
ifk==l:
p=l+'->'+r
tset=tset&set（self.Select[p]）
iflen（tset）==0:
isright.append
（1）
else:
isright.append（0）
if0inisright:
print（'不是LL
（1）文法!
'）
self.isll1=False
else:
print（'是LL
（1）文法!
'）
self.isll1=True
print（isright）
if__name__=='__main__':
w=Gw（）
w.showGw（）
w.canEmpty（）
w.show（）
w.getFirst（）
w.showFirst（）
w.getFollow（）
#res=w.canCauseEmpty（['A','D']）
#print（'res=',res）
w.showFollow（）
w.getSelect（）
w.showSelect（）
w.isLLone（）
2、运行结果截图
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