消除左递归编译原理实验.docx
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消除左递归编译原理实验
编译原理实验报告
实验名称：
了
实验时间：
2015-05-27
院系：
班级：
12级计算机科学技术
学号：
201104080112_
姓名：
1、实验目的：
理解LL（1文法中消除左递归的原理
2、实验原理：
1•直接左递归的消除
消除产生式中的直接左递归是比较容易的。
例如假设非终结符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'—aP'/&
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—Pa1/Pa2/…/Pan/B1/B2/…/Bm
其中，ai（I=1,2,…，n）都不为£，而每个Bj（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—B1P'/B2P'/…/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
C—Rb/b
R—Sa/a
虽不具有左递归，但S、QR都是左递归的，因为经过若干次推导有
S：
Qc：
Rbc：
Sabc
Q：
Rb：
Sab：
Qcab
RrSa:
Qc圧Rbca
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P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，A,A,…，A。
（2）for（i=1；i<=n；i++）
for（j=1;j<=i—1;j++）
{把形如A—A丫的产生式改写成A—S1丫/S2丫/…/Sky其中A—S1/S2/…/Sk是关于的A全部规则；消除A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、QS。
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Sab/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S—Sabc/abc/be/
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：
S—abcS'/bcS'/cS'
S'—abcS'/&
Q—Sab/ab/b
R—Sa/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：
S—abcS'/bcS'/cS'
S'—abcS'/&
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、QR,那么最后得到的文法G[R]为：
R—bcaR'/caR'/aR'
R'—bcaR'/£
容易证明上述两个文法是等价的。
3、实验内容：
分析见下图
图（a）变量说明
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图（b）直接左递归分析图
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图（C）间接左递归分析图
用C语言实现
定义四个函数
intdirect（charP[N][N]）;//直接
左递归函数
intindirect（charP[N][N]）;//间接
左递归函数
voiddirectRemove（charP[N][N]）;//消除
直接左递归函数
voidindirectRemove（charP[N][N]）;//消除间接左递归函数
并在main函数中依次调用
4、代码实现
#include"stdafx.h"
#include
#include#defineN20
charP[N][N];//规则集
charQ[N];//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
//实际输入的规则的个
charR[N][N];
值
intr;
数
intdirect（charP[N][N]）;//直接
左递归函数
intindirect（charP[N][N]）;//间接左递归函数
voiddirectRemove（charP[N][N]）;//消除
直接左递归函数
voidindirectRemove（charP[N][N]）;//消除
间接左递归函数
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
}
//定义间
intindirect（charP[N][N]）接左递归函数
{
intflag=0;
for（inti=0;i{
for（intk=1;kif（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
}
//定义消
voiddirectRemove（charP[N][N]）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]='\'';
条规则
//包含空的一
for（intk=0;k<4;k++）
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e）\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;
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];
for（intj=0;j{
intnumber=0;
//统计
//如
for（intz=0;z相同左部的规则个数if（number>1）copy++;
果有相同左部则规则总数加一
for（i=0;i{
for（intk=1;kif（（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-1-2
m++;
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为n-4
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;
}
else
if（（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-1-2
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];
for（intu=3;u<3+t;u++）
P[copy-1][u]=P[i][u];
break;
}
}
}
flag1=0;
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]='\'';
条规则
//包含空的
for（intk=0;k<4;k++）
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e）\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"）;
}
实验效果图：
消除文法直接左递归实例见下页：
g"F:
\S译原理实鲨'消除左谨归\zuodicui\Debug\zuodigui.eze*脅输入各条规则，规则的左部跟右部用-》连接，规则间用空格隔开£->SaS->b
即输入的文法规则为二
£->Sa
S—
胃判斷该文法含有亶按左递归？
”除直接左递归后的文祛为：
<出表£>
”牡*
E->bS*
SJ->*
Pressanykeytocontinue
消除文法间接左递归实例1如下：
消除文法间接左递归实例2如下:
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