合肥工业大学编译原理 LL自上而下文法分析.docx
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合肥工业大学编译原理LL自上而下文法分析
合肥工业大学计算机与信息学院
计算机系2013级
编译原理课程设计报告
姓名：
马骏
专业年级：
信息安全13-1
学号：
2013211869
提交时间：
2016年07月
一、实验题目
自上而下的LL
（1）文法分析
二、实验目的
了解掌握自上而下的LL
（1）文法分析过程。
二、实验内容与要求
从语法分析树构造句型所有的推导的程序实现，接受用户任意输入的一个句型的语法分析树（其表示存于指定文件中），生成该语法分析树中包含的该句型的所有推导（显示输出）。
构造一程序，实现教材P.78的FIRST（X）集合的构造算法。
对任一给定的文法G，程序输出所有非终结符P的FIRST（P）。
构造一程序，实现教材P.78的FIRST（X）集合的构造算法。
对任一给定的文法G，程序输出所有非终结符P的FIRST（P）。
在此基础上，构造一程序，实现教材P.79的FOLLOW（A）集合的构造算法。
对任一给定的文法G，程序输出所有非终结符A的FOLLOW（A）。
对于给定的一个LL
（1）文法，假定所有非终结符号P的集合FIRST（P）和集合FOLLOW（P）都已知，构造其预测分析表（实现教材P.79给出的预测分析表构造算法）。
对教材P.79给出的例4.7构造出预测分析表。
程序显示输出预测分析表或输出到指定文件中。
首先实现集合FIRST（X）构造算法和集合FOLLOW（A）构造算法，再实现教材P.79给出的预测分析表构造算法。
程序显示输出预测分析表或输出到指定文件中。
对文法按教材P.76表4.1构造出G的预测分析程序，程序显示输出如P.78那样的匹配过程。
三、实验环境与工具
操作系统：
Windows7
开发语言：
C++
四、开发过程
1）字符要求：
你的程序必须能够根据以下字符来处理语法：
-终端字符：
字母，数字，符号例如“+”，“—”，…;
-非终端字母表中的大写字母。
符号“=”，“|”和“＃”（替换“ε”，因为它更容易输入到文本文件）被保留用于语法的描述中，因此不能被用作终端。
2）初始状态
您的程序通过读取一个文件中的“文本”格式开始。
这个文件的结构可以随意构建，不做要求，但建议做成简单的。
例如，程序描述以下语句：
E=E+T|T
T=T*F|F
F=（E）|0|1
在这种情况，我们可以很容易确定E，T和F是非终端，而符号“（”，“）”，“*”和“+”和数字“0”和“1”是在终端。
第一个非终端（第一衍生物）被认为是语法的公理。
文本结构（在内存中）
过程
显示在屏幕
结果必须存储在内存中，是一个您所选择的数据结构。
然后，使用一个函数再取出数据，存储在内存中并屏幕上显示（以你选择的格式）。
在上面的图中，并在下文中，右列显示的程序的执行的过程，并左栏表示中使用的数据结构。
这些都是明显的例子。
你可以使用任何你想要的格式。
3）消除传递
没有发现传递关系
发现传递关系
判断：
是否包含左传递
消除传递关系
判断你的程序是否包含一个传递关系或没有。
如果包含，递归应该被消除。
没有传递关系的语句
遍历语句
指向自己的判断：
您可以创建一个新的数据结构语句来表示其中传递关系已被删除，这有利于进一步加工。
在这种情况下，如果语法不包含判定递归的语句，程序当然必须使用第二数据结构的副本。
3）计算“first集”和“follow集”的集合
为了产生一个分析器，你现在必须计算，每个分支，“第一个”和“其后”的集合·。
结果被存储在数据结构，再次“你的选择。
”
然后，这些集合被显示在屏幕上
图注释：
Calculdesensembles«premiers»et«suivants»计算“第一个”和“其后”的集合
Affichagedesensembles显示集合premiers第一个suivants其后
4）分析表的结构
具有非递归语法以及“第一个”和“其后”的集合，你的程序现在可以建立预测分析表。
结果以表的形式显示在屏幕上。
图注释：
Constructiondelatabled’analyse分析表的结构
tabled’analyse分析表Affichagedelatabled’analyse显示分析表
输入字符串的分析
最后一步：
你的程序读取输入（键盘）的表达和分析。
指出，结果是否符合语法。
你要尽可能准确的鉴定结果：
定位错误在没有辨认出表达式的情况下。
其次，你的程序必须能够完成对输入多个字符串作为输入，不要忘记重新启动你的程序。
五、程序实现
六、程序代码
/*
不支持规则源文件中有空格
注意使用#表示空产生式使用$表示结束符#
*/
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
constchar*sourcefile="ma_grammaira.txt";//定义源文件
//constintmax=100;
#definemax100
classsign
{
public:
sign（）{}
sign（intcheck,charfu）
{
if（check!
=0&&check!
=1）//符号属性只有0和1
{
cout<<"errorsigncreat!
"<}
else
{
identity=check;//设置符号属性
id=fu;//设置非终结符符号
funnumber=0;//设置符号规则数为0
firstnumber=0;
follownumber=0;
}
}
voidadd（stringsl）//添加产生规则
{
fun[funnumber]=sl;
funnumber++;
}
voidpop（intq）//删除某一规则
{
if（q>=funnumber||q<0）
{
cout<<"errorwrongdeletefuninsign!
";
return;
}
for（intx=q;xfun[x]=fun[x+1];
funnumber--;
}
voidpop_first（charq）//从first集删除某一节点
{
for（intx=0;x{
if（first[x]==q）
{
for（inty=x;yfirst[y]=first[y+1];
firstnumber--;
x--;//为了接着上次检查点
}
}
}
voidpop_follow（charq）//从first集删除某一节点
{
for（intx=0;x{
if（follow[x]==q）
{
for（inty=x;yfollow[y]=follow[y+1];
follownumber--;
x--;//为了接着上次检查点
}
}
}
voidadd_first（charq）//向first添加元素
{
for（intx=0;x{
if（first[x]==q）return;
}
first[firstnumber]=q;
firstnumber++;
}
voidadd_follow（charq）//向follow添加元素
{
for（intx=0;x{
if（follow[x]==q）return;
}
follow[follownumber]=q;
follownumber++;
}
intidentity;//符号属性0为非终结符1为终结符
charid;//符号
stringfun[max];//符号产生规则
intfunnumber;//符号产生规则数量
charfirst[max];//first集
intfirstnumber;
charfollow[max];//follow集
intfollownumber;
};
classcell//分析表的单元格结构
{
public:
charcell_unendsign;//终结符
charcell_endsign;//非终结符
stringcell_fun;//产生式
};
celltable[max][max];//分析表数据结构
inttable_unend_number;//非终结符数
inttable_end_number;//终结符数
signunendsign[max];//非终结点集合
intunendsignnumber=0;
signendsign[max];//终结点集合
intendsignnumber=0;
voidreadsource（constchar*sf）//读取源文件ma_grammaira.txt
{
intx;
unendsignnumber=0;
endsignnumber=0;
ifstreamifs;
ifs.open（sourcefile）;
charbuf[max];
for（x=0;xbuf[x]='\0';
while（ifs.getline（buf,sizeof（buf）））//一行一行读取
{
unendsign[unendsignnumber]=sign（0,buf[0]）;
unendsignnumber++;
stringrule;
for（intx=2;x{
if（buf[x]=='\0'）
{
break;
}
if（buf[x]=='|'）
{
//cout<unendsign[unendsignnumber-1].fun[unendsign[unendsignnumber-1].funnumber]=rule;//规则放在每个非终结符实例中
unendsign[unendsignnumber-1].funnumber++;
rule="";
continue;
}
rule+=buf[x];
charkk=buf[x];
}
unendsign[unendsignnumber-1].fun[unendsign[unendsignnumber-1].funnumber]=rule;
unendsign[unendsignnumber-1].funnumber++;
//cout<}
}
voidaddendsign（charsg）//添加终结符
{
for（intx=0;x{
if（endsign[x].id==sg）
return;
}
endsign[endsignnumber].id=sg;
endsign[endsignnumber].identity=1;
endsignnumber++;
}
voiddealend（）//由非终结符产生式得到终结符
{
for（intx=0;x{
for（inty=0;y{
for（intz=0;z{
charkk=unendsign[x].fun[y][z];
if（int（kk）>=65&&int（kk）<=90）continue;//A到Z为非终结符
elseaddendsign（kk）;
}
}
}
}
boolexit_endsign（charsg）//终结符表是否有sg
{
intx;
for（x=0;x{if（endsign[x].id==sg）
returntrue;
}
returnfalse;
}
boolexit_unendsign（charsg）//非终结符表是否有sg
{
for（intx=0;x{
if（unendsign[x].id==sg）
returntrue;
}
returnfalse;
}
signget_unendsign（charsg）//从非终结符表中得到非终结符为sg的实例
{
for（intx=0;x{
if（unendsign[x].id==sg）returnunendsign[x];
}
cout<<"errorgetnounendsign!
"<signer;
returner;
}
intget_unendsign_number（charsg）//从非终结符表中得到非终结符为sg的下标
{
for（intx=0;x{
if（unendsign[x].id==sg）returnx;
}
cout<<"errorgetnounendsign!
"<return0;
}
intget_endsign_number（charsg）//从非终结符表中得到终结符为sg的下标
{
for（intx=0;x{
if（endsign[x].id==sg）returnx;
}
cout<<"errorgetnoendsign!
"<return0;
}
boolrule_first_check（signm_sign,charsg）//查看非终结符实例m_sign产生式首是否为sg
{
inty;
for（y=0;y{
if（m_sign.fun[y][0]==sg）returntrue;
}
intcheck=0;
for（y=0;y{
if（exit_unendsign（m_sign.fun[y][0]））
{
signmsg=get_unendsign（m_sign.fun[y][0]）;
if（rule_first_check（msg,sg））
{
check=1;
break;
}
}
}
if（check）returntrue;
elsereturnfalse;
}
boolcheck_L_recursion（）//检查是否含有直接左递归和传递左递归true表示有false表示没有
{
intx,y;
for（x=0;x{
for（y=0;y{
if（unendsign[x].fun[y][0]==unendsign[x].id）returntrue;
}
}
for（x=0;x{
if（rule_first_check（unendsign[x],unendsign[x].id））
returntrue;
}
returnfalse;
}
signnew_unendsign（）//创建一个新非终结符即用于规则p=p.....需要p'
{
chara=65;
while
（1）
{
if（a>90||unendsignnumber>26）
{
cout<<"errornomoresizeforunendsign!
"<break;
}
intcheck=1;
for（intx=0;x{
if（unendsign[x].id==a）
{
a++;
check=0;
break;
}
}
if（check）
{
unendsign[unendsignnumber].id=a;
unendsign[unendsignnumber].identity=0;
unendsignnumber++;
break;
}
}
returnunendsign[unendsignnumber-1];
}
voidpop_unendsign（charsg）//删除某一非终结符
{
for（intx=0;x{
if（unendsign[x].id==sg）
{
for（inty=x;yunendsign[y]=unendsign[y+1];
unendsignnumber--;
return;
}
}
cout<<"errornounendsignforpop"<return;
}
voiddeal_direct_L_recursion（intthisnumber）//消除unendsign[thisnumber]的直接左递归在deal_L_total_recursion（）中调用
{
inti;
if（!
check_L_recursion（））
return;
intcheck=0;
for（i=0;i{
if（unendsign[thisnumber].fun[i][0]==unendsign[thisnumber].id）
{
check=1;
break;
}
}
if（check）
{
new_unendsign（）;
intkp=unendsignnumber-1;
for（i=0;ib0p'|b1p'
{
if（unendsign[thisnumber].fun[i][0]==unendsign[thisnumber].id）
{
stringss="";
for（intx=1;xss+=unendsign[thisnumber].fun[i][x];
if（ss=="#"）
{
cout<<"errorcan'tdealwhithP->P#"<return;
}
ss=ss+unendsign[kp].id;
unendsign[kp].add（ss）;
}
else
{
if（unendsign[thisnumber].fun[i]!
="#"）
{
unendsign[thisnumber].fun[i]=unendsign[thisnumber].fun[i]+unendsign[kp].id;
}
if（unendsign[thisnumber].fun[i]=="#"）
{
stringss="";
ss+=unendsign[kp].id;
unendsign[thisnumber].add（ss）;
}
}
}
unendsign[kp].add（"#"）;//为p'增加p->#的规则
for（i=0;ip...的产生式
{
if（unendsign[thisnumber].fun[i][0]==unendsign[thisnumber].id）
{
unendsign[thisnumber].pop（i）;
i=0;
}
}
}
}
voiddeal_L_total_recursion（）//消除所有左递归
{
inti,j,t,k,qq;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
for（t=0;t{
if（unendsign[i].fun[t][0]==unendsign[j].id）
{
stringsay="";
for（k=1;ksay+=unendsign[i].fun[t][k];
unendsign[i].pop（t）;
for（qq=0;qq{
stringsp=unendsign[j].fun[qq];
if（sp!
="
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