本文介绍了一种通过编程实现的文法类型判别方法，详细解释了如何根据输入的文法规则来判断文法属于0型、1型、2型还是3型。并通过具体实例演示了整个判断过程。
根据文法规则，判断文法类型
1、实验要求
输入：文法规则
输出：文法类型
2、实验原理
文法规则：
以四元组的形式展示出来：
文法G 定义为四元组G={Vn,Vt ,P,S}
Vn ：非终结符集
Vt ：终结符集
P ：产生式集合（规则集合）
S ：开始符号（识别符号)
文法类型：
文法类型分为四种：0型文法、1型文法、2型文法和3型文法
- 0型文法：通俗的说，写出来的文法规则都输出0型文法
- 1型文法：又称上下文有关文法。
满足条件：0型文法的基础上，右边字符个数不小于左边字符个数
例如：S->aBC
a->Bb
C->c - 2型文法：又称上下文无关文法。
满足条件：在1型文法的基础上，左部只有一个非终结符
例如：S->aBC
B->b
C->c - 3型文法：又称规范文法。
满足条件：在2型文法的基础上，产生式的右边字符数不超过2个且所有产生式要么都是左递归，要么都是右递归
例如：S->aB
B->bC
C->c
注：
S->aB
B->Cb
C->c
不成立，因为字符串既有左递归，又有右递归
四种文法的关系可用如下图表示：
3、实验步骤
- 从键盘上输入文法规则（字符串）
- 对字符串进行按行比较，判断其所属的文法类型（先逐行判断文法类型1，然后再逐行判断文法类型2，最后在整个字符串判断文法类型3）
- 显示出结果（文法类型）
4、实验过程
- 首先是进行结构体的构建，并且为了方便实用定义了全局变量
//结构体
struct Rule{
char str[10];
int k;//记录局部文法类型
int left;//记录产生式左边长度
int right;//记录产生式右边长度
}r[10];
int temp;//记录字符串行数
int level=0;//记录文法类型
- 主函数运到了5个调用函数，分别是输入板块、文法类型1判断板块、文法类型2判断板块、文法类型3判断板块和输出板块
//主函数
int main(){
Input();//输入文法规则
Transform1();//类型1判断
Transform2();//文法类型2判断
Transform3();//文法类型3判断
Output();//输出文法类型
return 0;
}
- 在输入板块进行了文法规则的输入，一字符串的形式从键盘输入，存储到结构体中
//输入文法规则
void Input(){
int i,j;
printf("输入文法规则：\n");
printf("大写字母为非终止符，小写字母为终止符，第一个产生式左边为开始符，结束用$表示\n");
for(i=0;i<10;i++){
scanf("%s",r[i].str);
j=0;
if(r[i].str[j]=='$')
break;
}
temp=i;
}
- 文法类型1板块时进行判断文法规则的类型是否符合类型1，符合之后才能进行类型2的判断
//判断文法类型1
void Transform1(){
int i,j;
int length;
for(i=0;i<temp;i++){
r[i].k=0;
length=strlen(r[i].str);//字符串长度
r[i].left=0;
for(j=0;r[i].str[j]!='-';j++)//左边长度
r[i].left++;
r[i].right=length-r[i].left-2;//右边长度，减2表示减去字符'-'和'>'
if(r[i].right>=r[i].left)
r[i].k=1;
}
}
- 文法类型2板块时进行判断文法规则的类型是否符合类型2，符合之后才能进行类型3的判断
//判断文法类型2
void Transform2(){
int i,j,ss=0;
for(i=0;i<temp;i++){//判断是否字符串是否都为类型1
if(r[i].k!=1)
ss=1;
}
if(ss==0)//字符串都为类型1，进行类型2的判断
for(i=0;i<temp;i++){
j=0;
if(r[i].left==1)//左边只有一个且是非终结符的类型1，则为类型2
if(r[i].str[j]>='A'&&r[i].str[j]<='Z')
r[i].k=2;
}
level=1;
}
- 文法类型3板块时进行判断文法规则的类型是否符合类型3
//判断文法类型3
void Transform3(){
int i,j,t,m,n=0,sum=0,ss=0;
for(i=0;i<temp;i++){//判断是否字符串是否都为类型2
if(r[i].k!=2)
ss=1;
}
if(ss==0){//字符串都为类型2，进行类型3的判断
level=2;
for(i=0;i<temp;i++){
m=r[i].left+2;//产生式右边第一个字符
if(r[i].str[m]>='a'&&r[i].str[m]<='z')
t=1;
if(r[i].str[m]>='A'&&r[i].str[m]<='Z')
t=0;
sum+=t;
if(r[i].right>2)
n=1;
}
if(n==0)//保证产生式右边不超过2个字符
if(sum==temp|sum==0)//保证产生式右边是左递归或右递归
level=3;
}
}
7.在输出板块需要注意的是，不仅要将文法的类型输出，小编也将该四元组进行显示出来
//输出文法类型
void Output(){
int i,j,m=0,n=0;
int t,p,ss;
char S,V1[100],V2[100],Vn[10]={},Vt[10]={};
S=r[0].str[0];//开始符
for(i=0;i<temp;i++){
for(j=0;j<strlen(r[i].str);j++){
if(r[i].str[j]>='a'&&r[i].str[j]<='z')
V1[m++]=r[i].str[j];
if(r[i].str[j]>='A'&&r[i].str[j]<='Z')
V2[n++]=r[i].str[j];
}
}
t=0;
for(i=0;i<m;i++){//终止符
ss=1;
for(j=0;j<t;j++){
if(V1[i]==Vt[j])
ss=0;
}
if(ss==1)
Vt[t++]=V1[i];
}
p=0;
for(i=0;i<n;i++){//非终止符
ss=1;
for(j=0;j<p;j++){
if(V2[i]==Vn[j])
ss=0;
}
if(ss==1)
Vn[p++]=V2[i];
}
printf("该文法为第%d类型\n",level);//输出
printf("该文法的四元组为：\n");
printf("S：%c\n",S);
printf("Vn=");
for(i=0;i<p;i++)
printf("%2c",Vn[i]);
printf("\nVt=");
for(i=0;i<t;i++)
printf("%2c",Vt[i]);
printf("\nP：\n");
for(i=0;i<temp;i++)
printf("%s\n",r[i].str);
}
5、源代码和截图
代码已经过调试，无编译错误
#include<stdio.h>
#include<string.h>
//结构体
struct Rule{
char str[10];
int k;//记录局部文法类型
int left;//记录产生式左边长度
int right;//记录产生式右边长度
}r[10];
int temp;//记录字符串行数
int level=0;//记录文法类型
//输入文法规则
void Input(){
int i,j;
printf("输入文法规则：\n");
printf("大写字母为非终止符，小写字母为终止符，第一个产生式左边为开始符，结束用$表示\n");
for(i=0;i<10;i++){
scanf("%s",r[i].str);
j=0;
if(r[i].str[j]=='$')
break;
}
temp=i;
}
//输出文法类型
void Output(){
int i,j,m=0,n=0;
int t,p,ss;
char S,V1[100],V2[100],Vn[10]={},Vt[10]={};
S=r[0].str[0];//开始符
for(i=0;i<temp;i++){
for(j=0;j<strlen(r[i].str);j++){
if(r[i].str[j]>='a'&&r[i].str[j]<='z')
V1[m++]=r[i].str[j];
if(r[i].str[j]>='A'&&r[i].str[j]<='Z')
V2[n++]=r[i].str[j];
}
}
t=0;
for(i=0;i<m;i++){//终止符
ss=1;
for(j=0;j<t;j++){
if(V1[i]==Vt[j])
ss=0;
}
if(ss==1)
Vt[t++]=V1[i];
}
p=0;
for(i=0;i<n;i++){//非终止符
ss=1;
for(j=0;j<p;j++){
if(V2[i]==Vn[j])
ss=0;
}
if(ss==1)
Vn[p++]=V2[i];
}
printf("该文法为第%d类型\n",level);//输出
printf("该文法的四元组为：\n");
printf("S：%c\n",S);
printf("Vn=");
for(i=0;i<p;i++)
printf("%2c",Vn[i]);
printf("\nVt=");
for(i=0;i<t;i++)
printf("%2c",Vt[i]);
printf("\nP：\n");
for(i=0;i<temp;i++)
printf("%s\n",r[i].str);
}
//判断文法类型3
void Transform3(){
int i,j,t,m,n=0,sum=0,ss=0;
for(i=0;i<temp;i++){//判断是否字符串是否都为类型2
if(r[i].k!=2)
ss=1;
}
if(ss==0){//字符串都为类型2，进行类型3的判断
level=2;
for(i=0;i<temp;i++){
m=r[i].left+2;//产生式右边第一个字符
if(r[i].str[m]>='a'&&r[i].str[m]<='z')
t=1;
if(r[i].str[m]>='A'&&r[i].str[m]<='Z')
t=0;
sum+=t;
if(r[i].right>2)
n=1;
}
if(n==0)//保证产生式右边不超过2个字符
if(sum==temp|sum==0)//保证产生式右边是左递归或右递归
level=3;
}
}
//判断文法类型2
void Transform2(){
int i,j,ss=0;
for(i=0;i<temp;i++){//判断是否字符串是否都为类型1
if(r[i].k!=1)
ss=1;
}
if(ss==0)//字符串都为类型1，进行类型2的判断
for(i=0;i<temp;i++){
j=0;
if(r[i].left==1)//左边只有一个且是非终结符的类型1，则为类型2
if(r[i].str[j]>='A'&&r[i].str[j]<='Z')
r[i].k=2;
}
level=1;
}
//判断文法类型1
void Transform1(){
int i,j;
int length;
for(i=0;i<temp;i++){
r[i].k=0;
length=strlen(r[i].str);//字符串长度
r[i].left=0;
for(j=0;r[i].str[j]!='-';j++)//左边长度
r[i].left++;
r[i].right=length-r[i].left-2;//右边长度，减2表示减去字符'-'和'>'
if(r[i].right>=r[i].left)
r[i].k=1;
}
}
//主函数
int main(){
Input();//输入文法规则
Transform1();//类型1判断
Transform2();//文法类型2判断
Transform3();//文法类型3判断
Output();//输出文法类型
return 0;
}
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