编译原理实验2 自顶向下的语法分析程序

Magic__Conch

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分类专栏：编译原理文章标签：编译原理语法分析

于 2021-11-24 20:19:00 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43399489/article/details/121504289

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本文档详细介绍了LL(1)文法分析程序的设计与实现，包括读取文法文件、计算非终结符表、First集、Follow集、Select集、预测分析表以及分析句子的过程。程序能够识别给定文法的正确句子，并输出分析过程和结果。通过main.cpp文件，实现了文件读写、文法解析、分析表生成和分析串处理等功能，支持对多个文法产生式和句子的分析。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1 运行结果

（1）测试文法一（输入文件产生式右部与句子全部以单个空格隔开，测试文法必须是LL(1)的）：
E->T E’
E’->+ T E’
E’->#
T->F T’
T’->* F T’
T’->#
F->i
F->( E )
测试句子：i + i * i
测试结果如下图所示（由于图太大，分割成几部分展示）。
在这里插入图片描述

（2）测试文法二：
E->T E’
E’->+ E
E’->#
T->F T’
T’->T
T’->#
F->P F’
F’->* F’
F’->#
P->( E )
P->a
P->b
P->^
测试句子：( a ^ b + a ) * b

在这里插入图片描述

以下是分析过程与结果输出到文件的测试。经测试，程序运行的过程和结果（包含计算First集Follow集Select集、构造预测分析表分析表、分析过程等）能正常输出到文件里。

2 项目代码

只有一个文件main.cpp:

#include<cstdio>
#include<map>
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<iomanip>
#include<vector>
#include<set>
#include<string>
using namespace std;
const int wordnumPerLine = 7;
bool writeFile = false;
FILE* grammerFile;
char fname[50],outfname[50],c,reply[50];
string analyzedString;

#define readLine if( fscanf(grammerFile,"%[^\n]%c",theLine,&c)==EOF)	return;
#pragma region 工具函数
inline bool isInVector(vector<string> vec,string val) {
   
	vector<string>::iterator iter = find(vec.begin(), vec.end(), val);
	if (iter == vec.end())
		return false;
	return true;
}
inline set<string> getNoneEmptySet(set<string> s) {
   //得到无空集
	set<string> ans = s;
	set<string>::iterator it = ans.find("#");
	if (it!= ans.end()) {
   
		ans.erase(it);
	}
	return ans;
}
inline bool isNoneTerminal(string x) {
   
	return x.length() > 0 && x[0] >= 'A'&&x[0] <= 'Z';
}
inline vector<string> splitString(string oriString, char splitChar = ' ') {
   
	vector<string> vec;
	oriString += ' ';
	int splitpos;
	while (splitpos = oriString.find(splitChar)!=string::npos) {
   
		vec.push_back(oriString.substr(0, splitpos));
		oriString = oriString.substr(splitpos+1);
	}
	return vec;
}
inline string vectorToString(vector<string> vec,bool reverse = false) {
   
	string ansStr = "";
	if (reverse) {
   
		for (int i = vec.size()-1; i >=0; i--) {
   
			ansStr += vec[i] + " ";
		}
	}
	else {
   
		for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
   
			ansStr += vec[i] + " ";
		}
	}
	return ansStr;
}
#pragma endregion

struct Production{
   
	string left;
	vector<string>right;
	bool isEmpty = false;
	string getRight() {
   
		string ans = "";
		for (int i = 0; i < right.size() - 1; i++)
			ans += right[i] + " ";
		if (!right.empty()) {
   
			ans += right.back();
		}
		return ans;
	}
	string getProduction() {
   
		return left + "->" + getRight();
	}
};

struct Grammer
{
   
	vector<Production> productions;//文法产生式
	vector<string> nonTerminal;//文法非终结符
	vector<string> terminal;//文法终结符
	map<string,set<string> > firstSet;//first集
	map<string,set<string> > followSet;//follow集
	vector<set<string> > select;//第i条产生式的select集
	map<string, bool> canReachEmpty;//非终结符表
	string startSymbol= "";//开始符号
	map<pair<string, string>, int> predictionMap;//非终结符A遇到终结符b时，使用第i条产生式
	friend ostream & operator <<(ostream & os, const Grammer & g);
}grammer;

struct Description
{
   
	string analyzeStr;
	string remainStr;
	string matchStr;
	Description() {
   }
	Description(string analyzeStr, string remainStr) {
   
		this->analyzeStr = analyzeStr;
		this->remainStr = remainStr;
	}
};
struct Sentence
{
   
	vector<string> analyzeStack;
	vector<string> remainString;
	vector<Description > description;
	string sentenceContent;
	void analyzeString() {
   //分析串
		int productionIndex;
		string nAnaStr, nRemStr;
		vector<string> nRight;
		analyzeStack.clear();//原有分析栈清空
		description.clear();//原有描述清空
		remainString = splitString(sentenceContent + " #");//获取剩余输入串（默认以空格隔开）
		analyzeStack.push_back("#");//压入#
		analyzeStack.push_back(grammer.startSymbol);//压入开始符号
		while (true) {
   
			nAnaStr