该实验旨在加深对语法分析器工作原理的理解，通过预测分析法编写Java实现的LL1语法分析程序。实验内容包括定义语法规则，求解预测分析表，实现错误处理，并对测试用例进行语法分析。实验步骤涉及消除左递归、求解FIRST和FOLLOW集、创建分析表及设计LL1解析栈。实验结果显示，对于合法和不合法的输入，分析程序能正确识别。
实验内容要求
一、实验目的 加深对语法分析器工作过程的理解；加强对预测分析法实现语法分析程序的掌握；能够 采用一种编程语言实现简单的语法分析程序；能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段 进行语法翻译。
二、实验内容 用预测分析法编制语法分析程序，语法分析程序的实现可以采用任何一种编程语言和工 具。
三、实验要求： 1. 对语法规则有明确的定义； 2. 编写的分析程序能够对测试用例进行正确的语法分析； 3. 对于遇到的语法错误，能够做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，保证顺 利完成语法分析过程； 4. 实验报告要求用文法的形式对语法定义做出详细说明，说明语法分析程序的工作 过程，说明错误处理的实现。
四、实验步骤 1. 定义目标语言的语法规则； 2. 求解预测分析方法需要的符号集和分析表； 3. 依次读入测试用例，根据预测分析的方法进行语法分析，直到源程序结束； 4. 对遇到的语法错误做出错误处理。
实验步骤
设计一个主类用来进行文件的输入，和结果的输出；然后按照四步走的策略来创建相对于的类操作。
第一步：创建LeftRecursion类来消除左递归，获取原始的产生式、终结符、非终结符；消除左递归之后的产生式、终结符和非终结符。然后简化产生式，每一个产生式只包含一个候选式。
第二步：创建FirstAndFollow类来求FIRST集和FOLLOW集。
第三步：创建AnalyzeTable类来获取分析表。
第四步：创建LL1Stack类来对测试用例进行入栈操作求解结果。
为了完成以上的任务，还需要创建一个Grammar类保存数据。以上就是设计的主要方案。
- LL1 .java
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.*;
/*
* 实验的主要方法：
* 1、消除左递归
* 1.1构造出终结符集、非终结符集
* 1.2把消除左递归得到的产生式进行简化，即一条产生式里面只有一个候选式
* 2、构造FIRST集和FOLLOW集
* 3、构造预测分析表
* 4、构造符号栈和输入串栈进行测试实例分析
* */
public class LL1 {
//原始的产生式
static ArrayList<String> expression;
//语法器
static Grammar grammar;
public static void main(String []args) throws FileNotFoundException {
grammar=new Grammar();
expression=new ArrayList<>();
//采用文件读入的方式
File file=new File("E:\\code\\bytest\\test11\\test4.txt");
try(Scanner input=new Scanner(file)) {
while (input.hasNextLine()){
String line=input.nextLine();
if (line.equals("")){
//采用空一行这种方式，下一行就是测试用例
grammar.setTestEx(input.nextLine());
break;
}else {
expression.add(line);
}
}
}
//消除左递归
LeftRecursion leftRecursion=new LeftRecursion();
leftRecursion.setExpression(expression);
leftRecursion.work();
//分别给语法器开始设置非终结符集、终结符集、文法开始符号、简化之后的产生式
grammar.setNa(leftRecursion.getNa());
grammar.setNt(leftRecursion.getNt());
grammar.setStart(leftRecursion.getStart());
grammar.setSimpleExpression(leftRecursion.getSimpleExpression());
System.out.println();
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("消除左递归");
System.out.println();
System.out.println("产生式");
for(Map.Entry<Character, ArrayList<String>> entry : grammar.getSimpleExpression().entrySet()){
for (String s:entry.getValue()){
System.out.println(entry.getKey()+"->"+s);
}
}
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("非终结符");
for (Character na:grammar.getNa().keySet()){
System.out.printf("%-10c",na);
}
System.out.println();
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("终结符");
for (Character nt:grammar.getNt().keySet()){
System.out.printf("%-10c",nt);
}
System.out.println();
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("读取测试用例");
System.out.println(grammar.getTestEx());
//开始构造FIRST集和FOLLOW集
FirstAndFollow firstAndFollow=new FirstAndFollow(grammar);
firstAndFollow.work();
grammar.setFirst(firstAndFollow.getFirst());
grammar.setFollow(firstAndFollow.getFollow());
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("FIRST集");
for (Character na:grammar.getNa().keySet()){
String FirstSet=grammar.getFirst().get(na).toString().replace("[","");
FirstSet=FirstSet.replace("]","");
System.out.println("FIRST("+na+")={"+FirstSet+"}");
}
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("FOLLOW集");
for (Character na:grammar.getNa().keySet()){
String FollowSet=grammar.getFollow().get(na).toString().replace("[","");
FollowSet=FollowSet.replace("]","");
System.out.println("FOLLOW("+na+")={"+FollowSet+"}");
}
//构造预测分析表
AnalyzeTable analyzeTable=new AnalyzeTable(grammar);
analyzeTable.work();
grammar.setAnalyzeTable(analyzeTable.getAnalyzeTable());
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("预测分析表");
System.out.printf("%-11s","");
for (Character nt:grammar.getNt().keySet()){
if (nt!='ε') {
System.out.printf("%-10s", nt);
}
}
System.out.println();
for (Character na:grammar.getNa().keySet()){
System.out.printf("%-10s",na);
for (int i=1;i<=grammar.getNt().size();i++){
if(grammar.getAnalyzeTable()[grammar.getNa().get(na)][i]!=null){
System.out.printf("%-10s",na+"->"+ grammar.getAnalyzeTable()[grammar.getNa().get(na)][i]);
}else{
System.out.printf("%-10s","");
}
}
System.out.println("");
}
System.out.println("--------------------------------------------------");
System.out.println("预测分析步骤");
System.out.println();
//利用LL1开始测试测试用例
LL1Stack stack=new LL1Stack(grammar);
stack.work();
}
}
- Grammar.java
import java.util.*;
public class Grammar {
//非终结符
/*
* 这里解释一下为什么要采用Map，而不是采用Set，因为我觉得采用map方便生成预测分析表，可以利用键对应的值，找到产生式在
* 分析表中的位置。如 E->FA.要找到它在分析表中的位置，先要确定E在哪一行，直接判断FIRST(E)对应的符号所在哪一列，才可
* 以确定表达式的位置，这样也有利于最后的测试用例测试。
* */
private Map<Character,Integer> Na;
//终结符
private Map<Character,Integer> Nt;
//原始的产生式
private ArrayList<String> expression;
//简化之后的产生式
private Map<Character,ArrayList<String>> simpleExpression;
//开始符
private Character start;
//测试实例
private String testEx;
//分析表
private String[][] analyzeTable;
//first集
private Map<Character, HashSet<Character>> First;
//Follow集
private Map<Character, HashSet<Character>> Follow;
public Grammar() {
Na=new LinkedHashMap<>();
Nt=new LinkedHashMap<>();
simpleExpression=new LinkedHashMap<>();
Follow=new HashMap<>();
First=
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