编译原理-语法分析-算符优先文法分析器

编译原理实验报告实验名称：编写语法分析分析器实验类型：指导教师：专业班级：学号：电子邮件：实验地点：实验成绩：一、实验目的通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，进一步掌握常用的语法分析方法。

1、选择最有代表性的语法分析方法，如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序，至少选一题。

2、选择对各种常见程序语言都用的语法结构，如赋值语句（尤指表达式）作为分析对象，并且与所选语法分析方法要比较贴切。

二、实验过程编写算符优先分析器。

要求：（a）根据算符优先分析算法，编写一个分析对象的语法分析程序。

读者可根据自己的能力选择以下三项(由易到难)之一作为分析算法中的输入：Ⅰ：通过构造算符优先关系表，设计编制并调试一个算法优先分析程序Ⅱ：输入FIRSTVT，LASTVT集合，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。

Ⅲ：输入已知文法，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。

（b）程序具有通用性，即所编制的语法分析程序能够使用于不同文法以及各种输入单词串，并能判断该文法是否为算符文法和算符优先文法。

（c）有运行实例。

对于输入的一个文法和一个单词串，所编制的语法分析程序应能正确地判断，此单词串是否为该文法的句子，并要求输出分析过程。

三、实验结果算符优先分析器：测试数据：E->E+T|TT->T*F|FF->(E)|i实验结果：(输入串为i+i*i+i)四、讨论与分析自下而上分析技术－算符优先分析法：算符文法：一个上下无关文法G，如果没有且没有P→..QR...(P ,Q ,R属于非终结符)，则G是一个算符文法。

FIRSTVT集构造1、若有产生式P →a...或P →Qa...，则a∈FIRSTVT(P)。

2、若有产生式P→...，则FIRSTVT(R)包含在FIRSTVT(P)中。

由优先性低于的定义和firstVT集合的定义可以得出：若存在某个产生式：…P…，则对所有：b∈firstVT(P)都有：a≦b。

构造优先关系表：1、如果每个非终结符的FIRSTVT和LASTVT集均已知,则可构造优先关系表。

2、若产生式右部有...aP...的形式，则对于每个b∈FIRSTVT(P)都有a≦b(优先集)；3、若产生式右部有...Pb的形式，则对于每个a∈LASTVT(P)集,都有a≧b；4、若产生是形如：A→…ab…或A→…aBb…形式，则有a ≒b。

5、#与其他终结符的优先关系可利用拓广文法S‟#S#来获得。

五、附录（全部代码）：#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "string.h"#include "iostream.h"int analyze(); //对输入串的分析int isTerminator(char c); //判断字符c是否是终结符int getIndex(char c); //求字符c在算符优先关系表中的下标void printS(int j,int k,char *s); //打印s栈void firstvt(char c); //求非终结符c的first集void lastvt(char c); //求非终结符c的LASTVT集void relationTable(); //创建文法优先关系表char data[10][10]; //算符优先关系char s[50]; //模拟符号栈schar lable[30]; //文法终极符集char input[50]; //文法输入符号串char string[20][10]; //用于输入串的分析int k,j,r=0,r1;char a,q; char st[10][30]; //用来存储文法规则char first[10][10]; //文法非终结符first集char last[10][10]; //文法非终结符LASTVT集int fflag[10]={0}; //标志第i个非终结符的first集是否已求出int lflag[10]={0}; //标志第i个非终结符的LASTVT集是否已求出int main(){int i=0,j,k=0;printf("请输入文法规则（以#结束）\n");while(1) {scanf("%s",st[i++]); //存储文法规则，初始化first集和LASTVT集*/ if(strcmp(st[i-1],"#")==0)r=i-1;break;}first[i][0]=0; /*first[i][0]和last[i][0]分别表示st[i][0]非终极符的first集和LASTVT集中元素的个数*/last[i][0]=0;}for(i=0;i<r;i++) //判断文法是否合法{for(j=0;st[i][j]!='\0';j++){if(st[i][0]<'A'||st[i][0]>'Z'){printf("不是算符文法!\n");exit(-1);}if(st[i][j]>='A'&&st[i][j]<='Z'){if(st[i][j+1]>='A'&&st[i][j+1]<='Z'){printf("不是算符文法!\n");exit(-1);}}}}for(i=0;i<r;i++){for(j=0;st[i][j]!='\0';j++){if((st[i][j]<'A'||st[i][j]>'Z')&&st[i][j]!='-'&&st[i][j]!='>'&&st[i] [j]!='|')lable [k++]=st[i][j];}}lable[k]='#';lable[k+1]='\0';relationTable();printf("每个非终结符的FIRSTVT集为：\n"); //输出每个非终结符的for(i=0;i<r;i++) {printf("%c: ",st[i][0]);for(j=0;j<first[i][0];j++){printf("%c ",first[i][j+1]);}printf("\n");}printf("每个非终结符的LASTVT集为：\n"); //输出每个非终结符的LASTVT集for(i=0;i<r;i++){printf("%c: ",st[i][0]);for(j=0;j<last[i][0];j++){printf("%c ",last[i][j+1]);}printf("\n");}printf("算符优先分析表如下:\n");for(i=0;lable[i]!='\0';i++)printf("\t%c",lable[i]);printf("\n");for(i=0;i<k+1;i++){printf("%c\t",lable[i]);for(j=0;j<k+1;j++){printf("%c\t",data[i][j]);}printf("\n");}printf("请输入文法输入符号串:");scanf("%s",input);return analyze();}void relationTable(){char text[20][10];int i,j,k,t,l,x=0,y=0;int m,n;x=0;for(i=0;i<r;i++){firstvt(st[i][0]);lastvt(st[i][0]);}for(i=0;i<r;i++){text[x][y]=st[i][0];y++;for(j=1;st[i][j]!='\0';j++){if(st[i][j]=='|'){text[x][y]='\0';x++;y=0;text[x][y]=st[i][0];y++;text[x][y++]='-';text[x][y++]='>';}else{text[x][y]=st[i][j];y++;}}text[x][y]='\0';x++;y=0;}r1=x;printf("转化后的文法为:\n");for(i=0;i<x;i++)//输出转化后的文法规则串{printf("%s\n",text[i]);}for(i=0;i<x;i++)/*求每个终结符的推导结果(去掉"->" 后的转化文法，用于最后的规约)*/{string[i][0]=text[i][0];for(j=3,l=1;text[i][j]!='\0';j++,l++)string[i][l]=text[i][j];string[i][l]='\0';}for(i=0;i<x;i++){for(j=1;text[i][j+1]!='\0';j++){if(isTerminator(text[i][j])&&isTerminator(text[i][j+1])){m=getIndex(text[i][j]);n=getIndex(text[i][j+1]);data[m][n]='=';}if(text[i][j+2]!='\0'&&isTerminator(text[i][j])&&isTerminator(text[i][j+2])&&!isTerminator(text[i][j+1])) { //（终结符非终结符终结符）情形m=getIndex(text[i][j]);n=getIndex(text[i][j+2]);data[m][n]='=';}if(isTerminator(text[i][j])&&!isTerminator(text[i][j+1]))// (终结符a 非终结符A)a<first(A){for(k=0;k<r;k++){if(st[k][0]==text[i][j+1])break;}m=getIndex(text[i][j]);for(t=0;t<first[k][0];t++){n=getIndex(first[k][t+1]);data[m][n]='<';}}if(!isTerminator(text[i][j])&&isTerminator(text[i][j+1]))//(非终结符 A 终结符a )LASTVT(A)>a{for(k=0;k<r;k++){if(st[k][0]==text[i][j])break;}n=getIndex(text[i][j+1]);for(t=0;t<last[k][0];t++){m=getIndex(last[k][t+1]);data[m][n]='>';}}}}m=getIndex('#');for(t=0;t<first[0][0];t++)//#<first(开始符){n=getIndex(first[0][t+1]);data[m][n]='<';}n=getIndex('#');for(t=0;t<last[0][0];t++)//LASTVT(开始符)>#{m=getIndex(last[0][t+1]);data[m][n]='>';}data[n][n]='=';}void firstvt(char c)//求first集{int i,j,k,m,n; for(i=0;i<r;i++){if(st[i][0]==c)break;}if(fflag[i]==0){n=first[i][0]+1;m=0;do{if(m==2||st[i][m]=='|')//P->a... 则 a属于first(P){if(isTerminator(st[i][m+1])){first[i][n]=st[i][m+1];n++;}else{if(isTerminator(st[i][m+2]))//或P->Qa....则a属于first(P){first[i][n]=st[i][m+2];n++;}if(st[i][m+1]!=c) //如a属于first(Q)且P->Q 则a 属于first(P){firstvt(st[i][m+1]);for(j=0;j<r;j++){if(st[j][0]==st[i][m+1])break;}for(k=0;k<first[j][0];k++){int t;for(t=0;t<n;t++){if(first[i][t]==first[j][k+1])break;}if(t==n){first[i][n]=first[j][k+1];n++;}}}}}m++;}while(st[i][m]!='\0');first[i][n]='\0';first[i][0]=--n;fflag[i]=1;}}void lastvt(char c) //求LASTVT集{int i,j,k,m,n; for(i=0;i<r;i++){if(st[i][0]==c)break;}if(lflag[i]==0){n=last[i][0]+1;m=0;do{if(st[i][m+1]=='\0'||st[i][m+1]=='|')//P->.....a 则 a属于LASTVT(P){if(isTerminator(st[i][m])){last[i][n]=st[i][m];n++;}else{if(isTerminator(st[i][m-1]))//或P->....aQ则a属于LASTVT(P){last[i][n]=st[i][m-1];n++;}if(st[i][m]!=c)//如a属于LASTVT(Q)且P->Q 则a属于 LASTVT(P){lastvt(st[i][m]);for(j=0;j<r;j++){if(st[j][0]==st[i][m])break;}for(k=0;k<last[j][0];k++){int t;for(t=0;t<n;t++){if(last[i][t]==last[j][k+1])break;}if(t==n){last[i][n]=last[j][k+1];n++;}}}}}m++;}while(st[i][m]!='\0');last[i][n]='\0';last[i][0]=--n;lflag[i]=1;}}int analyze(){int i,j; int x,y; int z; //输入串的长度 k=1; s[k]='#'; //栈置初值for(i=0;input[i]!='\0';i++);//计算输入串的长度z=i--;i=0;while((a=input[i])!='\0'){if(isTerminator(s[k]))j=k;elsej=k-1;x=getIndex(s[j]);y=getIndex(a);if(data[x][y]=='>'){printS(1,k,s);printf("%c",a);printS(i+1,z,input);printf("规约\n");do{q=s[j];if(isTerminator(s[j-1]))j=j-1;else j=j-2;x=getIndex(s[j]);y=getIndex(q);}while(data[x][y]!='<');int m,n,N;for(m=j+1;m<=k;m++){for(N=0;N<r1;N++)for(n=1;string[N][n]!='\0';n++){if(!isTerminator(s[m])&&!isTerminator(string[N][n])){if(isTerminator(s[m+1])&&isTerminator(string[N][n+1])&&s[m+1]==string[N][n+1]){s[j+1]=string[N][0];break;}}else if(isTerminator(s[m]))if(s[m]==string[N][n]){s[j+1]=string[N][0];break;}}}k=j+1;if(k==2&&a=='#'){printS(1,k,s);printf("%c",a);printS(i+1,z,input);printf("结束\n");printf("输入串符合文法的定义！\n");return 1;//输入串符合文法的定义}}else if(data[x][y]=='<'||data[x][y]=='='){//移进printS(1,k,s);printf("%c",a);printS(i+1,z,input);printf("移进\n");k++;s[k]=a;i++;}else{printf("\nflase\n");return 0;}}printf("\nflase\n");return 0;}void printS(int j,int k,char *s) {int n=0; int i; for(i=j;i<=k;i++){printf("%c",s[i]);n++;}for(;n<15;n++) {printf(" ");}}int getIndex(char c) //求字符c在算符优先关系表中的下标{int i;for(i=0;lable[i]!='\0';i++){if(c==lable[i])return i;}return -1;}int isTerminator(char c) //判断字符c是否是终极符{int i;for(i=0;lable[i]!='\0';i++){if(c==lable[i])return 1;}return 0;}六、实验者自评（主要从实验态度、方法、效果上给一个客观公正的自我评价）这次实验编写了两个词法分析方法的程序，但是在LL（1）分析器的编写中我只达到了最低要求，就是自己手动输入的select集，first集，follow集然后通过程序将预测分析表构造出来了，并且没有做出对输入串的分析。