计算机理论导引实验报告2-上下文无关文法(CFG)

HUNAN UNIVERSITY计算理论导引实验报告题目：上下文无关文法（CFG）学生姓名：学生学号：专业班级：计算机科学与技术2班上课老师：实验日期：2014-1-5一、实验目的 (2)二、实验内容.......................................................................................... 错误！未定义书签。

三、实验代码.......................................................................................... 错误！未定义书签。

四、测试数据以及运行结果 (9)五、实验感想 (13)一、实验目的1、掌握上下文无关文法概念。

2、掌握用动态规划算法验证某个字符串w是否属于某上下文无关文法。

二、实验内容对于任意给定的一个上下文无关文法，并对任意字符串w, 用动态规划算法判断是否有w∈L(G)。

编写一个算法/程序，对于给定的输入<G,w>，可以在多项式时间内判定ACFG。

三、实验代码#include <iostream.h>// 第一类规则，即规则右边只含有两个变元class Regular_1{public:int left;int right_1;int right_2;};// 第二类规则，即规则右边只含有一个终结符或者空class Regular_2{public:int left;int right;};// 表格类，用来存放中间数据class Table{public:int size; // 表格的行和列的数量，与输入长度相同int num_v; // 表格中每个单元格最多含有的数量大小，与cfg的变元数量相同int ***value; // 用来存放数据的三元数组Table(int num_v,int num_w); // 构造函数，参数指定输入字符串的长度以及cfg变元的数量~Table(); // 析构函数void SetValue(int i,int j,int num); // 向表格第i行j列追加数据numbool CheckValue(int i,int j,int num); // 检查表格第i行j列是否含有数据num，含有则返回true，否则返回falsevoid Print(); // 打印表格的内容};Table::~Table(){if(value)delete value;}void Table::SetValue(int i,int j,int num){int *p=value[i][j];// 寻找追加数据的位置while((*p)!=-1){p++;}*p=num;}bool Table::CheckV alue(int i,int j,int num) {int *p=value[i][j];while((*p)!=-1){if((*p)==num)return true;p++;}return false;}Table::Table(int num_v,int num_w){size=num_w;this->num_v=num_v;value=new int**[num_w];// 给value动态分配，并将初值设为-1for(int i=0;i<num_w;i++){value[i]=new int*[num_w];for(int j=0;j<num_w;j++){value[i][j]=new int[num_v];for(int k=0;k<num_v;k++){value[i][j][k]=-1;}}}}void Table::Print(){int i,j,k;cout<<"---------------打印表格内容------------------"<<endl;if(size==0){cout<<"表格为空"<<endl;return;}cout<<"表格内容如下:"<<endl;for(i=0;i<size;i++){for(j=0;j<size;j++){cout<<"table["<<i<<"]["<<j<<"]:";for(k=0;k<num_v;k++){if(this->value[i][j][k]==-1)break;elsecout<<this->value[i][j][k]<<" ";}cout<<endl;}}}class CFG{public:int num_v;int num_e;Regular_1* r1;Regular_2* r2;int start_v;bool Go(int *w);CFG();~CFG();};CFG::CFG(){cout<<endl<<"------------CFG构造函数----------"<<endl;int num_r1,num_r2;int i,j,k;cout<<"----------------------"<<endl<<"变元总数：";cin>>num_v;cout<<"终结符总数:";cin>>num_e;cout<<"----------------------"<<endl<<"第一类规则总数（规则右边为变元）：";cin>>num_r1;r1=new Regular_1[num_r1+1];cout<<"----------------------"<<endl;cout<<"在下面的输入中注意：变元编号以及终结符编号从0开始"<<endl;cout<<"----------------------"<<endl;for(i=0;i<num_r1;i++){cout<<"第"<<i<<"条规则的三个变元的编号依次为(以空格隔开)：";cin>>r1[i].left>>r1[i].right_1>>r1[i].right_2;}r1[i].left=-1;cout<<"----------------------"<<endl<<"第二类规则总数（规则右边为终结符或空）：";cin>>num_r2;r2=new Regular_2[num_r2+1];for(i=0;i<num_r2;i++){cout<<"第"<<i<<"条规则的变元的编号和终结符编号（空以-1表示）依次为(以空格隔开)：";cin>>r2[i].left>>r2[i].right;}r2[i].left=-1;cout<<"----------------------"<<endl<<"起始变元的编号为:";cin>>start_v;}CFG::~CFG(){if(r1)delete r1;if(r2)delete r2;}bool CFG::Go(int *w){bool result=false;Regular_1 *p1=r1;Regular_2 *p2=r2;int len_w=0;int *p=w;// 获取输入长度while(*p!=-1){len_w++;p++;}p=w;Table t(num_v,len_w);int i,j,k,l;cout<<"-----------开始运行-----------"<<endl;if(w[0]==-1){cout<<"-------------------------------"<<endl;cout<<"检查发现输入为空..."<<endl;while((*p2).left!=-1){if((*p2).left==start_v&&(*p2).right==-1){cout<<"检查到起始变元到空的规则..."<<endl;cout<<"运行完毕！结果为：接受!"<<endl;cout<<"----------------------"<<endl;result=true;return result;}p2++;}cout<<"未发现从起始变元到空的派生。

"<<endl;cout<<"运行完毕，结果为：拒绝"<<endl;cout<<"----------------------"<<endl;return false;}p2=r2;i=0;cout<<"-------------------------------"<<endl;cout<<"开始从头到尾扫描，将某些变元放入对应的对角线上的表格中："<<endl;while(*p!=-1){while((*p2).left!=-1){if((*p2).right==*p){cout<<"由于变元"<<(*p2).left<<"派生"<<"终结符"<<*p<<",故将其放入表格的"<<i<<"行"<<i<<"列"<<endl;t.SetValue(i,i,(*p2).left);}p2++;}p2=r2;p++;i++;}p=w;cout<<"-------------------------------"<<endl;cout<<"开始依次向表格的某些单元格添加数据..."<<endl;for(l=2;l<=len_w;l++){for(i=0;i<len_w-l+1;i++){j=i+l-1;for(k=i;k<=j-1;k++){while((*p1).left!=-1){if(t.CheckValue(i,k,(*p1).right_1)&&t.CheckValue(k+1,j,(*p1).right_2)){cout<<"table("<<i<<","<<k<<")中含有变元"<<(*p1).right_1<<"而且table("<<k+1<<","<<j<<")中含有"<<(*p1).right_2;cout<<",因此将变元"<<(*p1).left<<"放入table("<<i<<","<<j<<")中"<<endl;t.SetValue(i,j,(*p1).left);}p1++;}p1=r1;}}}t.Print();if(t.CheckValue(1,len_w-1,start_v)){cout<<"起始变元"<<start_v<<"在talbe(0,"<<len_w-1<<")中"<<endl;cout<<"运行完毕！结果为：接受!"<<endl;cout<<"----------------------"<<endl;return true;}else{cout<<"起始变元"<<start_v<<"在不在talbe(0,"<<len_w-1<<")中"<<endl;cout<<"运行完毕！结果为：拒绝!"<<endl;cout<<"----------------------"<<endl;return false;}}main(){cout<<"------------CFG是P成员判定程序----------"<<endl;CFG c;while(true){int *w;int len_w;cout<<"----------------------"<<endl<<"输入w的长度：";cin>>len_w;w=new int[len_w+1];if(len_w==0)cout<<"----------------------"<<endl;elsecout<<"依次输入w的内容的编号（以空格隔开）:";for(int i=0;i<len_w;i++){cin>>w[i];}w[i]=-1;c.Go(w);cout<<"验证其它字符串？（Y/N）";char c;cin>>c;if(c=='N')return;}}四、测试数据以及运行结果CFG描述如下：S->RTR->TR|aT->TR|b在该CFG下面测试输入w1=baba和w2=ababb测试结果如下：五、实验感想拿到这个题首先有些无从下手，感觉任务挺艰巨的。