1. Experimental content and requirements
- First read the grammar to be analyzed from the keyboard, and the program automatically constructs the FIRST, FOLLOW set and SELECT set to judge whether it is LL (1) grammar.
The parse grammar is G[E]:
（0）E→ THE'
（1）E'→ +TE'
（2）E’→ε
（3）T→ FT’
（4）T’→ *FT’
（5）T’→ε
（6）F→ (E)
（7）F→a
- If it conforms to the LL (1) grammar, the program automatically constructs the LL (1) analysis table;
- The algorithm judges whether the given input symbol string a*(a+a) is a sentence pattern of the grammar.
2. Experiment code
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<vector>
#include<string>
#include<stack>
#include<map>
#include<iomanip>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include <bits/ios_base.h>
using namespace std;
map<char,int>getnum;
vector<char>getzf;
vector<string>proce(10);
vector<string>first(20);
vector<string>follow(20);
int table[100][100]; //预测分析表
int num;
int numv;//终结符的数量-1
char j[2];
//读取终结符、非终结符与产生式
void read()
{
char c;
int i=0;
int n=0;
cout<<"******************************LL(1)语法分析****************************"<<endl;
cout<<"注意：E'用H代替，T‘用J代替，空串用@代替 "<<endl;
cout<<"请输入产生式的集合（空用'@'表示）,输入一条产生式后换行，最后以'end'结束:"<<endl;
string ss;
string dd;
int j=0;
int y=0;
while(cin>>ss&&ss!="end")
{
dd.clear();
dd+=ss[0];
proce[j]+=dd;
for(i=3;i<ss.length();i++)
{
if(ss[i]!='|'){
dd.clear();
dd+=ss[i];
proce[j]+=dd;
}
else{
dd.clear();
dd+=ss[0];
dd+=ss[++i];
proce[++j]+=dd;
}
}
j++;
}
getnum['#']=0;//#代表结束标志
// getzf[0]='#';没有定义数组大小的时候这样输入是错误的
getzf.push_back('#');
//终结符压栈
for(int i=0;i<proce.size();i++)
{
for(int k=0;k<proce[i].length();k++)
{
if(proce[i][k]!='-'&&proce[i][k]!='|')
{
if(proce[i][k]<64||proce[i][k]>90)
{
for( y=0;y<getzf.size();y++){
if(proce[i][k]==getzf[y])
break;
}
if(y==getzf.size()&&k!=2){//这里让k!=2是不让第三位置的>进去
getnum[proce[i][k]]=++n;
getzf.push_back(proce[i][k]);
}
}
}
}
}
getnum['@']=++n;
numv=n;//终结符的数量等于当前n的值
getzf.push_back('@');
//非终结符压栈
for(int i=0;i<proce.size();i++)
{
for(int k=0;k<proce[i].length();k++)
{
if(proce[i][k]!='-'&&proce[i][k]!='|'&&proce[i][k]!='>')
{
if(proce[i][k]>64&&proce[i][k]<91)
{
for( y=0;y<getzf.size();y++){
if(proce[i][k]==getzf[y])
break;
}
if(y==getzf.size()){
getnum[proce[i][k]]=++n;
num=n;//终结符加非终结符的数量等于当前i的值
getzf.push_back(proce[i][k]);
}
}
}
}
}
}
//给终结符的first数组赋值
void get_firstT()
{
int i;//不能在下面int
//先给终结符的first数组赋值
for( i=1;i<=numv;i++)
{
itoa(i,j,10);
first[i]=j;//之前写的是first[i].push_back(j[0])是错的，字符串数组的输入不需要加下标,且如果是j[0]一个字符不能装到一个字符串当中去
}
}
//给非终结符的first数组赋值
string get_firstF(int *a)
{//犯了一个错误，下面的a没有加*
for(int i=0;i<proce.size();i++)
{
if(getnum[proce[i][0]]==*a)
{
if(getnum[proce[i][1]]<=numv)
{
itoa(getnum[proce[i][1]],j,10);
first[*a]+=j;
}
else
{
//first[getnum[proce[i][0]]].clear();
first[getnum[proce[i][0]]]=get_firstF(&getnum[proce[i][1]]);
}
}
}
return first[*a];
}
//求follow集
void get_follow(int *a){
//犯了一个错误，以stirng开头但是没有返回值
int i,j1;
int flag=0;
for(i=0;i<proce.size();i++)
{
for(j1=1;j1<proce[i].length();j1++)
{
if(getnum[proce[i][j1]]==*a)//这地方应该是j1我写成了k
{
if(j1==proce[i].length()-1)
{
if(getnum[proce[i][j1]]!=getnum[proce[i][0]])
follow[*a]+=follow[getnum[proce[i][0]]];
}
else
{
if(getnum[proce[i][j1+1]]<=numv)
{
itoa(getnum[proce[i][j1+1]],j,10);
follow[*a]+=j;
}
else
{
for(int jj=0;jj<first[getnum[proce[i][j1+1]]].size();jj++)
{
if(atoi(&first[getnum[proce[i][j1+1]]][jj])==numv)//等于空时
follow[*a]+=follow[getnum[proce[i][0]]];
else
follow[*a]+=first[getnum[proce[i][j1+1]]][jj];
}
flag=1;//标志位，如果已经找到*a后面的非终结符就可以停止了
}
}
}
}
if(flag==1) break; //停止寻找
}
}
//求预测分析表
void get_table()
{
memset(table,-1,sizeof(table));//刚开始tableM没有初始化，导致本该是空格的地方出现E->TA
for(int i=0;i<proce.size();i++) //扫所有产生式
{
if(proce[i][1]=='@') //直接推出空字的，特判下（follow集=产生式左边的vn中元素填）
{
string flw=follow[getnum[proce[i][0]]];
for(int k=0;k<flw.size();k++)
{
table[getnum[proce[i][0]]][flw[k]-'0']=i;
}
}
string temps=first[getnum[proce[i][1]]];
for(int j=0;j<temps.size();j++) //考察first集
{
if(atoi(&temps[j])!=numv)
{
// table[getnum[proce[i][0]]][atoi(&temps[j])]=i;//atoi不能这么用，他表示的是从当前位一直到末位
table[getnum[proce[i][0]]][temps[j]-'0']=i;
}
else //有空字的，考察follw集
{
string flw=follow[getnum[proce[i][1]]];
for(int k=0;k<flw.size();k++)
{
table[getnum[proce[i][0]]][flw[k]-'0']=i;
}
}
}
}
}
//由对应下标获得对应产生式
string get_proce(int i)
{
if(i<0)return " "; //无该产生式
string ss;
ss+=proce[i][0];
ss+="->"; //把->要加上
for(int j=1;j<proce[i].size();j++)
ss+=proce[i][j];
return ss;
}
//输出预测分析表
void print_table()
{
cout<<"该文法对应的预测分析表如下："<<endl;
cout<<"________________________________________________________"<<endl;
for(int i=0;i<numv;i++)
cout<<'\t'<<getzf[i];
cout<<endl;
for(int i=numv+1;i<=num;i++)
{
cout<<endl<<"________________________________________________________"<<endl;
cout<<getzf[i];
for(int j=0;j<numv;j++)
{
cout<<'\t'<<get_proce(table[i][j])<<"";
}
}
cout<<endl<<"________________________________________________________"<<endl;
cout<<endl;
}
//打印栈中元素
void print_stack(stack<char>sta){
int length=sta.size();//栈中元素数目
vector<char>temp;
for(int i=0;i<length;i++){
//cout<<sta.top();
temp.push_back(sta.top());
sta.pop();
}
for(int j=length-1;j>=0;j--){
cout<<temp[j];
}
cout<<"\t\t";
}
//打印判定串的当前元素
void print_string(string str,int index){
int length=str.size();
for(int i=index;i<length;i++){
cout<<str[i];
}
cout<<'#';
cout<<"\t\t";
}
//分析word符号串的合法性(关键)
string word;
bool analyze()
{
stack<char>sta;//分析栈
sta.push('#'); //#最先进栈
sta.push(proce[0][0]);//将开始符压入分析栈中进行初始化
int i=0;
int count=1;//步骤计数
printf("步骤\t\t分析栈\t\t判定串\t\t使用规则\n");//表头
while(!sta.empty())
{
cout<<count<<"\t\t";
print_stack(sta);//打印当前分析栈
print_string(word,i);//打印当前判定串
int cur=sta.top();//取出分析栈的栈顶元素
sta.pop();
if(cur==word[i]) //如果分析栈的栈顶元素与判定串的第一个元素相同（即是终结符的话），则匹配成功，分析栈弹出栈顶元素
{
i++;
printf("匹配出栈\n");
}
else if(cur=='#') //如果分析栈的栈顶元素为#则表面分析结束
{
return 1;
}
else if(table[getnum[cur]][getnum[word[i]]]!=-1) //查找对应的预测分析表
{
int k=table[getnum[cur]][getnum[word[i]]];
cout<<proce[k][0]<<"->";
for(int j=1;j<proce[k].size();j++)
cout<<proce[k][j];
cout<<endl;
//将使用的产生式逆序加入分析栈中，以取代上一个出栈的元素
for(int j=proce[k].size()-1;j>0;j--)
{ if(proce[k][j]!='@')
sta.push(proce[k][j]);
}
}
else
{
return 0;
}
count++;
}
return 1;
}
//输入待判断的符号串
void scanf()
{
cout<<"请输入待判定的符号串：";
cin>>word;
cout<<"判断分析表如下："<<endl;
if(analyze())
cout<<endl<<"综上：该符号串有效，是该文法的句型！"<<endl;
else
cout<<endl<<"出错，该符号串不是该文法的句型！"<<endl;
}
int main()
{
int k;
int j;
read();
//终结符的first集
get_firstT();
//非终结符的first集
for(k=numv+1;k<=num;k++) //犯了一个错误，numv的位置写成7
{
get_firstF(&k);
}
follow[numv+1]+='0'; //这地方加的是0而不是#
for(k=numv+1;k<=num;k++) //犯了一个错误，numv的位置写成7
{
get_follow(&k);
}
cout<<endl;
get_table();
print_table();
scanf();
return 0;
}
/*测试数据：
注意：E'用H代替，T‘用J代替，空串用@代替
E->TH
H->+TH
H->@
T->FJ
J->*FJ
J->@
F->(E)
F->a
end
*/
3. Experimental results
END.