1. 実験内容と要件
- まず解析したい文法をキーボードから読み込むと、プログラムが自動的にFIRST、FOLLOW集合、SELECT集合を構築し、LL(1)文法かどうかを判定します。
解析文法は G[E] です。
（0）え→THE'
（1）E'→ +TE'
（2）E'→ε
（3）T→FT'
（4）T'→ *FT'
（5）T'→ε
（6）F→（E）
（7）F→a
- LL(1) 文法に準拠している場合、プログラムは自動的に LL(1) 解析テーブルを構築します。
- このアルゴリズムは、与えられた入力記号列 a*(a+a) が文法の文型であるかどうかを判定します。
2. 実験コード
#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. 実験結果
終わり。