一、实验目的
设计一个非递归预测分析器，实现对表达式语言的分析，理解自上而下语法
分析方法的基本思想，掌握设计LL（）文法分析程序设计的基本原理和方法。
根据给定LL（1）分析表，输入一个句子，能由依据LL（1）分析表输出与
句子对应的语法树。能对语法树生成过程进行模拟。
二、实验原理与内容
2.1实验内容:
通过本实验，应达到的目的：
（1）使学生掌握LL（1)模块的基本工作原理；
（2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法；
（3)使学生掌握LL（1）的调试；
(4)培养学生分析、解决问题的能力。
2.2实验原理
LL(1)分析法属于确定的自顶向下分析方法。LL(1)的含义是：第一个L表明自顶向下分析是从左向右扫描输入串，第2个L表明分析过程中将使用最左推导，1表明只需向右看一个符号便可决定如何推导，即选择哪个产生式（规则）进行推导。
（1)LL(1）文法的判别需要依次计算FIRST集、FOLLOW集和SELLECT集，然后判断是否为LL(1)文法，最后再进行句子分析。
（2）需要预测分析器对所给句型进行识别。即在LL（1)分析法中，每当在符号栈的栈顶出现非终极符时，要预测用哪个产生式的右部去替换该非终极符；当出现终结符时，判断其与剩余输入串的第一个字符是否匹配，如果匹配，则继续分析，否则报错。LL(1)分析方法要求文法满足如下条件：对于任一非终极符A的两个不同产生式A→a，A→β，都要满足下面条件：SELECT(A→a）n SELECT(A→p)=O
三、实验结果
四、代码实现
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<vector>
#include<string>
#include<stack>
#include<map>
#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];
void read() { //读终结符、非终结符、产生式
char c;
int i = 0;
int n = 0;
cout << "输入产生式集合（空字用‘@’表示）,输入一条后换行，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]);
}
}
}
}
}
}
void get_firstT() { //给终结符的first数组赋值
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
}
}
string get_firstF(int *a) { //给非终结符的first数组赋值
//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];
}
void get_follow(int *a) { //得到follow集
//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
}
}
void get_table() { //得预测分析表
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;
}
}
}
}
}
string get_proce(int i) { //由对应下标获得对应产生式
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;
}
void print_table() { //输出预测分析表
cout << "预测分析表：" << 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;
}
string word;
bool analyze() { //分析word的合法性，若合法，输出所有产生式
stack<char>sta;
sta.push('#'); //#最先进栈
sta.push(proce[0][0]);
int i = 0;
while (!sta.empty()) {
int cur = sta.top();
sta.pop();
if (cur == word[i]) { //是终结符的话找下一个
i++;
} else if (cur == '#') { //遇到#结束
return 1;
} else if (table[getnum[cur]][getnum[word[i]]] != -1) { //查表
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;
for (int j = proce[k].size() - 1; j > 0; j--) { //逆序入栈
if (proce[k][j] != '@')
sta.push(proce[k][j]);
}
} else {
return 0;
}
}
return 1;
}
void scanf() { //输入字
cout << "请输入字：" << endl;
cin >> word;
if (analyze())
cout << "该字有效，所用产生式如上!" << endl;
else
cout << "出错了!" << 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;
}
