實驗一文法產生語言

一、實驗目的

掌握文法的表示方式，理解文法產生語言的過程，並理解有窮文法產生無窮語言。

二、實驗內容

1.文法的存儲
可以使用兩種存儲方式：程序方式和文件方式；
程序方式是指將文法的四元組固定保存在程序中，即一個程序處理一個文法。
文件方式是指將文法的四元組用文本方式存儲，並定義格式，相應程序可以處理任意文法。

2.文法的表示
例如四元式表示：采用字符數組表示字母表和變量表，字符表示開始符號，字符串表示產生式組。（產生式符號向右箭頭沒有可以用“->”表示）

3.句子的產生
根據給定句子長度L生成所有長度不超過L的句子。

核心不詳細步驟

首先理解：文法👇：一個四元組（變量，終結字符，產生式，開始字符）

主要就是理解“遞歸”

文法產生句子的遞歸程序的框架：

寫了偽代碼，盡量通過閱讀 “每一行的代碼注釋，來理解每一行代碼內容。”

開始時，句子是文法的開始符號

然后遞歸程序，主要就是下面三部分：

1.遞歸出口1(句子不合法時，即句子長度大於給定長度L時，結束遞歸)；
2.遞歸出口2(句子長度等於L時，檢查句子合法性，如果合法輸出句子，如果不合法就繼續嘗試dfs當前句子，再結束遞歸) ；
3.遞歸核心(替換句子中的非終結符變量)：使用每個非終結符變量對應的產生式，替換當前句子中的非終結符變量

看程序前，畫了個圖，可以結合代碼看👇


//調用遞歸程序
dfs(文法的開始符);

replace()//自己編寫的函數，用於把當前sentence句子中的 "非終結符變量"，每次使用對應的一個產生式來替換 
check()//自己編寫的函數，用於檢查這個句子是否合法(合法的判斷條件是: 當前句子不存在非終結符變量了);

//文法產生句子 "偽偽"代碼
void dfs(string sentence){
	
	//1.遞歸出口1 
	if(sentence.length() > L) { //遞歸出口: 當句子的長度>L時 直接return 結束這一層遞歸,就是不往下替換非終結符了 
		return; //return 就是結束遞歸,返回上一層 
	}
	
	//2.遞歸出口2 可能滿足我們要找的句子條件
	if(sentence.length() == L){
		if( check() == true ){ //check()是自己編寫的函數,用於檢查這個句子是否合法(合法的判斷條件是: 當前句子不存在非終結符變量了);
			//如果滿足句子合法 執行下面語句 
			print(sentence)// 輸出當前的合法句子 
			return; //當前句子全是終結符了,無需再用非終結符替換了; 直接return 結束這一層遞歸,就是不往下替換非終結符了 
		}
	}
	
	//3.核心: 替換句子中的非終結符變量部分 
	for(int i=0;i<sentence.length();i++){ //遍歷當前的句子
		if( sentence[i] 是 非終結符){
			for( 遍歷sentence[i]這個變量的每一個產生式){
				string newSentence = replace(sentence[i]非終結符變量,產生式右端) //把當前sentence句子中的 "非終結符變量"，每次使用一個產生式來替換 
				dfs(newSentence) //遞歸新的句子 
			}
		}
	}
}

下面正式寫代碼了

##1-1.文法存儲，面向對象編程，Grammer類 ###其實不需要按照我這樣，只使用數組存儲，也可以的;使用集合、map映射是為了在查找的時候更加簡便；如果只用數組存就只能暴力的遍歷查找不優雅。 Java中遍歷集合的方法(List集合、Set集合和Map集合) 使用set集合(HashSet)存儲“變量集合” 使用set集合(HashSet)存儲“終結符集合” 使用map雙列映射(HashMap)存儲（產生式左端,產生式右端的集合）映射。“ (key:value)鍵值對,其中‘產生式左端’是key，產生式右端的集合是‘value’ ” 代碼如下👇 ![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1454456/201912/1454456-20191206075213664-1970935508.png)