【實驗目的】
通過完成預測分析法的語法分析程序，了解預測分析法和遞歸子程序法的區別和聯系。使了解語法分析的功能，掌握語法分析程序設計的原理和構造方法，訓練掌握開發應用程序的基本方法。
【實驗內容】
u 根據某一文法編制調試 LL （ 1 ）分析程序，以便對任意輸入的符號串進行分析。
u 構造預測分析表，並利用分析表和一個棧來實現對上述程序設計語言的分析程序。
u 分析法的功能是利用LL（1）控制程序根據顯示棧頂內容、向前看符號以及LL（1）分析表，對輸入符號串自上而下的分析過程。
【設計思想】
（1）定義部分：定義常量、變量、數據結構。
（2）初始化：設立LL(1)分析表、初始化變量空間（包括堆棧、結構體、數組、臨時變量等）；
（3）控制部分：從鍵盤輸入一個表達式符號串；
（4）利用LL(1)分析算法進行表達式處理：根據LL(1)分析表對表達式符號串進行堆棧（或其他）操作，輸出分析結果，如果遇到錯誤則顯示錯誤信息。
【實驗要求】
（1）編程時注意編程風格：空行的使用、注釋的使用、縮進的使用等。
（2）如果遇到錯誤的表達式，應輸出錯誤提示信息。
代碼：
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#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
#include<vector>
#include<stack>
#include<set>
#include<cstring>
using
namespace
std;
map<
char
,
int
>getnum;
char
text[100];
//獲得對應字符
vector<
string
>proce;
int
table[100][100];
//預測分析表
int
num = 0;
int
numvt = 0;
//numvt是終結符集合，0是'#'，numvt表空字
string
first[100];
string
follow[200];
void
readin()
{
memset(table, -1,
sizeof
(table));
getnum[
'#'
] = 0;
text[0] =
'#'
;
cout <<
"請輸入所有的終結符："
<< endl;
char
x;
do
{
cin >> x;
getnum[x] = ++num;
text[num] = x;
}
while
(cin.peek() !=
'\n'
);
numvt = ++num;
getnum[
'@'
] = numvt;
//kong zi
text[num] = (
'@'
);
cout <<
"請輸入所有非終結符："
<< endl;
do
{
cin >> x;
getnum[x] = ++num;
text[num] = x;
}
while
(cin.peek() !=
'\n'
);
cout <<
"輸入產生式集合（空用'@'表示）,以'end'結束:"
<< endl;
string
pro;
while
(cin >> pro&&pro !=
"end"
)
{
string
ss;
ss += pro[0];
for
(
int
i = 3; i<pro.size(); i++)
{
if
(pro[i] ==
'|'
)
{
proce.push_back(ss);
ss.clear(); ss += pro[0];
}
else
{
ss += pro[i];
}
}
proce.push_back(ss);
}
}
void
jiaoji(
string
&a,
string
b)
//a=a or b 取a,b交集賦值給a
{
set
<
char
>se;
for
(
int
i = 0; i<a.size(); i++)
se.insert(a[i]);
for
(
int
i = 0; i<b.size(); i++)
se.insert(b[i]);
string
ans;
set
<
char
>::iterator it;
for
(it = se.begin(); it != se.end(); it++)
ans += *it;
a = ans;
}
string
get_f(
int
vn,
int
& has_0)
//dfs:vn能推出的不含空字的vt集合，並且判斷vn能否推出空字
{
if
(vn == numvt)has_0 = 1;
if
(vn<numvt)
return
first[vn];
string
ans;
for
(
int
i = 0; i<proce.size(); i++)
{
if
(getnum[proce[i][0]] == vn)
ans += get_f(getnum[proce[i][1]], has_0);
}
return
ans;
}
void
getfirst()
{
for
(
int
i = 1; i <= numvt; i++)
//終結符，first集是其本身。
{
first[i] += (
'0'
+ i);
}
for
(
int
j = 0; j<proce.size(); j++)
//掃描所有產生式
{
int
k = 0;
int
has_0 = 0;
//k掃瞄該產生式
do
{
has_0 = 0;
k++;
if
(k == proce[j].size())
//推到最后一個了，則附加空字
{
first[getnum[proce[j][0]]] += (
'0'
+ numvt);
break
;
}
//合並之
jiaoji(first[getnum[proce[j][0]]], get_f(getnum[proce[j][k]], has_0));
}
while
(has_0);
//到無法推出空字為止
}
}
void
print_first()
{
cout <<
"first集:"
<< endl;
for
(
int
i = 1; i <= num; i++)
{
cout <<
"first ["
<< text[i] <<
"]: "
;
for
(
int
j = 0; j<first[i].size(); j++)
cout << text[first[i][j] -
'0'
] <<
" "
;
cout << endl;
}
cout << endl;
}
void
getfollow()
{
jiaoji(follow[getnum[proce[0][0]]],
"0"
);
//先添加'#'；
for
(
int
j = 0; j<proce.size(); j++)
//掃所有產生式
{
for
(
int
jj = 1; jj<proce[j].size(); jj++)
//每個非終結符的follow集
{
if
(getnum[proce[j][jj]] <= numvt)
continue
;
//vt無follow集
int
k = jj;
int
has_0;
do
{
has_0 = 0;
k++;
if
(k == proce[j].size())
//都能推出空字，follow集=產生式左邊的vn，
{
jiaoji(follow[getnum[proce[j][jj]]], follow[getnum[proce[j][0]]]);
break
;
}
jiaoji(follow[getnum[proce[j][jj]]], get_f(getnum[proce[j][k]], has_0));
}
while
(has_0);
}
}
}
void
gettable()
//得預測分析表
{
for
(
int
i = 0; i<proce.size(); i++)
//掃所有產生式
{
if
(proce[i][1] ==
'@'
)
//直接推出空字的，特判下（follow集=產生式左邊的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
(temps[j] != (
'0'
+ numvt))
{
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)
//由對應下標獲得對應產生式。
{
if
(i<0)
return
" "
;
//無該產生式
string
ans;
ans += proce[i][0];
ans +=
"->"
;
for
(
int
j = 1; j<proce[i].size(); j++)
ans += proce[i][j];
return
ans;
}
void
print_table()
{
cout <<
"預測分析表："
<< endl;
for
(
int
i = 0; i<numvt; i++)
cout <<
'\t'
<< text[i];
cout << endl;
for
(
int
i = numvt + 1; i <= num; i++)
{
cout << text[i];
for
(
int
j = 0; j<numvt; j++)
{
cout <<
'\t'
<< get_proce(table[i][j]);
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
void
print_follow()
{
cout <<
"follow集："
<< endl;
for
(
int
i = numvt + 1; i <= num; i++)
{
cout <<
"follow ["
<< text[i] <<
"]: "
;
for
(
int
j = 0; j<follow[i].size(); j++)
cout << text[follow[i][j] -
'0'
] <<
" "
;
cout << endl;
}
cout << endl;
}
string
word;
bool
analyze()
//總控，分析字word的合法性，若合法，輸出所有產生式。
{
stack<
char
>sta;
sta.push(
'#'
); sta.push(proce[0][0]);
int
i = 0;
while
(!sta.empty())
{
int
cur = sta.top();
sta.pop();
if
(cur == word[i])
//是終結符，推進
{
i++;
}
else
if
(cur ==
'#'
)
//成功，結束
{
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--)
//逆序入棧
{
if
(proce[k][j] !=
'@'
)
sta.push(proce[k][j]);
}
}
else
//失敗！
{
return
0;
}
}
return
1;
}
int
main()
{
readin();
getfirst();
getfollow();
getfollow();
gettable();
print_first();
print_follow();
print_table();
cout <<
"請輸入字："
<< endl;
cin >> word;
if
(analyze())
cout <<
"succeed!該字有效，所用產生式如上。"
<< endl;
else
cout <<
"error!"
<< endl;
return
0;
}
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運行截圖：
