编译原理 实验一(高级语言及其文法)

环境：windows 11      编译器：devc++ 5.11

注意，实验有借鉴部分！！！！

一.实验目的与要求

1.使用C、C++完成任务的程序编写；

2.使用实验所提供的模板撰写实验报告，要求内容详实，有具体的设计描述、关键的 代码片段、及实验结果屏幕截图；

二.实验内容与方法

文法（Grammar）是描述高级语言语法结构的重要工具。定义任意的文法G，需要完成 对其四元组（V,T,P,S）的定义（课本P33）。在该实验中，请制定文法文件的具体组 织形式、编程完成对文法文件的读取、并完成对文法的分类。该实验具体包含以下两个 任务：

1.任务一：文法的定义及读取 现规定文法由Grammar.txt文件保存，请制定文法文件的具体存储格式。如文法 G={{S,A,B,C}, {a,b,c}, {S->ABC,A->a,B->b,C->c}, S}在Grammar.txt文件中可由以下方 式描述并存储：

--------------------------------------------------

S,A,B,C

a,b,c

S->ABC,A->a,B->b,C->c

S

--------------------------------------------------

文法的文本形式可根据自己需要自由定义，在此基础上，编程实现对任意文法文件的读 取。 2. 任务二：文法的分类 根据Chomsky的文法体系分类（课本P40），文法分为四大种类。请在任务一的基础 上，编程实现对Grammar.txt中存储的文法进行分类，自动判断其所属类别。例如任务 一中所给出的文法G应被判定为2型文法，即上下文无关文法。请设计分类方法，并设 计四类不同的测试文法测试分类结果的正确性。 每类文法最少两个案例，每个文法最 少有四个产生式。需要有文法包含ε为终结符。

下面是文法的定义：

0型文法

想要判断一个文法是否为0型文法，只需要判断左侧非空即可。

1型文法

首先1型文法必须是0型文法

1型文法除了α→εα→ε这一个特例外，其他情况都满足ββ的长度大于αα的长度

2型文法

首先2型文法必须是1型文法

2型文法左边必须是一个非终结字符

3型文法

首先3型文法必须是2型文法

3型文法必须是线性文法

先判断是不是3型文法

三.实验步骤与过程

实验一：

首先创建txt文件Grammar.txt文件内部有:

G={{S,A,B,C}, {a,b,c}, {S->ABC,A->a,B->b,C->c}

已经有的文法。

然后编写程序读这个txt文件，其中afile是输入文件，bfile文件是输出文件。

这里先做两个判断：判断是否有文件：

之后开始一行一行读取afile的字符串

字符串读取完成之后，开始进行括号的匹配：

左右括号匹配计数之后，进行分析：

循环对应每个括号，之后读出括号之中的字符串并输出到新的数组之中：

之后开始拼接字符串

拼接字符串完成之后，在新的txt文件中进行输出：

结果图：

第二题：

先进行初始化

VT的对应的符号进行统计下标位置的操作。

下面是先记录大于号和逗号下标的记录：

下标记录完成之后，统计在大于号的逗号之间的位置，方便之后分离vn和vt

然后将分离好的vt读入容器中：

注意判断当有“|”的时候，要将它去掉，防止后面影响判断。

然后可以选择将vt输出为字符串。

之后就是vn的分离操作

先记录“-”减号的位置

在已经知道“，”逗号的前提下，可以分离出vn然后将其加入容器

之后选择将vn合成为字符串

然后就可以进行文法分析了。

定义一个结构体：

下面是文法的定义：

0型文法

想要判断一个文法是否为0型文法，只需要判断左侧非空即可。

1型文法

首先1型文法必须是0型文法

1型文法除了α→εα→ε这一个特例外，其他情况都满足ββ的长度大于αα的长度

2型文法

首先2型文法必须是1型文法

2型文法左边必须是一个非终结字符

3型文法

首先3型文法必须是2型文法

3型文法必须是线性文法

先判断是不是3型文法

3型文法的函数在下：

判断的时候要同时判断是不是其他的文法

判断的时候，需要注意以产生式对应字母的是不是在A与Z之间和产生式左右长度等条件进行判断

然后是2型文法的函数：

2型文法注意判断产生式左右长度和字母的位置

然后是1型文法的函数：

1型文法注意判断产生式左右长度，字母的范围

然后是0型文法的函数：

全部完成之后就可以关闭文件了，其中bfile是输出文件

所有运行截图：

初始：

中：

结果：