【编译原理】LR(0)分析方法（c++实现）
基本流程
Created with Raphaël 2.2.0 输入文法 拓广文法 求项目集规范族 GO[I,a]转移函数 构造DFA （识别活前缀的自动机） LR(0)分析表 LR(0)分析输入串
代码
这一章的算法还是挺好理解的，但是代码真的难写，各种数据结构让人十分头大。
项目类 Item
#include
LR(0)语法分析
#include first<<"\t"<second<
}
//填终结符
void addT()
{
string temp="";
for(string left:NT)
{
for(string right:production[left])
{
right+="#";
for(int i=0; i<right.size(); i++)
{
if(right[i]=='|'||right[i]==' '||right[i]=='#')
{
//不是非终结，且不是空，则加入终结符号
if((find(NT.begin(),NT.end(),temp)==NT.end())&&temp!="@")
{
T.push_back(temp);
}
temp="";
}
else
{
temp+=right[i];
}
}
}
}//end left
//终结符去重
sort(T.begin(),T.end());
T.erase(unique(T.begin(), T.end()), T.end());
}
//判断是否是非终极符号
bool isNT(string token)
{
if(find(NT.begin(),NT.end(),token)!=NT.end())
return true;
return false;
}
//判断是否应该规约
bool tableReduce(int num)
{
for(State s:States)
{
//目标状态
if(s.id==num)
{
//cout<
//规约项目肯定只有一个
if(s.items.size()>1)
return 0;
//遍历项目集
for(Item i:s.items)
{
//cout<
if(i.hasNextDot())
return 0;
else
return 1;
}
}
}
return -1;
}
//找到item规约到的产生式，返回其编号
int findReduce(int num)
{
for(State s:States)
{
if(s.id==num)
{
for(Item i:s.items)
{
string temp=i.getItem();
temp.erase(temp.find("."));
temp.pop_back();
return numPro.find(temp)->second;
}
}
}
return -1;
}
//找到产生式序号为pro的产生式
int rightCount(string &left,int pro)
{
for(auto it=numPro.begin();it!=numPro.end();it++)
{
if(it->second==pro)
{
cout<<it->first<<endl;
string target=it->first;
left=target.substr(0,target.find("->"));
string right=target.substr(target.find("->")+2);
vector<string>temp=split(right," ");
return temp.size();
}
}
return 0;
}
public:
//构造函数，读入所需的四元组
Grammar(string fileName)
{
readGrammar(fileName);
Extension();//拓广文法
}
//拓广文法
void Extension()
{
string newS=S;
newS+="'";
NT.insert(NT.begin(),newS);
production[newS].push_back(S);
S=newS;
}
//状态集是否已经包含该状态
int hasState(set<Item>J)
{
for(State s:States)
{
if(s.items.size()!=J.size())
continue;
if(s.items==J)
return s.id;
else
continue;
}
return -1;
}
//项目闭包
set<Item> closure(Item item)
{
set<Item>C;//项目闭包
C.insert(item);
vector<string>buffer=split(item.getRight(),".");
if(buffer.size()>1)
{
string first=firstWord(buffer[1].erase(0,1));
if(isNT(first))//如果"."后面第一个字符是NT
{
for(auto it2=production[first].begin(); it2!=production[first].end(); it2++)
{
Item temp(first,*it2);
C.insert(temp);
}
}
}
return C;
}
//构造DFA
void dfa()
{
State s0;//初始项目集
s0.id=number++;//状态序号
//初始项目集
string firstRight=*(production[S].begin());
Item start(S,firstRight);
s0.items=closure(start);//加到状态中
States.insert(s0);
//构建DFA
for(State s:States)
{
for(Item now:s.items)
{
now.getItem();
if(now.hasNextDot())
{
string path=now.getPath();//path
Item nextD(now.getLeft(),now.nextDot());
set<Item>next=closure(nextD);//to
//如果该状态在状态集里没有出现过，就加入状态集
//printI(next);
if(hasState(next)==-1)
{
State t;
t.id=number++;
t.items=next;
States.insert(t);
GO.push_back(GOTO(s.id,path,t.id));
}
//该状态已经在状态集中了
else
{
int tID=hasState(next);
GO.push_back(GOTO(s.id,path,tID));
}
}
}
}
printS();
printGO();
}
//构造LR(0)分析表
void LRtable()
{
addNumP();
string s=S;
s=s.erase(s.find("'"));
for(GOTO go:GO)
{
//目的地是NT
if(isNT(go.path))
{
if(go.path==s)
{
pair<int,string>title(go.to,"$");
actionTable[title]="acc";
}
pair<int,string>title(go.from,go.path);
gotoTable[title]=go.to;
}
//加入action表
else
{
//shift
pair<int,string>title(go.from,go.path);
actionTable[title]="s"+to_string(go.to);
}
//reduce
if(tableReduce(go.to))
{
if(go.path!=s)
{
vector<string>x=T;
x.push_back("$");
for(string p:x)
{
pair<int,string>title(go.to,p);
actionTable[title]="r"+to_string(findReduce(go.to));
}
}
}
}
printTable();
}
//语法分析过程
int parsing(string input)
{
stack<string>Analysis;
input+=" $";
//0状态入栈
Analysis.push("$");
Analysis.push("0");
vector<string>w=split(input," ");//将输入串分成一个个词
int ip=0;//输入串的指针
while(true)
{
pair<int,string>title(stoi(Analysis.top()),w[ip]);//stoi函数用于string to int
string res=actionTable[title];
cout<<"栈顶：s"<<setw(10)<<Analysis.top()<<"当前输入字符："<<setw(8)<<w[ip];
//shift
if(res[0]=='s')
{
cout<<"动作：shift"<<endl;
int state=stoi(res.substr(1));
Analysis.push(w[ip]);
Analysis.push(to_string(state));
ip++;
}
//reduce
else if(res[0]=='r')
{
cout<<"动作：reduce ";
int pro=stoi(res.substr(1));
string left;//产生式左部
int b=2*rightCount(left,pro);//2倍的产生式右部符号数量
while(b>0)
{
Analysis.pop();
b--;
}
int s1=stoi(Analysis.top());
Analysis.push(left);
pair<int,string>t(s1,left);
Analysis.push(to_string(gotoTable[t]));
}
else if(res[0]=='a')
{
cout<<"动作：接受"<<endl;
return 1;
}
else
{
cout<<"文法错误"<<endl;
return 0;
}
}
}
void parser(string fileName)
{
ifstream input(fileName);
if(!input)
{
cout<<fileName<<" Failed"<<endl;
return;
}
dfa();
LRtable();
//读取token
char c;
string program="";
int line=1;
cout<<"源程序的token序列为"<<endl;
cout<<line<<" ";
while((c=input.get())!=EOF)
{
cout<<c;
if(c=='\n')
{
cout<<++line<<" ";
program+=" ";
}
else
program+=c;
}
cout<<endl;
cout<<"分析结果："<<endl;
if(parsing(program))
cout<<endl<<"*********************输入串属于该文法*********************"<<endl;
else
cout<<endl<<"********************输入串不属于该文法********************"<<endl;;
}
/*=====================打印===========================*/
//打印NT和T
void printV()
{
cout<<"非终结符号集合："<<endl;
for(int i=0; i<NT.size(); i++)
{
cout<<NT[i]<<" ";
}
cout<<endl;
cout<<"终结符号集合："<<endl;
for(int i=0; i<T.size(); i++)
{
cout<<T[i]<<" ";
}
cout<<endl;
}
//打印分析表
void printTable()
{
cout<<"LR(0)分析表："<<endl;
vector<string>x=T;//含界符的终结符号集合
x.push_back("$");
//输出表格横轴
cout<<"****************action****************"<<endl;
cout.setf(ios::left);
for (auto it1 = x.begin(); it1 != x.end(); it1++)
{
if (it1==x.begin())
cout<<setw(10)<<" ";
cout<<setw(8)<<*it1;
}
cout<<endl;
for(int i=0; i<States.size(); i++)
{
cout<<setw(10)<<i;
for(string t:x)
{
//cout<
if(!actionTable.empty())
{
pair<int,string>title(i,t);
cout<<setw(8)<<actionTable[title];
}
else
cout<<setw(8);
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
/*打印GOTO表*/
vector<string>y=NT;//不含S’的非终结符号集合
y.erase(y.begin());
cout<<"****************goto******************"<<endl;
cout.setf(ios::left);
for (auto it1 = y.begin(); it1 != y.end(); it1++)
{
if(it1==y.begin())
cout<<setw(10)<<"";
cout<<setw(8)<<*it1;
}
cout<<endl;
for(int i=0; i<States.size(); i++)
{
cout<<setw(10)<<i;
for(string t:y)
{
pair<int,string>title(i,t);
if(gotoTable[title]!=0)
{
cout<<setw(8)<<gotoTable[title];
}
else
cout<<setw(8)<<"";
}
cout<<endl;
}
cout<<endl<<"LR(0)分析表构建完成"<<endl<<endl;
}
//打印产生式
void printP()
{
cout<<"语法的产生式为"<<endl;
for(string left:NT)
{
cout<<left<<"->";
for(auto it=production[left].begin(); it!=production[left].end(); it++)
{
if(it!=production[left].end()-1)
cout<<*it<<"|";
else
cout<<*it<<endl;
}
}
cout<<endl;
}
//打印状态表
void printS()
{
cout<<"**********状态集合为**********"<<endl;
for(State s:States)
{
cout<<"状态编号："<<s.id<<endl;
printI(s.items);
}
cout<<endl;
}
//打印状态转移函数
void printGO()
{
cout<<"**********状态转移函数为**********"<<endl;
for(GOTO go:GO)
{
cout<<go.from<<"---"<<go.path<<"-->"<<go.to<<endl;
}
cout<<endl;
}
//打印项目集
void printI(set<Item>I)
{
cout<<"LR(0)的项目集为"<<endl;
for(Item i:I)
{
cout<<i.getItem()<<endl;
}
cout<<endl;
}
};
int main()
{
string filename="grammar-input.txt";
Grammar grammar(filename);
grammar.printP();//输出产生式
grammar.parser("Tokens.txt");
return 0;
}
/*
测试文法：
S->a A|b B
A->c A|d
B->c B|d
*/
测试结果
