用c++设计LL(1)文法分析器的代码

时间: 2024-02-16 12:00:50 浏览: 149
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基于C++实现LL1文法分析程序

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以下是用C++实现的LL(1)文法分析器的代码: ```c++ #include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <unordered_map> using namespace std; // 定义文法符号类 class Symbol { public: enum class Type { Terminal, // 终结符 Nonterminal // 非终结符 }; Symbol(const string& name, Type type) : name(name), type(type) {} const string& getName() const { return name; } Type getType() const { return type; } private: string name; Type type; }; // 定义产生式类 class Production { public: Production(const Symbol& left, const vector<Symbol>& right) : left(left), right(right) {} const Symbol& getLeft() const { return left; } const vector<Symbol>& getRight() const { return right; } private: Symbol left; vector<Symbol> right; }; // 定义语法分析器类 class LL1Parser { public: LL1Parser(const vector<Production>& productions, const Symbol& startSymbol) : productions(productions), startSymbol(startSymbol) { // 构造预测分析表 for (auto& prod : productions) { auto& left = prod.getLeft(); auto& right = prod.getRight(); auto& predictSet = predictTable[{left.getName(), right[0].getName()}]; if (right[0].getType() == Symbol::Type::Terminal) { predictSet.insert(right[0]); } else { for (auto& terminal : followSet[left.getName()]) { predictSet.insert(terminal); } } } } bool parse(const vector<Symbol>& input) { vector<Symbol> symbolStack{Symbol{"$", Symbol::Type::Terminal}, startSymbol}; vector<Symbol> inputStack{input}; inputStack.push_back(Symbol{"$", Symbol::Type::Terminal}); while (!symbolStack.empty() && !inputStack.empty()) { auto& topSymbol = symbolStack.back(); auto& nextToken = inputStack.back(); if (topSymbol.getName() == nextToken.getName()) { symbolStack.pop_back(); inputStack.pop_back(); } else if (topSymbol.getType() == Symbol::Type::Nonterminal) { auto& predictSet = predictTable[{topSymbol.getName(), nextToken.getName()}]; if (predictSet.empty()) { return false; } auto& predictSymbol = *predictSet.begin(); symbolStack.pop_back(); auto& prod = getProduction(topSymbol, predictSymbol); auto& right = prod.getRight(); for (auto it = right.rbegin(); it != right.rend(); ++it) { symbolStack.push_back(*it); } } else { return false; } } return symbolStack.empty() && inputStack.empty(); } private: vector<Production> productions; Symbol startSymbol; unordered_map<string, vector<Symbol>> followSet; unordered_map<pair<string, string>, unordered_set<Symbol>> predictTable; const Production& getProduction(const Symbol& left, const Symbol& right) const { for (auto& prod : productions) { if (prod.getLeft().getName() == left.getName() && prod.getRight().size() == 1 && prod.getRight()[0].getName() == right.getName()) { return prod; } } throw runtime_error("can't find production"); } }; int main() { // 构造文法 Symbol E{"E", Symbol::Type::Nonterminal}; Symbol T{"T", Symbol::Type::Nonterminal}; Symbol F{"F", Symbol::Type::Nonterminal}; Symbol plus{"+", Symbol::Type::Terminal}; Symbol minus{"-", Symbol::Type::Terminal}; Symbol star{"*", Symbol::Type::Terminal}; Symbol slash{"/", Symbol::Type::Terminal}; Symbol lparen{"(", Symbol::Type::Terminal}; Symbol rparen{")", Symbol::Type::Terminal}; Symbol id{"id", Symbol::Type::Terminal}; vector<Production> productions{ Production{E, {T}}, Production{T, {F}}, Production{T, {T, star, F}}, Production{T, {T, slash, F}}, Production{F, {lparen, E, rparen}}, Production{F, {id}}, Production{E, {E, plus, T}}, Production{E, {E, minus, T}} }; // 计算follow集合 unordered_map<string, vector<Symbol>> followSet; followSet[E.getName()].push_back(Symbol{"$", Symbol::Type::Terminal}); followSet[T.getName()].push_back(Symbol{"+", Symbol::Type::Terminal}); followSet[T.getName()].push_back(Symbol{"-", Symbol::Type::Terminal}); followSet[T.getName()].push_back(Symbol{"$", Symbol::Type::Terminal}); followSet[F.getName()].push_back(Symbol{"*", Symbol::Type::Terminal}); followSet[F.getName()].push_back(Symbol{"/", Symbol::Type::Terminal}); followSet[F.getName()].push_back(Symbol{"+", Symbol::Type::Terminal}); followSet[F.getName()].push_back(Symbol{"-", Symbol::Type::Terminal}); followSet[F.getName()].push_back(Symbol{"$", Symbol::Type::Terminal}); // 构造LL(1)语法分析器 LL1Parser parser{productions, E}; // 测试输入串 vector<Symbol> input{Symbol{"id", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"+", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"(", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"id", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"/", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"id", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{")", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"*", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"id", Symbol::Type::Terminal}, Symbol{"$", Symbol::Type::Terminal}}; if (parser.parse(input)) { cout << "Accepted" << endl; } else { cout << "Rejected" << endl; } return 0; } ``` 该代码实现了一个简单的LL(1)文法分析器,使用了C++11的一些新特性,如unordered_map和unordered_set。它可以处理下面这个文法: ``` E -> T | E + T | E - T T -> F | T * F | T / F F -> ( E ) | id ``` 这个文法是一个简单的四则运算表达式文法。在代码中,我们首先定义了Symbol类和Production类,用于表示文法符号和产生式。然后,我们定义了LL1Parser类,它包含了一个预测分析表和一个parse()方法。在构造LL1Parser对象时,我们会根据文法计算预测分析表。parse()方法接受一个输入串作为参数,返回一个布尔值表示输入串是否被该文法接受。在parse()方法中,我们使用两个栈来模拟语法分析过程,一个是符号栈,一个是输入栈。如果输入串被接受,则parse()方法返回true,否则返回false。
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