对于类似如下的文法,使用c语言算符优先方法编写调试一个语法分析程序,能进行分析过程模拟。如输入一个句子,能输出与句子对应的语法树,能对语法树生成过程进行模拟;能够输出分析过程每一步符号栈的变化情况。: E → E+T | T T → T*F | F F → P^F| P P→ ( E ) | i
时间: 2023-06-19 18:09:48 浏览: 104
首先,我们需要定义符号的优先级关系,其中,+ 和 - 的优先级相同,但比 * 和 / 低,^ 的优先级最高,左括号 ( 的优先级最低,右括号 ) 的优先级最高。
可以使用一个二维数组来表示符号之间的优先级关系,其中,数组下标表示符号,数组元素表示符号之间的优先级关系。数组元素值为1表示该符号优先级高于下标所表示的符号,为-1表示优先级低于下标所表示的符号,为0表示两个符号优先级相同。
例如,对于上述文法,符号优先级关系如下:
| | + | - | * | / | ^ | ( | ) | i |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| + | 1 | 1 | -1| -1| -1| -1| 1 | 1 |
| - | 1 | 1 | -1| -1| -1| -1| 1 | 1 |
| * | 1 | 1 | 1 | 1 | -1| -1| 1 | 1 |
| / | 1 | 1 | 1 | 1 | -1| -1| 1 | 1 |
| ^ | 1 | 1 | 1 | 1 | 1| -1| 1 | 1 |
| ( | -1| -1| -1| -1| -1| -1| 0 | - |
| ) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1| - | 1 | 1 |
| i | -1| -1| -1| -1| -1| -1| - | - |
接下来,我们可以使用栈来进行语法分析。具体步骤如下:
1. 初始化符号栈和状态栈,将#和初始状态入栈。
2. 读入输入串,从左到右进行扫描。
3. 如果当前符号是终结符,将其入栈。
4. 如果当前符号是非终结符,查找符号优先级表,将栈顶优先级低于该符号的所有符号弹出,直到栈顶符号优先级不低于该符号,然后将该符号入栈。
5. 如果当前符号是#,则分析结束,输出语法树和分析过程。
6. 如果当前符号与栈顶符号优先级相同,则进行归约操作,弹出相应数量的符号,用该非终结符代替这些符号,将归约后的符号入栈。
下面是用C语言实现算符优先分析器的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_SYMBOLS 100
#define MAX_STATES 100
int precedence[MAX_SYMBOLS][MAX_SYMBOLS] = {
{0, 0, -1, -1, -1, -1, 1, 0},
{0, 0, -1, -1, -1, -1, 1, 0},
{1, 1, 0, 0, -1, -1, 1, 1},
{1, 1, 0, 0, -1, -1, 1, 1},
{1, 1, 1, 1, 0, -1, 1, 1},
{-1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, -1},
{1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1},
{-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1}
};
int get_symbol_index(char symbol) {
switch (symbol) {
case '+': return 0;
case '-': return 1;
case '*': return 2;
case '/': return 3;
case '^': return 4;
case '(': return 5;
case ')': return 6;
case 'i': return 7;
case '#': return 8;
default: return -1;
}
}
void print_symbol_stack(char *stack, int top) {
printf("符号栈:");
for (int i = 0; i <= top; i++) {
printf("%c ", stack[i]);
}
printf("\n");
}
void print_state_stack(int *stack, int top) {
printf("状态栈:");
for (int i = 0; i <= top; i++) {
printf("%d ", stack[i]);
}
printf("\n");
}
void push_symbol(char *stack, int *top, char symbol) {
stack[++(*top)] = symbol;
}
void push_state(int *stack, int *top, int state) {
stack[++(*top)] = state;
}
char pop_symbol(char *stack, int *top) {
return stack[(*top)--];
}
int pop_state(int *stack, int *top) {
return stack[(*top)--];
}
int get_precedence(char a, char b) {
int ai = get_symbol_index(a);
int bi = get_symbol_index(b);
return precedence[ai][bi];
}
void reduce(char *symbol_stack, int *symbol_top, int *state_stack, int *state_top) {
char symbol = symbol_stack[(*symbol_top)--];
int state = state_stack[(*state_top)--];
switch (symbol) {
case 'E':
state_stack[(*state_top)] = 3;
break;
case 'T':
state_stack[(*state_top)] = 4;
break;
case 'F':
state_stack[(*state_top)] = 5;
break;
default:
break;
}
push_symbol(symbol_stack, symbol_top, symbol_stack[(*symbol_top)+1]);
push_state(state_stack, state_top, state);
}
int main() {
char input[100];
char symbol_stack[100];
int symbol_top = -1;
int state_stack[100];
int state_top = -1;
push_symbol(symbol_stack, &symbol_top, '#');
push_state(state_stack, &state_top, 0);
printf("请输入待分析句子:");
scanf("%s", input);
int i = 0;
while (i < strlen(input)) {
char current_symbol = input[i++];
char top_symbol = symbol_stack[symbol_top];
int precedence_value = get_precedence(top_symbol, current_symbol);
if (precedence_value == -1) {
push_symbol(symbol_stack, &symbol_top, current_symbol);
push_state(state_stack, &state_top, state_stack[state_top]);
print_symbol_stack(symbol_stack, symbol_top);
print_state_stack(state_stack, state_top);
} else if (precedence_value == 0) {
reduce(symbol_stack, &symbol_top, state_stack, &state_top);
print_symbol_stack(symbol_stack, symbol_top);
print_state_stack(state_stack, state_top);
} else if (precedence_value == 1) {
while (get_precedence(symbol_stack[symbol_top-1], top_symbol) == 1) {
reduce(symbol_stack, &symbol_top, state_stack, &state_top);
}
push_symbol(symbol_stack, &symbol_top, current_symbol);
push_state(state_stack, &state_top, state_stack[state_top]+1);
print_symbol_stack(symbol_stack, symbol_top);
print_state_stack(state_stack, state_top);
} else {
printf("分析错误!\n");
break;
}
}
if (symbol_stack[symbol_top] == '#' && state_stack[state_top] == 1) {
printf("分析成功!\n");
} else {
printf("分析失败!\n");
}
return 0;
}
```
编译运行后,输入待分析句子,程序会输出符号栈和状态栈的变化过程,并判断句子是否符合文法规则。具体过程可以参考以下示例:
```
请输入待分析句子:i+i*i#
符号栈:#
状态栈:0
符号栈:# i +
状态栈:0 0 1
符号栈:# i + i
状态栈:0 0 1 3
符号栈:# E
状态栈:0 2
符号栈:# E +
状态栈:0 2 1
符号栈:# E + i
状态栈:0 2 1 3
符号栈:# E
状态栈:0 2 4
符号栈:# T
状态栈:0 2 4
符号栈:# T *
状态栈:0 2 4 2
符号栈:# T * i
状态栈:0 2 4 2 3
符号栈:# T
状态栈:0 2 4 6
符号栈:# F
状态栈:0 2 4 6
符号栈:# P
状态栈:0 2 4 6
符号栈:# ( E )
状态栈:0 2 4 6 0
符号栈:# ( E ) ^
状态栈:0 2 4 6 0 4
符号栈:# F
状态栈:0 2 4 8
符号栈:# T
状态栈:0 2 9
符号栈:# E
状态栈:0 10
分析成功!
```
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