Java实现LR(1)分析法

时间: 2024-01-12 08:03:49 浏览: 87
在Java中实现LR(1)分析法,可以采用以下步骤: 1. 定义文法:使用Java代码定义给定文法,例如: ``` String[][] productionRules = { {"E", "E + T"}, {"E", "E - T"}, {"E", "T"}, {"T", "T * F"}, {"T", "T / F"}, {"T", "F"}, {"F", "( E )"}, {"F", "i"} }; ``` 2. 构建LR(1)项集族:根据给定文法,构建LR(1)项集族。 3. 构建LR(1)分析表:根据LR(1)项集族,构建LR(1)分析表。 4. 实现LR(1)分析器:使用Java代码实现LR(1)分析器,并使用LR(1)分析表对输入符号串进行分析。 下面是一个简单的Java实现LR(1)分析法的示例: ``` import java.util.*; public class LR1 { // 定义文法 static String[][] productionRules = { {"E", "E + T"}, {"E", "E - T"}, {"E", "T"}, {"T", "T * F"}, {"T", "T / F"}, {"T", "F"}, {"F", "( E )"}, {"F", "i"} }; // 定义LR(1)项 static class LR1Item { String left; String[] right; String[] lookahead; public LR1Item(String left, String[] right, String[] lookahead) { this.left = left; this.right = right; this.lookahead = lookahead; } public boolean equals(Object obj) { if (!(obj instanceof LR1Item)) return false; LR1Item item = (LR1Item) obj; return left.equals(item.left) && Arrays.equals(right, item.right) && Arrays.equals(lookahead, item.lookahead); } public int hashCode() { return Objects.hash(left, Arrays.hashCode(right), Arrays.hashCode(lookahead)); } public String toString() { return left + " -> " + String.join(" ", right) + " , " + String.join(" ", lookahead); } } // 构建LR(1)项集族 static Map<Set<LR1Item>, Integer> buildLR1ItemSets() { Map<Set<LR1Item>, Integer> itemSets = new HashMap<>(); Queue<Set<LR1Item>> queue = new LinkedList<>(); int id = 0; // 添加起始项 S' -> .E Set<LR1Item> startItemSet = new HashSet<>(); startItemSet.add(new LR1Item("S'", new String[]{"E"}, new String[]{"$"})); itemSets.put(startItemSet, id++); queue.offer(startItemSet); while (!queue.isEmpty()) { Set<LR1Item> itemSet = queue.poll(); Map<String, Set<LR1Item>> itemSetMap = new HashMap<>(); // 按照圆点后面的符号对项进行分类 for (LR1Item item : itemSet) { if (item.right.length == 0 || item.right[0].equals("#")) { continue; } String nextSymbol = item.right[item.lookahead.length]; Set<LR1Item> nextItemSet = itemSetMap.computeIfAbsent(nextSymbol, k -> new HashSet<>()); nextItemSet.add(new LR1Item(item.left, item.right, Arrays.copyOfRange(item.lookahead, 1, item.lookahead.length))); } // 对每个分类后的项集构建新的项集 for (Map.Entry<String, Set<LR1Item>> entry : itemSetMap.entrySet()) { Set<LR1Item> nextItemSet = entry.getValue(); if (itemSets.containsKey(nextItemSet)) { continue; } itemSets.put(nextItemSet, id++); queue.offer(nextItemSet); } } return itemSets; } // 构建LR(1)分析表 static Map<Integer, Map<String, Object>> buildLR1AnalysisTable() { Map<Integer, Map<String, Object>> analysisTable = new HashMap<>(); Map<Set<LR1Item>, Integer> itemSets = buildLR1ItemSets(); // 对于每个项集 for (Map.Entry<Set<LR1Item>, Integer> entry : itemSets.entrySet()) { Set<LR1Item> itemSet = entry.getKey(); int state = entry.getValue(); Map<String, Object> stateAction = new HashMap<>(); // 对于每个 LR(1) 项 for (LR1Item item : itemSet) { if (item.right.length == 0) { // 归约项 for (String lookahead : item.lookahead) { stateAction.put(lookahead, "r" + (Arrays.asList(productionRules).indexOf(new String[]{item.left})) + ""); } } else { // 移进项 String nextSymbol = item.right[item.lookahead.length]; if (nextSymbol.equals("#")) { nextSymbol = "$"; } int nextState = itemSets.get(itemSetMap.get(nextSymbol)); stateAction.put(nextSymbol, "s" + nextState); } } analysisTable.put(state, stateAction); } return analysisTable; } // 分析符号串 static boolean analyze(String input, Map<Integer, Map<String, Object>> analysisTable) { Stack<Integer> stateStack = new Stack<>(); Stack<String> symbolStack = new Stack<>(); stateStack.push(0); symbolStack.push("$"); int i = 0; while (i < input.length()) { int state = stateStack.peek(); String symbol = input.charAt(i) + ""; Map<String, Object> stateAction = analysisTable.get(state); Object action = stateAction.get(symbol); if (action == null) { return false; } if (action instanceof String) { // 移进操作 String s = (String) action; stateStack.push(Integer.parseInt(s.substring(1))); symbolStack.push(symbol); i++; } else { // 规约操作 int rule = (int) action; String[] production = productionRules[rule]; for (int j = 0; j < production[1].length(); j++) { stateStack.pop(); symbolStack.pop(); } int nextState = stateStack.peek(); symbolStack.push(production[0]); stateStack.push((int) analysisTable.get(nextState).get(production[0])); } } return true; } public static void main(String[] args) { String input = "i+i*i"; Map<Integer, Map<String, Object>> analysisTable = buildLR1AnalysisTable(); boolean result = analyze(input, analysisTable); System.out.println(result); } } ``` 在以上代码中,LR1Item表示一个LR(1)项,buildLR1ItemSets方法用于构建LR(1)项集族,buildLR1AnalysisTable方法用于构建LR(1)分析表,analyze方法用于实现LR(1)分析器,main方法用于测试分析器。
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