earley算法python实现

Earley算法是一种用于解析上下文无关文法（Context-Free Grammar, CFG）的算法，它可以在图状结构中找到所有可能的句柄，即合法的句子。Python实现Earley算法通常涉及以下几个步骤：

1. **构造Earley物品集**：对于输入的文法规则，生成初始物品集，包括S符号的"0"项目（标记为"S->ε")，以及每个非终结符和终结符的项目。

2. **迭代过程**：在每一轮迭代中，处理两部分项目：左部等于某个终结符的项目，以及左部为非终结符加上一个生产规则右部的项目。对每个这样的项目，添加新的项目到物品集中。

3. **完成检查**：在处理过程中，如果遇到一个项目的左部已经是最长公共前缀（Longest Proper Prefix, LCP），并且它的右部是一个终结符，那么就找到了一个新的句柄。

4. **剪枝策略**：为了避免无限循环，可以应用剪枝策略，如在完成检查时只保留那些未在当前阶段处理过的项目。

5. **查找解**：当物品集中不再增加新项目时，遍历物品集寻找句柄，即终结符项目。

以下是一个简单的Python版本的 Earley 算法示例：

from collections import defaultdict

def earley(grammar, input_str):
    items = defaultdict(list)
    for rule in grammar:
        if rule[0] == 'S':
            items['EPSILON'].append(('S', 0, rule))
        else:
            for symbol, index, production in rule:
                items[symbol].append((symbol, index, production))

    while True:
        new_items = []
        for item in items.values():
            for left, i, (A, B, _) in item:
                if i < len(input_str) and A != 'EPSILON':
                    new_items.append(earley_item(A, i, input_str, B, left + input_str[i]))
                if B + 1 == len(production):
                    if production[-1] == input_str[i]:
                        new_items.extend(find_shallow(item, input_str, i))
        
        if not new_items:
            break
        items.update({item[0]: item for item in new_items})

    return find_solutions(items)

# ... 完整实现需要包含更多的函数，如 earley_item、find_shallow 和 find_solutions 等

# 示例语法：
# grammar = [('S', ['S', 'a'], 'b'), ('S', ['a', 'S'], 'c'), ('S', ['a'], 'd'), ('a', [], '')]

# 输入字符串，如 "abc"
input_str = "abc"

solutions = earley(grammar, input_str)

请注意，这只是一个基础框架，实际的完整实现会更复杂，并且可能涉及到数据结构优化和其他高级特性。