Java LR(0)分析表的构造

Java LR(0)分析表的构造分为以下几个步骤：

1. 首先，需要对输入的Java文法进行扩展，使得它满足LR(0)文法的要求。具体来说，需要添加一个新的起始符号S'，并且为每个产生式添加一个新的编号。

2. 接下来，需要构造文法的项目集规范族。项目是指一个产生式的某个部分，加上一个“·”符号表示当前扫描位置。

3. 构造项目集规范族的过程中，需要使用闭包和转移两个操作。闭包操作用于扩展项目集，转移操作则用于将一个项目集转移到另一个项目集。

4. 使用项目集规范族构造LR(0)分析表。分析表是一个二维数组，其中行表示状态，列表示终结符号或非终结符号。分析表中的每个元素表示在某个状态下，遇到某个符号应该采取的操作，包括移进和规约两种操作。

5. 最后，需要对输入的Java程序进行语法分析。语法分析的过程中，使用分析表进行推导，直到分析出整个程序的语法结构。

这就是Java LR(0)分析表的构造过程。需要注意的是，由于Java文法较为复杂，实际构造过程中可能还需要进行一些额外的处理。

相关问题

根据lr分析表，构造lr分析器（java实现），并添加注释

在Java中实现LR分析器，通常需要借助于递归下降解析（Recursive Descent Parser）或更复杂的状态机设计，比如LR（1）或SLR（1）。以下是一个简化的步骤和基本的Java代码示例，这里假设我们有一个简单的语法分析表（LR分析表），例如用于识别算术表达式的简单例子：

// 定义非终结符和终结符
enum Terminal {
    PLUS("+"), MINUS("-"), NUM;
    // ... 其他终端符号
}

enum NonTerminal {
    TERM, EXP;
    // ... 其他非终结符
}

// LR分析表（简化版本）
class GrammarTable {
    private int[][] transitions; // 存储状态转移和动作
    // 构造函数填充表内容

    public int_goto(int state, Terminal symbol) { // 跳转到下一个状态
        return transitions[state][symbol.ordinal()];
    }

    public int_reduce(NonTerminal reduceSymbol) { // 减少栈顶元素
        return transitions[state][reduceSymbol.ordinal() + terminals.length];
    }
}

// LR分析器类
class LRAPI {
    GrammarTable table;

    Stack<NonTerminal> stack = new Stack<>(); // 栈存储符号
    Stack<Token> tokenStream = ...; // 输入流

    void analyze() {
        int currentState = 0; // 初始化状态
        while (!tokenStream.isEmpty()) {
            Token currentToken = tokenStream.peek();

            if (currentToken.isTerminal()) {
                currentState = table.gotoState(currentState, currentToken);
            } else {
                stack.push(currentToken.getNonTerminal());
                currentState = table.reduce(stack.pop());
            }
        }
        if (stack.isEmpty()) {
            System.out.println("解析成功");
        } else {
            System.out.println("解析失败");
        }
    }
}

**重要注释：**

1. `GrammarTable` 类是核心部分，它保存了LR分析器的转换规则，通过 `gotoState` 和 `reduce` 方法判断接收到新输入后的下一步操作。
2. `LRAPI.analyze()` 函数根据当前状态和输入流中的令牌处理过程，采用递归下降的方式推进解析。
3. `currentState` 变量记录当前处理的状态，在遇到终结符时会跳转到新的状态，遇到非终结符则尝试减少栈顶的非终结符。

**相关问题--:**
1. 为什么在LR分析器中需要用到堆栈？
2. 如何处理LR分析过程中可能出现的冲突情况？
3. 这段代码适用于哪种类型的LR分析算法？

用java编写LR(0)分析表的构造

LR(0)分析表的构造包括以下步骤：

1.构造LR(0)自动机

首先，需要根据文法构造LR(0)自动机，其构造步骤如下：

1）构造初始状态，即将文法的起始符号加入到状态中，并将状态压入状态栈中。

2）对于每个状态，遍历该状态中的所有项，对于每个项，如果该项的点后面存在非终结符，则生成新的状态，并将该项移进该状态中，并将该状态压入状态栈中。如果该项的点后面为终结符，则将该项添加到该状态的移进表中。

3）对于每个状态，遍历该状态中的所有项，对于每个项，如果该项的点在产生式的最右端，则将该项对应的规约动作添加到该状态的规约表中。

4）重复步骤2和3，直到状态栈为空。

2.构造LR(0)分析表

根据LR(0)自动机，可以构造LR(0)分析表，其构造步骤如下：

1）对于每个状态，遍历该状态中的所有项，对于每个项，如果该项的点在产生式的最右端，则将该项对应的规约动作添加到该状态的规约表中。

2）对于每个状态，遍历该状态中的所有项，对于每个项，如果该项的点后面为终结符，则将该项对应的移进动作添加到该状态的移进表中。

3）对于每个状态，遍历该状态中的所有项，对于每个项，如果该项的点后面为非终结符，则将该项对应的转移动作添加到该状态的转移表中。

4）分析表构造完成。

下面是一个简单的LR(0)分析表构造的Java代码实现，其中包括了构造LR(0)自动机和构造LR(0)分析表两个函数：

import java.util.*;

public class Lr0Parser {
    private List<String> productions;
    private Map<String, Set<String>> firstSets;
    private Map<String, Set<String>> followSets;
    private Map<String, Map<String, String>> actionTable;
    private Map<String, Map<String, Integer>> gotoTable;
    private int stateCount;
    private List<Set<Item>> stateList;
    private Map<Set<Item>, Integer> stateMap;
    private Map<String, Integer> symbolMap;

    public Lr0Parser(List<String> productions) {
        this.productions = productions;
        this.firstSets = new HashMap<>();
        this.followSets = new HashMap<>();
        this.actionTable = new HashMap<>();
        this.gotoTable = new HashMap<>();
        this.stateCount = 0;
        this.stateList = new ArrayList<>();
        this.stateMap = new HashMap<>();
        this.symbolMap = new HashMap<>();
    }

    public void build() {
        calcFirstSets();
        calcFollowSets();
        buildStateList();
        buildActionTable();
        buildGotoTable();
    }

    private void calcFirstSets() {
        // 计算每个符号的 First 集合
        // ...
    }

    private void calcFollowSets() {
        // 计算每个非终结符的 Follow 集合
        // ...
    }

    private void buildStateList() {
        // 构造 LR(0) 自动机的状态列表
        // ...
    }

    private void buildActionTable() {
        // 构造 LR(0) 分析表的 action 部分
        // ...
    }

    private void buildGotoTable() {
        // 构造 LR(0) 分析表的 goto 部分
        // ...
    }

    private Set<Item> closure(Set<Item> I) {
        // 计算项集 I 的闭包
        // ...
    }

    private Set<Item> goTo(Set<Item> I, String X) {
        // 计算项集 I 在符号 X 下的转移
        // ...
    }

    private void addState(Set<Item> state) {
        // 将状态加入状态列表和状态映射表中
        // ...
    }

    private int getState(Set<Item> state) {
        // 获取状态在状态映射表中的编号
        // ...
    }

    private void addAction(int state, String symbol, String action) {
        // 向 action 表中添加一条条目
        // ...
    }

    private void addGoto(int state, String symbol, int nextState) {
        // 向 goto 表中添加一条条目
        // ...
    }

    private class Item {
        private String lhs;
        private String[] rhs;
        private int dot;

        public Item(String lhs, String[] rhs, int dot) {
            this.lhs = lhs;
            this.rhs = rhs;
            this.dot = dot;
        }

        public String getLhs() {
            return lhs;
        }

        public String[] getRhs() {
            return rhs;
        }

        public int getDot() {
            return dot;
        }

        public String getNextSymbol() {
            return dot < rhs.length ? rhs[dot] : null;
        }

        public Item getNextItem() {
            return dot < rhs.length ? new Item(lhs, rhs, dot + 1) : null;
        }

        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            // ...
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            // ...
        }

        @Override
        public String toString() {
            // ...
        }
    }
}