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

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() {
            // ...
        }
    }
}

用Java编写 LR(0)分析表的构造

以下是使用Java语言编写LR(0)分析表构造的示例代码：

import java.util.*;

public class LR0Parser {

    private Grammar grammar; // 存储文法的对象

    private Map<String, Integer> nonTerminals; // 非终结符号的编号
    private Map<String, Integer> terminals; // 终结符号的编号

    private List<Set<Item>> canonicalCollection; // LR(0)自动机的状态集合

    private int[][] actionTable; // 移进-规约表
    private int[][] gotoTable; // 转移表

    public LR0Parser(Grammar grammar) {
        this.grammar = grammar;
        this.nonTerminals = new HashMap<>();
        this.terminals = new HashMap<>();
        this.canonicalCollection = new ArrayList<>();
        this.actionTable = null;
        this.gotoTable = null;
    }

    public void buildTables() {
        // 初始化非终结符号和终结符号的编号
        int id = 0;
        for (String symbol : grammar.getSymbols()) {
            if (grammar.isNonTerminal(symbol)) {
                nonTerminals.put(symbol, id++);
            } else {
                terminals.put(symbol, id++);
            }
        }

        // 构造LR(0)自动机
        canonicalCollection.add(closure(new HashSet<>(Collections.singletonList(
                new Item(grammar.getProduction(0), 0)))));
        int i = 0;
        while (i < canonicalCollection.size()) {
            Set<Item> itemSet = canonicalCollection.get(i++);
            for (String symbol : grammar.getSymbols()) {
                Set<Item> nextSet = gotoSet(itemSet, symbol);
                if (!nextSet.isEmpty() && !canonicalCollection.contains(nextSet)) {
                    canonicalCollection.add(nextSet);
                }
            }
        }

        // 构造移进-规约表和转移表
        actionTable = new int[canonicalCollection.size()][terminals.size()];
        gotoTable = new int[canonicalCollection.size()][nonTerminals.size()];
        for (i = 0; i < canonicalCollection.size(); i++) {
            Set<Item> itemSet = canonicalCollection.get(i);
            for (Item item : itemSet) {
                if (item.isReduceItem()) {
                    Production production = item.getProduction();
                    int j = nonTerminals.get(production.getLeft());
                    if (actionTable[i][terminals.size() - 1] != 0) {
                        throw new RuntimeException("LR(0)文法不是SLR文法");
                    }
                    actionTable[i][terminals.size() - 1] = -production.getId() - 1;
                } else {
                    String symbol = item.getSymbol();
                    int j = grammar.isNonTerminal(symbol) ? nonTerminals.get(symbol) : terminals.get(symbol);
                    int k = canonicalCollection.indexOf(gotoSet(itemSet, symbol));
                    if (grammar.isNonTerminal(symbol)) {
                        gotoTable[i][j] = k;
                    } else {
                        actionTable[i][j] = k;
                    }
                }
            }
        }
    }

    public int parse(List<Token> tokens) {
        Stack<Integer> stateStack = new Stack<>(); // 状态栈
        Stack<Integer> symbolStack = new Stack<>(); // 符号栈
        stateStack.push(0);
        symbolStack.push(terminals.get("$"));
        for (Token token : tokens) {
            int state = stateStack.peek();
            int symbol = token.getType();
            int action = actionTable[state][symbol];
            if (action > 0) {
                // 移进操作
                stateStack.push(action);
                symbolStack.push(symbol);
            } else if (action < 0) {
                // 规约操作
                Production production = grammar.getProduction(-action - 1);
                for (int i = 0; i < production.getRight().size(); i++) {
                    stateStack.pop();
                    symbolStack.pop();
                }
                int newState = gotoTable[stateStack.peek()][nonTerminals.get(production.getLeft())];
                stateStack.push(newState);
                symbolStack.push(nonTerminals.get(production.getLeft()));
            } else {
                // 错误处理
                throw new RuntimeException("语法错误");
            }
        }
        return symbolStack.pop();
    }

    // 计算项目集闭包
    private Set<Item> closure(Set<Item> itemSet) {
        Queue<Item> queue = new LinkedList<>(itemSet);
        while (!queue.isEmpty()) {
            Item item = queue.poll();
            if (!item.isReduceItem() && grammar.isNonTerminal(item.getSymbol())) {
                String symbol = item.getNextSymbol();
                for (Production production : grammar.getProductions(symbol)) {
                    Item newItem = new Item(production, 0);
                    if (!itemSet.contains(newItem)) {
                        itemSet.add(newItem);
                        queue.offer(newItem);
                    }
                }
            }
        }
        return itemSet;
    }

    // 计算项目集的转移
    private Set<Item> gotoSet(Set<Item> itemSet, String symbol) {
        Set<Item> result = new HashSet<>();
        for (Item item : itemSet) {
            if (!item.isReduceItem() && item.getSymbol().equals(symbol)) {
                result.add(new Item(item.getProduction(), item.getPosition() + 1));
            }
        }
        return closure(result);
    }
}

注：上述代码中，`Grammar`是一个存储文法的对象，`Token`是一个存储词法分析结果的对象，`Item`是一个表示项目的对象，`Production`是一个表示产生式的对象。在实际使用中，需要根据具体的需求进行相应的修改和扩展。