分析c语言编写的ll1语法分析器的数据结构设计和代码设计

LL(1)语法分析器是一种自顶向下的语法分析器。它根据语法规则构建一个语法分析表，然后使用这个表来分析输入的语法流。在LL(1)语法分析器中，使用的数据结构通常包括以下几个部分：

1. 文法规则：存储编写的文法规则，通常使用产生式表示。

2. FIRST集合：计算每个非终结符号的FIRST集合，用来分析推导出的符号串的FIRST集合。

3. FOLLOW集合：计算每个非终结符号的FOLLOW集合，用来分析推导出的符号串的FOLLOW集合。

4. 语法分析表：LL(1)语法分析器的核心数据结构，用来存储文法规则中每个产生式的预测分析项。

5. 栈：用来存储分析符号串的状态，包括终结符号、非终结符号和状态。

6. 输入缓冲区：存储输入的语法流。

在代码实现方面，LL(1)语法分析器的主要功能包括：

1. 计算每个非终结符号的FIRST集合和FOLLOW集合。

2. 根据文法规则构建语法分析表。

3. 实现LL(1)语法分析器的分析算法。

4. 实现栈和缓冲区的相关操作。

在编写代码时，需要考虑到以下几个方面：

1. 代码结构的合理性，包括模块化、可维护性等。

2. 对于复杂的数据结构，需要合理地组织代码，并提供相关的接口函数。

3. 对于算法实现，需要考虑效率和可读性的平衡，避免出现过于复杂的算法实现。

4. 在代码实现中，需要充分考虑错误处理和异常情况的处理。

相关问题

用c语言编写一个LL1语法分析器

要编写一个 LL(1) 语法分析器，需要先进行语法分析，然后生成一张预测分析表，最后使用该表进行语法分析。

下面是一个简单的 LL(1) 语法分析器的 C 语言代码示例：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>

#define MAX_PROD 10
#define MAX_TERM 10

char grammar[MAX_PROD][MAX_TERM];
char first_set[MAX_TERM][MAX_TERM];
char follow_set[MAX_TERM][MAX_TERM];
char predict_set[MAX_PROD][MAX_TERM];
char terminals[MAX_TERM];
char non_terminals[MAX_TERM];
int no_of_productions, no_of_terminals, no_of_non_terminals;

void first(char symbol) {
    int i, j, k;
    for (i = 0; i < no_of_productions; i++) {
        if (grammar[i][0] == symbol) {
            if (islower(grammar[i][2])) {
                for (k = 0; k < no_of_terminals; k++) {
                    if (grammar[i][2] == terminals[k]) {
                        first_set[symbol - 'A'][k] = '1';
                        break;
                    }
                }
            } else {
                first(grammar[i][2]);
                for (j = 0; j < no_of_terminals; j++) {
                    if (first_set[grammar[i][2] - 'A'][j] == '1') {
                        first_set[symbol - 'A'][j] = '1';
                    }
                }
            }
        }
    }
}

void follow(char symbol) {
    int i, j, k;
    if (symbol == grammar[0][0]) {
        follow_set[symbol - 'A'][no_of_terminals - 1] = '1';
    }
    for (i = 0; i < no_of_productions; i++) {
        for (j = 2; j < strlen(grammar[i]); j++) {
            if (grammar[i][j] == symbol) {
                if (grammar[i][j + 1] != '\0') {
                    if (islower(grammar[i][j + 1])) {
                        for (k = 0; k < no_of_terminals; k++) {
                            if (grammar[i][j + 1] == terminals[k]) {
                                follow_set[symbol - 'A'][k] = '1';
                                break;
                            }
                        }
                    } else {
                        int l;
                        for (l = 0; l < no_of_terminals; l++) {
                            if (first_set[grammar[i][j + 1] - 'A'][l] == '1') {
                                follow_set[symbol - 'A'][l] = '1';
                            }
                        }
                        if (first_set[grammar[i][j + 1] - 'A'][no_of_terminals - 2] == '1') {
                            follow(grammar[i][0]);
                        }
                    }
                } else if (grammar[i][j + 1] == '\0') {
                    follow(grammar[i][0]);
                }
            }
        }
    }
}

void predict() {
    int i, j, k, l;
    for (i = 0; i < no_of_productions; i++) {
        for (j = 0; j < no_of_terminals; j++) {
            if (first_set[grammar[i][2] - 'A'][j] == '1') {
                predict_set[i][j] = grammar[i][2];
            }
        }
        if (first_set[grammar[i][2] - 'A'][no_of_terminals - 2] == '1') {
            for (k = 0; k < no_of_terminals; k++) {
                if (follow_set[grammar[i][0] - 'A'][k] == '1') {
                    if (predict_set[i][k] != grammar[i][2]) {
                        predict_set[i][k] = grammar[i][2];
                    } else {
                        for (l = 0; l < no_of_terminals; l++) {
                            if (predict_set[i][l] == grammar[i][2]) {
                                predict_set[i][l] = '\0';
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

int main() {
    int i, j;
    printf("Enter the number of productions: ");
    scanf("%d", &no_of_productions);
    printf("Enter the productions:\n");
    for (i = 0; i < no_of_productions; i++) {
        scanf("%s", grammar[i]);
        non_terminals[i] = grammar[i][0];
    }
    no_of_non_terminals = i;
    printf("Enter the number of terminals: ");
    scanf("%d", &no_of_terminals);
    printf("Enter the terminals:\n");
    for (i = 0; i < no_of_terminals; i++) {
        scanf(" %c", &terminals[i]);
    }
    strcpy(terminals + i, "$");
    no_of_terminals++;
    for (i = 0; i < no_of_non_terminals; i++) {
        for (j = 0; j < no_of_terminals; j++) {
            first_set[non_terminals[i] - 'A'][j] = '0';
            follow_set[non_terminals[i] - 'A'][j] = '0';
        }
    }
    for (i = 0; i < no_of_non_terminals; i++) {
        first(non_terminals[i]);
    }
    follow(grammar[0][0]);
    predict();
    printf("Predictive Parsing Table:\n");
    printf("Non-terminal\tTerminal\tProduction\n");
    for (i = 0; i < no_of_non_terminals; i++) {
        for (j = 0; j < no_of_terminals; j++) {
            if (predict_set[i][j] != '\0') {
                printf("%c\t\t%c\t\t%c->%s\n", non_terminals[i], terminals[j], non_terminals[i], predict_set[i]);
            }
        }
    }
    return 0;
}

该程序可以读入文法和终结符号，然后计算出每个符号的 FIRST 集和 FOLLOW 集，并使用它们构建预测分析表。最后，程序输出预测分析表，以便进行语法分析。

这只是一个简单的 LL(1) 语法分析器实现，如果需要更完整的实现，可以使用更复杂的数据结构和算法，以及更精细的错误处理机制。

LL1语法分析器c语言代码

以下是一个简单的LL(1)语法分析器的C++代码，用于解析给定文法的输入字符串：

#include <iostream>
#include <stack>
#include <map>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

// 定义文法规则
vector<string> grammar = {
    "E->TE'",
    "E'->+TE'|ε",
    "T->FT'",
    "T'->*FT'|ε",
    "F->a|(E)"
};

// 定义预测分析表
map<pair<string, string>, string> parse_table = {
    {{"E", "a"}, "TE'"},
    {{"E", "("}, "TE'"},
    {{"E'", "+"}, "+TE'"},
    {{"E'", ")"}, "ε"},
    {{"E'", "$"}, "ε"},
    {{"T", "a"}, "FT'"},
    {{"T", "("}, "FT'"},
    {{"T'", "+"}, "ε"},
    {{"T'", "*"}, "*FT'"},
    {{"T'", ")"}, "ε"},
    {{"T'", "$"}, "ε"},
    {{"F", "a"}, "a"},
    {{"F", "("}, "(E)"}
};

// 定义符号栈和输入串栈
stack<string> symbol_stack;
stack<char> input_stack;

// 初始化输入串栈
void init_input_stack(string input) {
    for (int i = input.length() - 1; i >= 0; i--) {
        input_stack.push(input[i]);
    }
    input_stack.push('$');
}

// 获取产生式右部
string get_production(string left_symbol, string input_symbol) {
    if (parse_table.find({left_symbol, input_symbol}) != parse_table.end()) {
        return parse_table[{left_symbol, input_symbol}];
    }
    return "";
}

// LL(1)语法分析
bool parse(string input) {
    // 初始化符号栈和输入串栈
    symbol_stack.push("$");
    symbol_stack.push("E");
    init_input_stack(input);

    // 语法分析
    while (!symbol_stack.empty()) {
        string top_symbol = symbol_stack.top();        char top_input = input_stack.top();

        if (top_symbol == "$" && top_input == '$') {
            return true;
        }

        if (top_symbol == top_input || top_symbol == "ε") {
            symbol_stack.pop();
            input_stack.pop();
        } else if (top_symbol == "a" && top_input == 'a') {
            symbol_stack.pop();
            input_stack.pop();
        } else if (top_symbol == "(" && top_input == ')') {
            symbol_stack.pop();
            input_stack.pop();
        } else if (top_symbol == "E" || top_symbol == "T" || top_symbol == "F") {
            string production = get_production(top_symbol, string(1, top_input));
            if (production == "") {
                return false;
            }
            symbol_stack.pop();
            if (production != "ε") {
                for (int i = production.length() - 1; i >= 0; i--) {
                    symbol_stack.push(string(1, production[i]));
                }
            }
        } else {
            return false;
        }
    }

    return true;
}

int main() {
    string input = "a*(a+a)$";
    if (parse(input)) {
        cout << "输入串 " << input << " 符合文法规则" << endl;
    } else {
        cout << "输入串 " << input << " 不符合文法规则" << endl;
    }

    return 0;
}