c++实现针对完整表达式文法的预测分析表驱动的语法分析算法

预测分析表驱动的语法分析算法是一种自底向上的语法分析方法，用于分析给定输入串是否符合给定文法的规则。其主要思想是构造一个预测分析表，将文法的非终结符和终结符作为表的行和列，表中的每个单元格存储了应该使用的产生式。算法在分析过程中通过栈来存储已经分析的串。

实现该算法的步骤如下：
1. 构造预测分析表。
- 对文法的每个产生式 A->α，找到非终结符A的FIRST集合，将A->α加入到表[A, a]中的所有a的位置。
- 若非终结符A可以推导出空串ε，对于文法的每个终结符b，将A->ε加入到表[A, b]中的所有b的位置。
- 对于每个非终结符A，将A->ε加入到表[A, $]中的位置。

2. 初始化栈。
- 将文法的开始符号S和输入串首部符号$依次入栈。

3. 预测分析过程。
- 若栈顶符号为非终结符X，当前输入符号为a，则查找预测分析表[X, a]中的产生式X->α。
- 若产生式不存在，则抛出错误。
- 将栈顶符号X出栈，并将α逆序入栈。
- 若栈顶符号为终结符，且与当前输入符号匹配，则将栈顶符号和当前输入符号都出栈，继续下一步分析。
- 若栈顶符号为$，且当前输入符号为$，则分析成功。
- 若栈顶符号为$，但当前输入符号不为$，或者栈为空，则抛出错误。

该算法的时间复杂度为O(n)，其中n为输入串的长度。该算法可以高效地进行语法分析，能够准确判断给定输入串是否符合文法规则。

相关问题

基于【LR预测分析表】语法分析器，C++代码

抱歉，由于您没有提供完整的相关信息，我无法提供完整的代码。但是，我可以为您提供一个简单的基于LR预测分析表的语法分析器的实现示例，帮助您了解其基本工作原理。

首先，我们需要准备以下三个文件：

1. 文法文件：包含我们想要分析的文法规则
2. 词法分析器文件：用于将输入的字符串分解成单个的词法单元
3. LR预测分析表文件：根据文法生成的LR预测分析表

接下来，我们将使用这些文件来实现基于LR预测分析表的语法分析器。以下是一个简单的示例代码：

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

using namespace std;

// 定义一个结构体表示文法规则
struct Rule {
    char left; // 左部非终结符
    string right; // 右部产生式
};

// 定义一个结构体表示LR分析表项
struct TableItem {
    int action; // 动作编号
    int nextState; // 下一个状态
};

// 定义一个结构体表示语法分析器
struct Parser {
    vector<Rule> rules; // 文法规则
    map<char, int> nonTerminals; // 非终结符编号
    map<char, int> terminals; // 终结符编号
    vector<string> actions; // 动作
    vector<string> symbols; // 符号
    vector< vector<TableItem> > table; // LR分析表
};

// 读取文法规则
void readRules(Parser &parser, string filename) {
    ifstream fin(filename);
    if (!fin.is_open()) {
        cerr << "Cannot open file " << filename << endl;
        exit(1);
    }
    string line;
    while (getline(fin, line)) {
        if (line.empty() || line[0] == '#') continue;
        Rule rule;
        rule.left = line[0];
        rule.right = line.substr(3);
        parser.rules.push_back(rule);
    }
    fin.close();
}

// 读取LR分析表
void readTable(Parser &parser, string filename) {
    ifstream fin(filename);
    if (!fin.is_open()) {
        cerr << "Cannot open file " << filename << endl;
        exit(1);
    }
    string line;
    getline(fin, line);
    // 读取非终结符编号
    for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
        if (line[i] != ' ') {
            parser.nonTerminals[line[i]] = parser.nonTerminals.size();
        }
    }
    getline(fin, line);
    // 读取终结符编号
    for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
        if (line[i] != ' ') {
            parser.terminals[line[i]] = parser.terminals.size();
        }
    }
    // 读取动作
    getline(fin, line);
    for (int i = 0; i < line.length(); i += 2) {
        parser.actions.push_back(line.substr(i, 2));
    }
    // 读取符号
    getline(fin, line);
    for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
        if (line[i] != ' ') {
            parser.symbols.push_back(line.substr(i, 1));
        }
    }
    // 读取LR分析表
    while (getline(fin, line)) {
        vector<TableItem> row;
        int i = 0;
        while (i < line.length()) {
            TableItem item;
            if (line[i] == 's') {
                item.action = 0;
                item.nextState = stoi(line.substr(i + 1, 1));
                i += 2;
            } else if (line[i] == 'r') {
                item.action = 1;
                item.nextState = stoi(line.substr(i + 1, 1));
                i += 2;
            } else if (line[i] == 'a') {
                item.action = 2;
                item.nextState = -1;
                i++;
            } else {
                item.action = -1;
                item.nextState = -1;
                i++;
            }
            row.push_back(item);
        }
        parser.table.push_back(row);
    }
    fin.close();
}

// 获取符号类型
int getSymbolType(Parser &parser, char c) {
    if (parser.terminals.count(c) > 0) {
        return parser.terminals[c];
    } else if (parser.nonTerminals.count(c) > 0) {
        return parser.nonTerminals[c];
    } else {
        cerr << "Invalid symbol " << c << endl;
        exit(1);
    }
}

// 获取下一个状态
int getNextState(Parser &parser, int state, int type) {
    if (state < 0 || state >= parser.table.size()) {
        cerr << "Invalid state " << state << endl;
        exit(1);
    }
    if (type < 0 || type >= parser.table[state].size()) {
        cerr << "Invalid symbol type " << type << endl;
        exit(1);
    }
    return parser.table[state][type].nextState;
}

// 获取动作编号
int getAction(Parser &parser, int state, int type) {
    if (state < 0 || state >= parser.table.size()) {
        cerr << "Invalid state " << state << endl;
        exit(1);
    }
    if (type < 0 || type >= parser.table[state].size()) {
        cerr << "Invalid symbol type " << type << endl;
        exit(1);
    }
    return parser.table[state][type].action;
}

// 执行语法分析
void parse(Parser &parser, string input) {
    stack<int> stateStack;
    stack<char> symbolStack;
    stateStack.push(0);
    symbolStack.push('$');
    int i = 0;
    while (true) {
        int state = stateStack.top();
        char symbol = symbolStack.top();
        int type = getSymbolType(parser, symbol);
        int action = getAction(parser, state, type);
        if (action == 0) { // 移进
            int nextState = getNextState(parser, state, type);
            stateStack.push(nextState);
            symbolStack.push(input[i]);
            i++;
        } else if (action == 1) { // 规约
            int ruleIndex = getNextState(parser, state, type);
            Rule rule = parser.rules[ruleIndex];
            for (int j = 0; j < rule.right.length(); j++) {
                stateStack.pop();
                symbolStack.pop();
            }
            int newState = getNextState(parser, stateStack.top(), parser.nonTerminals[rule.left]);
            stateStack.push(newState);
            symbolStack.push(rule.left);
        } else if (action == 2) { // 接受
            cout << "Accepted" << endl;
            break;
        } else { // 错误
            cerr << "Error" << endl;
            exit(1);
        }
    }
}

int main() {
    Parser parser;
    readRules(parser, "rules.txt");
    readTable(parser, "table.txt");
    string input = "i+i*i#";
    parse(parser, input);
    return 0;
}

在这个示例代码中，我们首先定义了三个结构体，分别表示文法规则、LR分析表项和语法分析器。然后，我们定义了一些辅助函数，用于读取文法规则和LR分析表，并实现了一个简单的语法分析函数。最后，在main函数中，我们读取文法规则和LR分析表，并使用语法分析器对一个输入进行分析。

请注意，这只是一个简单的示例代码，并且可能需要根据你的具体情况进行修改。此外，本示例代码中使用的文法是一个简单的四则运算表达式文法，你需要将其替换为你自己的文法。

用C++实现递归下降语法分析

好的，下面是一个简单的示例代码，实现了对以下文法的递归下降语法分析：

E -> T + E
E -> T - E
E -> T
T -> int

其中，E表示表达式，T表示项，int表示整数，"+"表示加法运算，"-"表示减法运算。

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>

using namespace std;

// 前向声明
class Parser;

// 抽象语法树节点类
class ASTNode {
public:
    virtual ~ASTNode() {}
    virtual int evaluate() = 0;
};

// 整数节点类
class IntNode : public ASTNode {
public:
    IntNode(int value) : m_value(value) {}
    virtual int evaluate() { return m_value; }
private:
    int m_value;
};

// 二元运算节点类
class BinOpNode : public ASTNode {
public:
    BinOpNode(ASTNode* left, ASTNode* right) : m_left(left), m_right(right) {}
    virtual ~BinOpNode() {
        delete m_left;
        delete m_right;
    }
protected:
    ASTNode* m_left;
    ASTNode* m_right;
};

// 加法节点类
class AddNode : public BinOpNode {
public:
    AddNode(ASTNode* left, ASTNode* right) : BinOpNode(left, right) {}
    virtual int evaluate() { return m_left->evaluate() + m_right->evaluate(); }
};

// 减法节点类
class SubNode : public BinOpNode {
public:
    SubNode(ASTNode* left, ASTNode* right) : BinOpNode(left, right) {}
    virtual int evaluate() { return m_left->evaluate() - m_right->evaluate(); }
};

// 词法分析器
class Lexer {
public:
    Lexer(const string& input) : m_input(input), m_pos(0) {}
    char get_char() {
        if (m_pos >= m_input.length()) {
            return '\0';
        }
        return m_input[m_pos++];
    }
private:
    string m_input;
    int m_pos;
};

// 语法分析器
class Parser {
public:
    Parser(const string& input) : m_lexer(input), m_current_token('\0') {}
    ASTNode* parse() {
        next_token();
        return parse_expr();
    }
private:
    Lexer m_lexer;
    char m_current_token;
    void next_token() {
        m_current_token = m_lexer.get_char();
    }
    ASTNode* parse_expr() {
        ASTNode* node = parse_term();
        while (m_current_token == '+' || m_current_token == '-') {
            char op = m_current_token;
            next_token();
            ASTNode* right = parse_term();
            if (op == '+') {
                node = new AddNode(node, right);
            } else {
                node = new SubNode(node, right);
            }
        }
        return node;
    }
    ASTNode* parse_term() {
        if (m_current_token == 'i') {
            next_token();
            return new IntNode(atoi(m_current_token));
        } else {
            throw "语法错误";
        }
    }
};

int main() {
    string input = "i+2-3";
    Parser parser(input);
    ASTNode* root = parser.parse();
    cout << root->evaluate() << endl;
    delete root;
    return 0;
}

这个示例代码实现了一个简单的四则运算语法分析器，可以通过输入一个字符串，解析出其中的表达式，并计算出其结果。代码主要分为三个部分：

1. ASTNode及其派生类：这些类表示语法树中的各种节点，其中IntNode表示整数节点，BinOpNode表示二元运算节点，AddNode和SubNode分别表示加法和减法节点。

2. Lexer：这个类负责将输入字符串解析为一个个字符，供语法分析器使用。

3. Parser：这个类负责将字符流解析为语法树。它的核心是parse_expr和parse_term两个函数，分别用于解析表达式和项。在parse_expr函数中，首先解析一个项，然后进入一个循环，不断解析加法或减法运算符和后面的项，直到没有运算符为止。在parse_term函数中，如果当前字符是'i'，则表示它是一个整数节点，解析其值并返回；否则，抛出语法错误异常。

在main函数中，我们创建一个Parser对象，并将输入字符串传给它进行解析。然后，我们获得解析出的语法树根节点，并调用其evaluate函数计算出表达式的值。最后，我们删除语法树根节点，释放内存。

注意：这个示例代码只是一个简单的示例，实际的语法分析器需要处理更复杂的语法规则和错误情况。