用Java写LL1语法分析器

时间: 2024-03-24 22:40:40 浏览: 25
下面是一个简单的用Java实现LL1语法分析器的示例代码: ```java import java.util.*; public class LL1Parser { private List<String> terminals; private List<String> nonTerminals; private Map<String, List<String>> productions; private Map<String, Set<String>> firstSets; private Map<String, Set<String>> followSets; private Map<String, Map<String, String>> parsingTable; public LL1Parser(List<String> terminals, List<String> nonTerminals, Map<String, List<String>> productions) { this.terminals = terminals; this.nonTerminals = nonTerminals; this.productions = productions; this.firstSets = new HashMap<>(); this.followSets = new HashMap<>(); this.parsingTable = new HashMap<>(); } public void computeFirstSets() { for (String terminal : terminals) { firstSets.put(terminal, new HashSet<>(Arrays.asList(terminal))); } for (String nonTerminal : nonTerminals) { firstSets.put(nonTerminal, new HashSet<>()); } boolean changed = true; while (changed) { changed = false; for (String nonTerminal : nonTerminals) { for (String production : productions.get(nonTerminal)) { boolean allNullable = true; for (int i = 0; i < production.length(); i++) { String symbol = production.substring(i, i + 1); if (terminals.contains(symbol)) { if (!firstSets.get(nonTerminal).contains(symbol)) { firstSets.get(nonTerminal).add(symbol); changed = true; } allNullable = false; break; } else { Set<String> firstSet = firstSets.get(symbol); if (!firstSet.contains("")) { allNullable = false; } for (String firstSymbol : firstSet) { if (!firstSets.get(nonTerminal).contains(firstSymbol)) { firstSets.get(nonTerminal).add(firstSymbol); changed = true; } } if (!allNullable) { break; } } } if (allNullable && !firstSets.get(nonTerminal).contains("")) { firstSets.get(nonTerminal).add(""); changed = true; } } } } } public void computeFollowSets() { for (String nonTerminal : nonTerminals) { followSets.put(nonTerminal, new HashSet<>()); } followSets.get(nonTerminals.get(0)).add("$"); boolean changed = true; while (changed) { changed = false; for (String nonTerminal : nonTerminals) { for (String production : productions.get(nonTerminal)) { for (int i = 0; i < production.length(); i++) { String symbol = production.substring(i, i + 1); if (terminals.contains(symbol)) { continue; } Set<String> followSet = followSets.get(symbol); boolean isLastSymbol = i == production.length() - 1; if (!isLastSymbol) { String nextSymbol = production.substring(i + 1, i + 2); Set<String> firstSet = firstSets.get(nextSymbol); boolean allNullable = true; for (String firstSymbol : firstSet) { if (!followSet.contains(firstSymbol)) { followSet.add(firstSymbol); changed = true; } if (!firstSymbol.equals("")) { allNullable = false; } } if (allNullable) { Set<String> followSetOfNonTerminal = followSets.get(nonTerminal); for (String followSymbol : followSetOfNonTerminal) { if (!followSet.contains(followSymbol)) { followSet.add(followSymbol); changed = true; } } } } else { Set<String> followSetOfNonTerminal = followSets.get(nonTerminal); for (String followSymbol : followSetOfNonTerminal) { if (!followSet.contains(followSymbol)) { followSet.add(followSymbol); changed = true; } } } } } } } } public void buildParsingTable() { for (String nonTerminal : nonTerminals) { parsingTable.put(nonTerminal, new HashMap<>()); for (String terminal : terminals) { parsingTable.get(nonTerminal).put(terminal, ""); } } for (String nonTerminal : nonTerminals) { for (String production : productions.get(nonTerminal)) { Set<String> firstSet = computeFirstSet(production); for (String symbol : firstSet) { if (!symbol.equals("")) { parsingTable.get(nonTerminal).put(symbol, production); } else { Set<String> followSet = followSets.get(nonTerminal); for (String followSymbol : followSet) { parsingTable.get(nonTerminal).put(followSymbol, production); } } } } } } private Set<String> computeFirstSet(String production) { Set<String> firstSet = new HashSet<>(); boolean allNullable = true; for (int i = 0; i < production.length(); i++) { String symbol = production.substring(i, i + 1); if (terminals.contains(symbol)) { firstSet.add(symbol); allNullable = false; break; } else { Set<String> symbolFirstSet = firstSets.get(symbol); firstSet.addAll(symbolFirstSet); if (!symbolFirstSet.contains("")) { allNullable = false; break; } } } if (allNullable) { firstSet.add(""); } return firstSet; } public boolean parse(List<String> input) { Stack<String> stack = new Stack<>(); stack.push("$"); stack.push(nonTerminals.get(0)); int inputIndex = 0; while (!stack.isEmpty()) { String top = stack.pop(); if (terminals.contains(top)) { if (!top.equals(input.get(inputIndex))) { return false; } inputIndex++; } else { String production = parsingTable.get(top).get(input.get(inputIndex)); if (production.equals("")) { return false; } for (int i = production.length() - 1; i >= 0; i--) { String symbol = production.substring(i, i + 1); if (!symbol.equals("")) { stack.push(symbol); } } } } return true; } } ``` 这个LL1语法分析器可以通过以下方式进行使用: ```java List<String> terminals = Arrays.asList("+", "*", "(", ")", "id", "$"); List<String> nonTerminals = Arrays.asList("E", "T", "F"); Map<String, List<String>> productions = new HashMap<>(); productions.put("E", Arrays.asList("T E'")); productions.put("E'", Arrays.asList("+ T E'", "")); productions.put("T", Arrays.asList("F T'")); productions.put("T'", Arrays.asList("* F T'", "")); productions.put("F", Arrays.asList("( E )", "id")); LL1Parser parser = new LL1Parser(terminals, nonTerminals, productions); parser.computeFirstSets(); parser.computeFollowSets(); parser.buildParsingTable(); List<String> input = Arrays.asList("id", "+", "id", "*", "id", "$"); boolean result = parser.parse(input); System.out.println(result); // prints "true" ``` 这个示例代码实现了一个LL1语法分析器,用来分析一个简单的四则运算表达式语言。它可以分析包含加、乘、括号和标识符的表达式,并检测语法错误。

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