用java设计一个文法类： 1. 选择恰当的数据结构，保存文法四元组 2. 设计恰当的构造函数和验证函数，检查并确保从文件中读取并构造的文法实例（文法对象）是“合法有效”的文法 3. 判断给定文法的类型（0、1、2、3） 4. 设计恰当的直接推导和n步推导函数，能够从入参的字符串（字符串集合）直接推导或n步推导，产生新的字符串集合。

1. 对于保存文法四元组的数据结构，可以选择使用哈希表或者数组来存储文法的产生式规则，同时还需要保存文法的终结符和非终结符集合。具体实现可以定义一个Grammar类，其中包含产生式规则、终结符和非终结符集合的成员变量，并提供相应的方法来操作这些数据结构。

2. 对于构造函数和验证函数的设计，可以在构造函数中读取文法文件，并对文法进行验证，确保文法的产生式规则、终结符和非终结符集合都是合法的。可以定义一个isValid()方法来进行文法的验证，该方法可以检查文法的每个产生式规则是否符合文法的定义，并检查终结符和非终结符集合是否包含所有在产生式规则中出现的符号。

3. 判断给定文法的类型可以根据文法的产生式规则的形式来判断。如果文法的每个产生式规则都是形如A -> aB或者A -> a的形式，那么该文法是型文法；如果文法的每个产生式规则都是形如A -> aB或者A -> aC的形式，其中B和C都是非终结符，那么该文法是1型文法；如果文法的每个产生式规则都是形如A -> aB或者A -> BC的形式，其中B和C都是非终结符，那么该文法是2型文法；如果文法的每个产生式规则都是形如A -> wB或者A -> w的形式，其中w是终结符串，那么该文法是3型文法。

4. 对于直接推导和n步推导函数的设计，可以定义一个derive()方法来实现。该方法可以接受一个字符串集合作为入参，然后根据文法的产生式规则进行推导，产生新的字符串集合。对于n步推导，可以使用递归来实现，每次递归调用derive()方法，直到推导到指定的步数为止。