假如你是一个高级程序员,请用Java编写具体代码实现下面功能 创建一个 GUI 界面,让用户输入语法 G。您可以使用 Java Swing 来创建用户界面。 创建一个 CFG 类,用于处理输入语法 G 的左递归和公共左因子分解。在该类中,您可以添加方法来计算每个非终端符号的 FIRST 和 FOLLOW 集。 实现 LL(1) 解析器算法。您可以使用一个解析器类来实现此算法。该算法需要 LL(1) 解析表来预测下一个输入标记是哪个。可以使用一个二维数组来表示解析表。每个单元格都对应一个非终结符和一个终结符。解析表中的每个元素包含一个产生式,该产生式来标识生成哪个非终极符号的语法树。 将 CFG 类和解析器类与 GUI 类集成,以便用户可以输入要解析的句子,并且输出可以显示在屏幕上。您可以将 CFG 类和解析器类作为 GUI 类的成员变量,并在 GUI 类中添加按钮和文本框,以便用户可以输入要解析的句子并将打印出来的FIRST、FOLLOW集和预测分析表输出显示在屏幕上。

时间: 2024-03-10 14:45:55 浏览: 20
好的,以下是我给出的Java代码实现: 首先,我们创建一个GUI界面,使用Java Swing来创建。代码如下: ```java import javax.swing.*; import java.awt.*; public class CFG_GUI { private JFrame frame; private JPanel panel; private JLabel inputLabel; private JTextField inputField; private JButton submitButton; private JTextArea outputArea; private JScrollPane scrollPane; public CFG_GUI() { frame = new JFrame("CFG Parser"); frame.setSize(800, 600); frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); panel = new JPanel(); panel.setLayout(new BorderLayout()); inputLabel = new JLabel("Input Grammar:"); inputField = new JTextField(50); submitButton = new JButton("Parse"); outputArea = new JTextArea(30, 50); outputArea.setEditable(false); scrollPane = new JScrollPane(outputArea); JPanel inputPanel = new JPanel(); inputPanel.add(inputLabel); inputPanel.add(inputField); inputPanel.add(submitButton); panel.add(inputPanel, BorderLayout.NORTH); panel.add(scrollPane, BorderLayout.CENTER); frame.add(panel); frame.setVisible(true); } public String getInput() { return inputField.getText(); } public void setOutput(String output) { outputArea.setText(output); } public void addSubmitListener(ActionListener listener) { submitButton.addActionListener(listener); } } ``` 接下来,我们创建一个CFG类,用于处理输入语法G的左递归和公共左因子分解,并添加方法来计算每个非终端符号的FIRST和FOLLOW集。代码如下: ```java import java.util.*; public class CFG { private Map<String, List<String>> productions; public CFG(String input) { productions = new HashMap<>(); String[] lines = input.split("\n"); for (String line : lines) { String[] tokens = line.split(" -> "); String nonterminal = tokens[0]; String[] rhs = tokens[1].split("\\|"); List<String> productionsList = new ArrayList<>(Arrays.asList(rhs)); productions.put(nonterminal, productionsList); } } public Map<String, Set<String>> getFirst() { Map<String, Set<String>> first = new HashMap<>(); for (String nonterminal : productions.keySet()) { first.put(nonterminal, new HashSet<>()); } boolean changed; do { changed = false; for (String nonterminal : productions.keySet()) { for (String production : productions.get(nonterminal)) { String[] symbols = production.split("\\s+"); int i = 0; while (i < symbols.length) { String symbol = symbols[i]; if (isTerminal(symbol)) { changed |= first.get(nonterminal).add(symbol); break; } else { Set<String> firstOfSymbol = first.get(symbol); changed |= first.get(nonterminal).addAll(firstOfSymbol); if (!firstOfSymbol.contains("")) { break; } } i++; } if (i == symbols.length) { changed |= first.get(nonterminal).add(""); } } } } while (changed); return first; } public Map<String, Set<String>> getFollow(Map<String, Set<String>> first) { Map<String, Set<String>> follow = new HashMap<>(); for (String nonterminal : productions.keySet()) { follow.put(nonterminal, new HashSet<>()); } follow.get("S").add("$"); boolean changed; do { changed = false; for (String nonterminal : productions.keySet()) { for (String production : productions.get(nonterminal)) { String[] symbols = production.split("\\s+"); for (int i = 0; i < symbols.length; i++) { String symbol = symbols[i]; if (isNonterminal(symbol)) { Set<String> followOfSymbol = follow.get(symbol); int j = i + 1; while (j < symbols.length) { Set<String> firstOfNextSymbol = first.get(symbols[j]); changed |= followOfSymbol.addAll(firstOfNextSymbol); if (!firstOfNextSymbol.contains("")) { break; } j++; } if (j == symbols.length) { changed |= followOfSymbol.addAll(follow.get(nonterminal)); } } } } } } while (changed); return follow; } public boolean isNonterminal(String symbol) { return symbol.matches("[A-Z].*"); } public boolean isTerminal(String symbol) { return !isNonterminal(symbol); } public String eliminateLeftRecursion() { List<String> nonterminals = new ArrayList<>(productions.keySet()); StringBuilder output = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < nonterminals.size(); i++) { String nonterminal = nonterminals.get(i); output.append(nonterminal).append(" -> "); List<String> productionsList = productions.get(nonterminal); List<String> alpha = new ArrayList<>(); List<String> beta = new ArrayList<>(); for (String production : productionsList) { String[] symbols = production.split("\\s+"); if (symbols[0].equals(nonterminal)) { alpha.add(production.substring(nonterminal.length() + 3)); } else { beta.add(production); } } if (alpha.isEmpty()) { output.append(String.join(" | ", beta)).append("\n"); continue; } String newNonterminal = nonterminal + "'"; output.append(String.join(" | ", beta)).append(" ").append(newNonterminal).append("\n"); List<String> newProductions = new ArrayList<>(); for (String b : beta) { newProductions.add(b + " " + newNonterminal); } newProductions.add(""); List<String> newAlphaProductions = new ArrayList<>(); for (String a : alpha) { newAlphaProductions.add(a.substring(1) + " " + newNonterminal); } newAlphaProductions.add(""); productions.put(nonterminal, new ArrayList<>(newProductions)); productions.put(newNonterminal, new ArrayList<>(newAlphaProductions)); nonterminals.add(i + 1, newNonterminal); } return output.toString(); } public String factorize() { List<String> nonterminals = new ArrayList<>(productions.keySet()); StringBuilder output = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < nonterminals.size(); i++) { String nonterminal = nonterminals.get(i); List<String> productionsList = productions.get(nonterminal); Map<String, List<String>> groups = new HashMap<>(); for (String production : productionsList) { String symbol = production.split("\\s+")[0]; if (!groups.containsKey(symbol)) { groups.put(symbol, new ArrayList<>()); } groups.get(symbol).add(production); } List<String> newProductions = new ArrayList<>(); for (String symbol : groups.keySet()) { List<String> group = groups.get(symbol); if (group.size() > 1) { String newNonterminal = nonterminal + "'"; output.append(newNonterminal).append(" -> ").append(symbol).append(" ").append(newNonterminal).append("\n"); productions.put(newNonterminal, new ArrayList<>(group)); newProductions.add(symbol + " " + newNonterminal); nonterminals.add(i + 1, newNonterminal); } else { newProductions.addAll(group); } } productions.put(nonterminal, newProductions); } return output.toString(); } } ``` 最后,我们实现LL(1)解析器算法,使用一个解析器类来实现此算法。代码如下: ```java import java.util.*; public class Parser { private String[][] parsingTable; private Map<String, List<String>> productions; public Parser(Map<String, Set<String>> first, Map<String, Set<String>> follow, CFG cfg) { Set<String> terminals = new HashSet<>(); Set<String> nonterminals = new HashSet<>(cfg.productions.keySet()); productions = cfg.productions; for (String nonterminal : nonterminals) { terminals.addAll(first.get(nonterminal)); terminals.addAll(follow.get(nonterminal)); } terminals.remove(""); parsingTable = new String[nonterminals.size() + 1][terminals.size() + 1]; for (int i = 0; i < parsingTable.length; i++) { for (int j = 0; j < parsingTable[0].length; j++) { parsingTable[i][j] = ""; } } for (String nonterminal : nonterminals) { int i = getIndex(nonterminal, nonterminals); for (String production : productions.get(nonterminal)) { Set<String> firstOfProduction = getFirstOfProduction(production, first); for (String symbol : firstOfProduction) { if (!symbol.equals("")) { int j = getIndex(symbol, terminals); parsingTable[i][j] = production; } } if (firstOfProduction.contains("")) { for (String symbol : follow.get(nonterminal)) { int j = getIndex(symbol, terminals); parsingTable[i][j] = production; } } } } } public boolean parse(String input) { Stack<String> stack = new Stack<>(); stack.push("$"); stack.push("S"); String[] tokens = input.split("\\s+"); int i = 0; while (!stack.empty()) { String top = stack.pop(); if (isTerminal(top)) { if (!top.equals(tokens[i])) { return false; } i++; } else if (isNonterminal(top)) { int row = getIndex(top, productions.keySet()); int col = getIndex(tokens[i], parsingTable[0]); String production = parsingTable[row][col]; if (production.equals("")) { return false; } String[] symbols = production.split("\\s+"); for (int j = symbols.length - 1; j >= 0; j--) { stack.push(symbols[j]); } } } return true; } public Set<String> getFirstOfProduction(String production, Map<String, Set<String>> first) { String[] symbols = production.split("\\s+"); Set<String> firstOfProduction = new HashSet<>(); int i = 0; while (i < symbols.length) { String symbol = symbols[i]; if (isTerminal(symbol)) { firstOfProduction.add(symbol); break; } else { Set<String> firstOfSymbol = first.get(symbol); firstOfProduction.addAll(firstOfSymbol); if (!firstOfSymbol.contains("")) { break; } } i++; } if (i == symbols.length) { firstOfProduction.add(""); } return firstOfProduction; } public boolean isNonterminal(String symbol) { return symbol.matches("[A-Z].*"); } public boolean isTerminal(String symbol) { return !isNonterminal(symbol); } public int getIndex(String symbol, Set<String> set) { int i = 0; for (String s : set) { if (s.equals(symbol)) { return i; } i++; } return -1; } public int getIndex(String symbol, String[] array) { int i = 0; for (String s : array) { if (s.equals(symbol)) { return i; } i++; } return -1; } } ``` 最后,我们将CFG类和解析器类与GUI类集成,以便用户可以输入要解析的句子,并且输出可以显示在屏幕上。代码如下: ```java import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.util.Map; import java.util.Set; public class Main { public static void main(String[] args) { CFG_GUI gui = new CFG_GUI(); gui.addSubmitListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { String input = gui.getInput(); CFG cfg = new CFG(input); String output = ""; output += "Original Grammar:\n" + input + "\n\n"; output += "Eliminated Left Recursion:\n" + cfg.eliminateLeftRecursion() + "\n"; output += "Factored Grammar:\n" + cfg.factorize() + "\n"; Map<String, Set<String>> first = cfg.getFirst(); output += "FIRST Sets:\n"; for (String nonterminal : first.keySet()) { output += nonterminal + ": " + first.get(nonterminal) + "\n"; } output += "\n"; Map<String, Set<String>> follow = cfg.getFollow(first); output += "FOLLOW Sets:\n"; for (String nonterminal : follow.keySet()) { output += nonterminal + ": " + follow.get(nonterminal) + "\n"; } output += "\n"; Parser parser = new Parser(first, follow, cfg); output += "Parsing Table:\n"; output += String.format("%-6s", ""); Set<String> terminals = parser.getIndex("", first).isEmpty() ? first.get("S") : first.get(""); for (String terminal : terminals) { output += String.format("%-25s", terminal); } output += "\n"; for (String nonterminal : cfg.productions.keySet()) { output += String.format("%-6s", nonterminal); for (String terminal : terminals) { String production = parser.parsingTable[parser.getIndex(nonterminal, cfg.productions.keySet())][parser.getIndex(terminal, parser.parsingTable[0])]; if (!production.equals("")) { output += String.format("%-25s", nonterminal + " -> " + production); } else { output += String.format("%-25s", ""); } } output += "\n"; } output += "\n"; boolean success = parser.parse(gui.getInput()); output += "Parsing Result: " + (success ? "Accepted" : "Rejected"); gui.setOutput(output); } }); } } ```

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