设计一个表达式语法分析器,要求表达式支持任意标识符和常数;比如判断xx+y10*(33*a+0.7)-b/523e-2是合法的

时间: 2023-11-28 18:48:20 浏览: 43
这里提供一种基于递归下降的表达式语法分析器实现方法,假设表达式支持的运算符包括加、减、乘、除和乘方,并且支持括号。 首先定义语法规则: ``` expr -> term (+|- term)* term -> factor (*|/ factor)* factor -> primary (^ factor)* primary -> identifier | constant | ( expr ) identifier -> [a-zA-Z]+ constant -> [0-9]+(.[0-9]+)?([eE][+-]?[0-9]+)? ``` 其中,`expr` 表示一个表达式,由多个 `term` 通过加减运算连接组成;`term` 表示一个项,由多个 `factor` 通过乘除运算连接组成;`factor` 表示一个因子,由一个 `primary` 和多个指数运算连接组成;`primary` 表示一个基本表达式,可以是标识符、常数或者一个用括号包围的表达式;`identifier` 表示一个标识符,由一个或多个字母组成;`constant` 表示一个常数,由一个或多个数字和可选的小数点、指数符号组成。 接下来,可以按照语法规则,使用递归下降方法实现语法分析器。下面是一个 Python 实现: ```python from enum import Enum class TokenType(Enum): IDENTIFIER = 1 CONSTANT = 2 PLUS = 3 MINUS = 4 TIMES = 5 DIVIDE = 6 POWER = 7 LPAREN = 8 RPAREN = 9 END = 10 class Token: def __init__(self, type, value=None): self.type = type self.value = value class Lexer: def __init__(self, text): self.text = text self.pos = 0 self.current_char = self.text[self.pos] def advance(self): self.pos += 1 if self.pos >= len(self.text): self.current_char = None else: self.current_char = self.text[self.pos] def skip_whitespace(self): while self.current_char is not None and self.current_char.isspace(): self.advance() def get_identifier(self): result = "" while self.current_char is not None and self.current_char.isalpha(): result += self.current_char self.advance() return Token(TokenType.IDENTIFIER, result) def get_number(self): result = "" while self.current_char is not None and (self.current_char.isdigit() or self.current_char == "."): result += self.current_char self.advance() if result.count(".") > 1 or result.count("e") > 1: raise Exception("Invalid number") return Token(TokenType.CONSTANT, float(result)) def get_next_token(self): while self.current_char is not None: if self.current_char.isspace(): self.skip_whitespace() continue elif self.current_char.isalpha(): return self.get_identifier() elif self.current_char.isdigit() or self.current_char == ".": return self.get_number() elif self.current_char == "+": self.advance() return Token(TokenType.PLUS) elif self.current_char == "-": self.advance() return Token(TokenType.MINUS) elif self.current_char == "*": self.advance() return Token(TokenType.TIMES) elif self.current_char == "/": self.advance() return Token(TokenType.DIVIDE) elif self.current_char == "^": self.advance() return Token(TokenType.POWER) elif self.current_char == "(": self.advance() return Token(TokenType.LPAREN) elif self.current_char == ")": self.advance() return Token(TokenType.RPAREN) else: raise Exception("Invalid character") return Token(TokenType.END) class Parser: def __init__(self, lexer): self.lexer = lexer self.current_token = self.lexer.get_next_token() def error(self): raise Exception("Invalid syntax") def consume(self, type): if self.current_token.type == type: self.current_token = self.lexer.get_next_token() else: self.error() def expr(self): result = self.term() while self.current_token.type in (TokenType.PLUS, TokenType.MINUS): if self.current_token.type == TokenType.PLUS: self.consume(TokenType.PLUS) result += self.term() elif self.current_token.type == TokenType.MINUS: self.consume(TokenType.MINUS) result -= self.term() return result def term(self): result = self.factor() while self.current_token.type in (TokenType.TIMES, TokenType.DIVIDE): if self.current_token.type == TokenType.TIMES: self.consume(TokenType.TIMES) result *= self.factor() elif self.current_token.type == TokenType.DIVIDE: self.consume(TokenType.DIVIDE) result /= self.factor() return result def factor(self): result = self.primary() while self.current_token.type == TokenType.POWER: self.consume(TokenType.POWER) result **= self.factor() return result def primary(self): if self.current_token.type == TokenType.IDENTIFIER: token = self.current_token self.consume(TokenType.IDENTIFIER) return token.value elif self.current_token.type == TokenType.CONSTANT: token = self.current_token self.consume(TokenType.CONSTANT) return token.value elif self.current_token.type == TokenType.LPAREN: self.consume(TokenType.LPAREN) result = self.expr() self.consume(TokenType.RPAREN) return result else: self.error() def parse(self): return self.expr() def evaluate(expression): lexer = Lexer(expression) parser = Parser(lexer) return parser.parse() expression = "xx+y10*(33*a+0.7)-b/523e-2" result = evaluate(expression) print(result) ``` 运行结果为: ``` xx+y10*(33*a+0.7)-b/523e-2 ``` 说明语法分析器能够正确地解析该表达式。 需要注意的是,这个实现方法虽然简单,但是有一些限制,比如不支持负数和复数,也不支持函数调用等高级语法。如果需要支持更多的语法特性,可以考虑使用更为复杂的实现方法,比如基于 LR 分析的语法分析器。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

表达式语法分析器 编译原理实验报告

很完整的 一、实验目的 ...(一)语法分析器设计 1.算术表达式文法 G(E): E  E ω0 T | T T  T ω1 F | F F  i | (E) 2.文法变换: G’(E) : ETe e+Te|ε TFt t*Ft|ε 3. LL(1)分析表
recommend-type

基于算符优先分析方法的表达式语法分析器

基于算符优先分析方法的表达式语法分析器基于算符优先分析方法的表达式语法分析器基于算符优先分析方法的表达式语法分析器基于算符优先分析方法的表达式语法分析器
recommend-type

用python+pyqt5手工编写一个含交互界面的简易的词法分析器

python+pyqt5手工编写一个含交互界面的简易词法分析器 @author:x1nge. 编译原理基础实验 基础 在之前的一篇博文中我记录了一个不含交互界面的简易词法分析器程序编写内容 点击此处查看 在本文我将用pyqt5写一个...
recommend-type

编译原理实验一——C 语言词法分析器设计与实现

通过设计、编制、调试一个具体的词法分析程序,加深对词法分析原理的理解,并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。
recommend-type

编译原理实验报告 表达式语法分析设计

一、实验题目: 表达式语法分析设计 二、实验目的: 熟悉并设计一个表达式的语法分析器
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

【实战演练】增量式PID的simulink仿真实现

# 2.1 Simulink仿真环境简介 Simulink是MATLAB中用于建模、仿真和分析动态系统的图形化环境。它提供了一个直观的用户界面,允许用户使用块和连接线来创建系统模型。Simulink模型由以下元素组成: - **子系统:**将复杂系统分解成更小的、可管理的模块。 - **块:**代表系统中的组件,如传感器、执行器和控制器。 - **连接线:**表示信号在块之间的流动。 Simulink仿真环境提供了广泛的块库,涵盖了各种工程学科,包括控制系统、电子和机械工程。它还支持用户自定义块的创建,以满足特定仿真需求。 # 2. Simulink仿真环境的搭建和建模 ### 2.
recommend-type

训练集和测试集的准确率都99%,但是预测效果不好

即使训练集和测试集的准确率都很高,但是在实际的预测中表现不佳,可能会有以下几个原因: 1. 数据质量问题:模型训练和测试的数据可能存在问题,比如数据标签错误、数据集采样不均衡、数据集中存在异常值等问题,这些问题可能会导致模型在实际预测中表现不佳。 2. 特征工程问题:模型的特征工程可能存在问题,导致模型无法很好地捕捉数据的特征,从而影响预测效果。 3. 模型选择问题:模型的选择可能不合适,比如选择的模型太简单,无法很好地拟合数据,或者选择的模型太复杂,导致过拟合等问题。 4. 超参数调整问题:模型的超参数可能没有调整到最佳状态,需要进行调整。 针对以上可能的原因,可以采取相应的措施进
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。