用c语言构造一个比较复杂的LL(1)语法分析程序

LL(1)语法分析器通常使用递归下降法实现，它是一种简单而直观的语法分析方法。下面是一个用C语言实现的LL(1)语法分析器示例，它可以识别一个比较复杂的算术表达式语言，包括加减乘除四则运算和括号：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

#define MAX_EXPR_LEN 100

typedef enum {
    TK_PLUS, TK_MINUS, TK_MUL, TK_DIV, TK_LPAREN, TK_RPAREN, TK_NUM, TK_EOF
} token_type;

typedef struct {
    token_type type;
    int value;
} token;

char expr[MAX_EXPR_LEN];
int pos = 0;

token get_token() {
    token t;
    while (isspace(expr[pos])) pos++;
    if (expr[pos] == '+') {
        t.type = TK_PLUS;
        pos++;
    } else if (expr[pos] == '-') {
        t.type = TK_MINUS;
        pos++;
    } else if (expr[pos] == '*') {
        t.type = TK_MUL;
        pos++;
    } else if (expr[pos] == '/') {
        t.type = TK_DIV;
        pos++;
    } else if (expr[pos] == '(') {
        t.type = TK_LPAREN;
        pos++;
    } else if (expr[pos] == ')') {
        t.type = TK_RPAREN;
        pos++;
    } else if (isdigit(expr[pos])) {
        t.type = TK_NUM;
        t.value = 0;
        while (isdigit(expr[pos])) {
            t.value = t.value * 10 + (expr[pos] - '0');
            pos++;
        }
    } else if (expr[pos] == '\0') {
        t.type = TK_EOF;
    } else {
        fprintf(stderr, "Syntax error at position %d\n", pos);
        exit(1);
    }
    return t;
}

int parse_expr();

int parse_factor() {
    token t = get_token();
    int value;
    switch (t.type) {
        case TK_NUM:
            value = t.value;
            break;
        case TK_LPAREN:
            value = parse_expr();
            if (get_token().type != TK_RPAREN) {
                fprintf(stderr, "Syntax error at position %d\n", pos);
                exit(1);
            }
            break;
        default:
            fprintf(stderr, "Syntax error at position %d\n", pos);
            exit(1);
    }
    return value;
}

int parse_term_tail(int value) {
    token t = get_token();
    switch (t.type) {
        case TK_MUL:
            return parse_term_tail(value * parse_factor());
        case TK_DIV:
            return parse_term_tail(value / parse_factor());
        default:
            pos--;
            return value;
    }
}

int parse_term() {
    return parse_term_tail(parse_factor());
}

int parse_expr_tail(int value) {
    token t = get_token();
    switch (t.type) {
        case TK_PLUS:
            return parse_expr_tail(value + parse_term());
        case TK_MINUS:
            return parse_expr_tail(value - parse_term());
        default:
            pos--;
            return value;
    }
}

int parse_expr() {
    return parse_expr_tail(parse_term());
}

int main() {
    printf("Enter an arithmetic expression: ");
    fgets(expr, MAX_EXPR_LEN, stdin);
    int value = parse_expr();
    if (get_token().type != TK_EOF) {
        fprintf(stderr, "Syntax error at position %d\n", pos);
        exit(1);
    }
    printf("Result: %d\n", value);
    return 0;
}

该程序可以读入一个算术表达式，并计算其值。在语法分析过程中，它使用递归下降法实现，其中每个非终结符都对应一个函数。例如，parse_expr() 函数用于分析表达式，它调用 parse_term() 函数和 parse_expr_tail() 函数来处理加减运算。parse_expr_tail() 函数处理加减运算符，如果遇到乘除运算符则返回上一层递归，parse_term() 函数处理乘除运算，parse_factor() 函数处理括号和数字。get_token() 函数用于识别下一个 Token，并返回其类型和值。如果遇到语法错误，则会在 stderr 中输出错误信息并退出程序。