PYTHON实现LR语法分析器
时间: 2024-01-08 15:03:27 浏览: 31
LR语法分析器是一种自底向上的语法分析器,其实现算法比较复杂。下面是一个简单的Python实现,以LR(0)语法分析器为例。
首先,我们需要定义一些数据结构来表示语法规则和状态集合。我们可以用一个字典来表示语法规则,其中键是非终结符,值是由该非终结符推导出的终结符和非终结符组成的列表。我们还需要一个类来表示状态,每个状态包含一个项目集合和一个转移函数集合。
```python
class State:
def __init__(self, items):
self.items = set(items)
self.transitions = {}
class LR0Parser:
def __init__(self, grammar):
self.grammar = grammar
self.states = []
self.build_states()
```
接下来,我们需要实现一个函数来计算项目集闭包。给定一个项目集合,它应该返回包含该集合中所有项目以及可以从这些项目推导出的其他项目的集合。
```python
def closure(self, items):
closure = set(items)
while True:
new_items = set()
for item in closure:
symbol = item.symbol_after_dot()
if symbol in self.grammar.nonterminals:
for rule in self.grammar.rules[symbol]:
new_item = Item(symbol, [], 0)
if new_item not in closure:
new_items.add(new_item)
if not new_items:
return closure
closure.update(new_items)
```
然后,我们需要实现一个函数来计算从一个项目集合出发的所有转移。对于每个终结符和非终结符,该函数应该返回一个新的状态和一个转移函数,这个函数将输入符号移动到项目符号之后。
```python
def goto(self, items, symbol):
goto = set()
for item in items:
if item.symbol_after_dot() == symbol:
new_item = Item(item.nonterminal, item.production, item.dot + 1)
goto.add(new_item)
return State(self.closure(goto))
```
接下来,我们可以实现一个函数来构建所有状态。我们从文法的开始符号开始,计算其闭包,并将其标记为初始状态。然后,我们对于每个状态和每个符号,计算其转移,并将新状态添加到状态集合中。
```python
def build_states(self):
start_rule = Rule(self.grammar.start, [self.grammar.start_symbol])
start_item = Item(start_rule.nonterminal, start_rule.production, 0)
initial_state = State(self.closure([start_item]))
self.states.append(initial_state)
unprocessed_states = [initial_state]
while unprocessed_states:
state = unprocessed_states.pop()
for symbol in self.grammar.terminals + self.grammar.nonterminals:
next_state = self.goto(state.items, symbol)
if next_state.items and next_state not in self.states:
unprocessed_states.append(next_state)
self.states.append(next_state)
state.transitions[symbol] = next_state
```
最后,我们可以实现一个函数来解析输入。我们从初始状态开始,读入输入符号并使用转移函数移动到下一个状态,直到我们达到接受状态或无法继续移动。
```python
def parse(self, input):
stack = [self.states[0]]
for symbol in input:
state = stack[-1]
if symbol in state.transitions:
stack.append(state.transitions[symbol])
else:
return False
return True if stack[-1] in self.accept_states else False
```
这就是一个简单的LR(0)语法分析器的Python实现。当然,这只是一个基础版本,可以根据需要进行更改和扩展。