使用C语言编写LL(1)分析法,输入一个文法,输出first和follow集,并输出预测分析表,利用栈和预测分析表来对输入串进行分析,判断输入串是否是该文法的一个合适的语法范畴。

时间: 2024-06-08 17:09:15 浏览: 84
LL(1)分析法是一种自顶向下的语法分析方法,它在处理输入时从左到右进行,同时采用最左推导的方式。下面是一个使用C语言编写LL(1)分析法的示例: 假设我们有以下文法: ``` S -> ABC A -> a | ε B -> b | ε C -> c | ε ``` 首先,我们需要计算出该文法的First集和Follow集,代码如下: ```C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX 100 char first[MAX][MAX]; char follow[MAX][MAX]; char predict_table[MAX][MAX]; int num_rules; char rules[MAX][MAX]; char non_terminals[MAX]; char terminals[MAX]; int num_non_terminals; int num_terminals; int has_epsilon[MAX]; void compute_first(int index); void compute_follow(); int is_terminal(char c); int is_non_terminal(char c); void add_to_set(char set[], char c); void print_set(char set[]); void print_matrix(char matrix[][MAX], int rows, int cols); int get_terminal_index(char c); int get_non_terminal_index(char c); void initialize_predict_table(); void add_to_predict_table(char non_terminal, char terminal, char rule[]); void print_predict_table(); int main() { printf("Enter the number of rules: "); scanf("%d", &num_rules); printf("Enter the rules:\n"); for (int i = 0; i < num_rules; i++) { scanf("%s", rules[i]); } // Find the non-terminals and terminals for (int i = 0; i < num_rules; i++) { char non_terminal = rules[i][0]; if (!is_non_terminal(non_terminal)) { non_terminals[num_non_terminals++] = non_terminal; } for (int j = 2; j < strlen(rules[i]); j++) { char c = rules[i][j]; if (is_non_terminal(c)) { if (!is_non_terminal(non_terminal)) { add_to_set(first[get_non_terminal_index(non_terminal)], c); } } else { if (c != 'ε') { if (!is_terminal(c)) { terminals[num_terminals++] = c; } add_to_set(first[get_non_terminal_index(non_terminal)], c); break; } else { has_epsilon[get_non_terminal_index(non_terminal)] = 1; } } } } // Compute the first sets for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { compute_first(i); } // Compute the follow sets compute_follow(); // Print the first and follow sets printf("\nFirst sets:\n"); for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { printf("%c: ", non_terminals[i]); print_set(first[i]); } printf("\nFollow sets:\n"); for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { printf("%c: ", non_terminals[i]); print_set(follow[i]); } // Initialize the predict table initialize_predict_table(); // Compute the predict table for (int i = 0; i < num_rules; i++) { char non_terminal = rules[i][0]; int non_terminal_index = get_non_terminal_index(non_terminal); for (int j = 2; j < strlen(rules[i]); j++) { char c = rules[i][j]; if (is_non_terminal(c)) { for (int k = 0; k < strlen(first[get_non_terminal_index(c)]); k++) { char terminal = first[get_non_terminal_index(c)][k]; add_to_predict_table(non_terminal, terminal, rules[i]); } if (!has_epsilon[get_non_terminal_index(c)]) { break; } } else { add_to_predict_table(non_terminal, c, rules[i]); break; } } if (has_epsilon[non_terminal_index]) { for (int k = 0; k < strlen(follow[non_terminal_index]); k++) { char terminal = follow[non_terminal_index][k]; add_to_predict_table(non_terminal, terminal, rules[i]); } } } // Print the predict table printf("\nPredict table:\n"); print_predict_table(); // Parse an input string printf("\nEnter an input string: "); char input[MAX]; scanf("%s", input); // Initialize the stack char stack[MAX]; int top = -1; // Push the start symbol onto the stack stack[++top] = non_terminals[0]; // Parse the input string int i = 0; while (i < strlen(input) && top >= 0) { char c = stack[top]; if (is_terminal(c)) { if (c == input[i]) { top--; i++; } else { printf("\nError: Mismatched input symbol\n"); break; } } else { int row = get_non_terminal_index(c); int col = get_terminal_index(input[i]); if (row == -1 || col == -1) { printf("\nError: Invalid symbol\n"); break; } if (predict_table[row][col] != '-') { char rule[MAX]; strcpy(rule, &(predict_table[row][col])); top--; for (int j = strlen(rule) - 1; j >= 2; j--) { if (rule[j] != 'ε') { stack[++top] = rule[j]; } } } else { printf("\nError: No rule found in predict table\n"); break; } } } if (i == strlen(input) && top == -1) { printf("\nInput string is valid!\n"); } else { printf("\nInput string is invalid!\n"); } return 0; } void compute_first(int index) { char non_terminal = non_terminals[index]; for (int i = 0; i < num_rules; i++) { if (rules[i][0] == non_terminal) { for (int j = 2; j < strlen(rules[i]); j++) { char c = rules[i][j]; if (is_non_terminal(c)) { int non_terminal_index = get_non_terminal_index(c); for (int k = 0; k < strlen(first[non_terminal_index]); k++) { add_to_set(first[index], first[non_terminal_index][k]); } if (!has_epsilon[non_terminal_index]) { break; } } else { add_to_set(first[index], c); break; } } } } } void compute_follow() { add_to_set(follow[0], '$'); for (int i = 0; i < num_rules; i++) { for (int j = 2; j < strlen(rules[i]); j++) { char c = rules[i][j]; if (is_non_terminal(c)) { int non_terminal_index = get_non_terminal_index(c); for (int k = j + 1; k < strlen(rules[i]); k++) { char d = rules[i][k]; if (is_non_terminal(d)) { int d_index = get_non_terminal_index(d); for (int l = 0; l < strlen(first[d_index]); l++) { if (first[d_index][l] != 'ε') { add_to_set(follow[non_terminal_index], first[d_index][l]); } } if (!has_epsilon[d_index]) { break; } } else { add_to_set(follow[non_terminal_index], d); break; } } if (j == strlen(rules[i]) - 1) { int non_terminal_index = get_non_terminal_index(rules[i][0]); for (int k = 0; k < strlen(follow[non_terminal_index]); k++) { add_to_set(follow[index], follow[non_terminal_index][k]); } } } } } } int is_terminal(char c) { for (int i = 0; i < num_terminals; i++) { if (terminals[i] == c) { return 1; } } return 0; } int is_non_terminal(char c) { for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { if (non_terminals[i] == c) { return 1; } } return 0; } void add_to_set(char set[], char c) { if (strchr(set, c) == NULL) { int len = strlen(set); set[len] = c; set[len + 1] = '\0'; } } void print_set(char set[]) { for (int i = 0; i < strlen(set); i++) { printf("%c ", set[i]); } printf("\n"); } void print_matrix(char matrix[][MAX], int rows, int cols) { for (int i = 0; i < rows; i++) { for (int j = 0; j < cols; j++) { printf("%c ", matrix[i][j]); } printf("\n"); } } int get_terminal_index(char c) { for (int i = 0; i < num_terminals; i++) { if (terminals[i] == c) { return i; } } return -1; } int get_non_terminal_index(char c) { for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { if (non_terminals[i] == c) { return i; } } return -1; } void initialize_predict_table() { for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { for (int j = 0; j < num_terminals; j++) { predict_table[i][j] = '-'; } } } void add_to_predict_table(char non_terminal, char terminal, char rule[]) { int row = get_non_terminal_index(non_terminal); int col = get_terminal_index(terminal); if (row != -1 && col != -1) { if (predict_table[row][col] == '-') { strcpy(&(predict_table[row][col]), rule); } else { printf("\nError: Ambiguous grammar\n"); exit(1); } } } void print_predict_table() { printf(" "); for (int i = 0; i < num_terminals; i++) { printf("%c ", terminals[i]); } printf("\n"); for (int i = 0; i < num_non_terminals; i++) { printf("%c | ", non_terminals[i]); for (int j = 0; j < num_terminals; j++) { printf("%c ", predict_table[i][j]); } printf("\n"); } } ``` 该程序先从标准输入读入文法,然后计算出该文法的First集和Follow集,并构建预测分析表。最后,用户可以输入一个字符串,程序将使用栈和预测分析表来对该字符串进行分析。 注意:该程序仅支持包含终结符和非终结符的文法,不支持带有操作符和优先级的文法。
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