语法分析器的设计与实现-预测分析子程序 代码

预测分析子程序是一种自顶向下的语法分析方法，它使用一个预测分析表来确定每个非终结符号的下一步操作。下面是一个简单的预测分析程序的实现，假设我们的文法为：

S -> aAB
A -> bA | ε
B -> cB | d

其中，S、A 和 B 是非终结符号，a、b、c 和 d 是终结符号。

class Parser:
    def __init__(self, grammar):
        self.grammar = grammar
        self.predictive_table = self.build_predictive_table()

    def build_predictive_table(self):
        table = {}

        for nonterminal in self.grammar.nonterminals:
            for terminal in self.grammar.terminals + ['$']:
                productions = self.grammar.get_productions(nonterminal, terminal)
                if len(productions) == 1:
                    table[(nonterminal, terminal)] = productions[0]
                elif len(productions) > 1:
                    raise ValueError('Grammar is not LL(1)')

        return table

    def parse(self, input):
        stack = ['$']
        input.append('$')
        i = 0

        while stack:
            symbol = stack.pop()
            if symbol in self.grammar.nonterminals:
                production = self.predictive_table[(symbol, input[i])]
                stack.extend(reversed(production.rhs))
            elif symbol == input[i]:
                i += 1
            else:
                raise ValueError('Unexpected token: {}'.format(input[i-1]))

        return True

class Grammar:
    def __init__(self, productions):
        self.productions = productions
        self.nonterminals = set(p.lhs for p in productions)
        self.terminals = set(t for p in productions for t in p.rhs if t not in self.nonterminals)

    def get_productions(self, nonterminal, terminal):
        return [p for p in self.productions if p.lhs == nonterminal and (len(p.rhs) == 1 and p.rhs[0] == terminal or len(p.rhs) > 1 and p.rhs[0] in self.nonterminals and (nonterminal, terminal) in self.predictive_table[(p.rhs[0], terminal)])]

class Production:
    def __init__(self, lhs, rhs):
        self.lhs = lhs
        self.rhs = rhs

grammar = Grammar([
    Production('S', ['a', 'A', 'B']),
    Production('A', ['b', 'A']),
    Production('A', []),
    Production('B', ['c', 'B']),
    Production('B', ['d']),
])

parser = Parser(grammar)
input = ['a', 'b', 'c', 'd']
parser.parse(input)

在预测分析程序中，我们首先构建了一个预测分析表，它是一个字典，键为一个非终结符号和一个终结符号的二元组，值为一个产生式。然后，我们使用一个栈来模拟语法分析过程。我们从栈中弹出一个符号，如果它是一个非终结符号，则查找预测分析表，获取对应的产生式，并将产生式的右部反转后入栈。如果它是一个终结符号，并且与输入符号相同，则继续处理下一个输入符号。如果它是一个终结符号，但与输入符号不同，则抛出异常。

在上面的代码中，我们还定义了一个 Grammar 类，它表示一个文法。该类包含一个产生式列表、非终结符号集合和终结符号集合。我们还定义了一个 Production 类，它表示一个产生式，包含一个左部和一个右部。