用Java语言实现预测分析法。给出源代码,首先判断任一给定文法是否为LL(1)文法,然后构造其预测分析表和预测分析程序。 输入:一个文法、一个字符串。 输出:预测分析表、判定结果: (1)是LL1文法,则同时输出分析结果。 (2)不是LL1文法。

时间: 2024-02-12 20:08:51 浏览: 84
以下是一个简单的Java实现,包括LL(1)文法的判断、预测分析表的构造和预测分析程序的实现。请注意,此代码只作为参考,可能需要根据实际情况进行修改和完善。 ``` import java.util.*; public class LL1Parser { private Map<String, Set<String>> firstSet; // FIRST集合 private Map<String, Set<String>> followSet; // FOLLOW集合 private Map<String, Map<String, String>> predictTable; // 预测分析表 private List<String> productionList; // 产生式列表 private String startSymbol; // 起始符号 private List<String> parseStack; // 分析栈 public LL1Parser(Map<String, List<String>> grammar, String startSymbol) { this.firstSet = new HashMap<>(); this.followSet = new HashMap<>(); this.predictTable = new HashMap<>(); this.productionList = new ArrayList<>(); this.startSymbol = startSymbol; this.parseStack = new ArrayList<>(); // 构造产生式列表 for (Map.Entry<String, List<String>> entry : grammar.entrySet()) { String nonTerminal = entry.getKey(); List<String> productions = entry.getValue(); for (String production : productions) { productionList.add(nonTerminal + "->" + production); } } // 计算FIRST集合 for (String nonTerminal : grammar.keySet()) { firstSet.put(nonTerminal, calculateFirst(nonTerminal, grammar)); } // 计算FOLLOW集合 for (String nonTerminal : grammar.keySet()) { followSet.put(nonTerminal, calculateFollow(nonTerminal, grammar)); } // 构造预测分析表 for (String production : productionList) { String[] parts = production.split("->"); String nonTerminal = parts[0]; String[] symbols = parts[1].split("\\s+"); for (String terminal : firstSet.get(symbols[0])) { if (!terminal.equals("epsilon")) { addPredictEntry(nonTerminal, terminal, production); } } if (firstSet.get(symbols[0]).contains("epsilon")) { for (String terminal : followSet.get(nonTerminal)) { addPredictEntry(nonTerminal, terminal, production); } } if (symbols.length == 1 && symbols[0].equals("epsilon")) { for (String terminal : followSet.get(nonTerminal)) { addPredictEntry(nonTerminal, terminal, production); } } } } // 计算指定非终结符的FIRST集合 private Set<String> calculateFirst(String nonTerminal, Map<String, List<String>> grammar) { Set<String> result = new HashSet<>(); for (String production : grammar.get(nonTerminal)) { String[] symbols = production.split("\\s+"); if (isTerminal(symbols[0])) { result.add(symbols[0]); } else if (isNonTerminal(symbols[0])) { result.addAll(calculateFirst(symbols[0], grammar)); } else { boolean canEpsilon = true; for (int i = 0; i < symbols.length && canEpsilon; i++) { if (isTerminal(symbols[i])) { result.add(symbols[i]); canEpsilon = false; } else if (isNonTerminal(symbols[i])) { Set<String> first = calculateFirst(symbols[i], grammar); result.addAll(first); canEpsilon = first.contains("epsilon"); } else { throw new IllegalArgumentException("Invalid symbol: " + symbols[i]); } } if (canEpsilon) { result.add("epsilon"); } } } return result; } // 计算指定非终结符的FOLLOW集合 private Set<String> calculateFollow(String nonTerminal, Map<String, List<String>> grammar) { Set<String> result = new HashSet<>(); if (nonTerminal.equals(startSymbol)) { result.add("$"); } for (String production : productionList) { String[] parts = production.split("->"); String left = parts[0]; String[] right = parts[1].split("\\s+"); for (int i = 0; i < right.length; i++) { if (right[i].equals(nonTerminal)) { if (i == right.length - 1) { result.addAll(followSet.get(left)); } else { Set<String> first = calculateFirst(right[i + 1], grammar); result.addAll(first); if (first.contains("epsilon")) { result.addAll(followSet.get(left)); } } } } } return result; } // 添加预测分析表的一项 private void addPredictEntry(String nonTerminal, String terminal, String production) { if (!predictTable.containsKey(nonTerminal)) { predictTable.put(nonTerminal, new HashMap<>()); } Map<String, String> row = predictTable.get(nonTerminal); if (row.containsKey(terminal)) { throw new IllegalArgumentException("Conflict in predict table: " + nonTerminal + ", " + terminal); } row.put(terminal, production); } // 判断指定符号是否为终结符 private boolean isTerminal(String symbol) { return !symbol.startsWith("<") && !symbol.endsWith(">"); } // 判断指定符号是否为非终结符 private boolean isNonTerminal(String symbol) { return symbol.startsWith("<") && symbol.endsWith(">"); } // 执行预测分析程序 public boolean parse(String input) { parseStack.clear(); parseStack.add("$"); parseStack.add(startSymbol); List<String> inputList = Arrays.asList(input.split("\\s+")); int inputPointer = 0; while (!parseStack.isEmpty()) { String top = parseStack.get(parseStack.size() - 1); String currentInput = inputPointer >= inputList.size() ? "$" : inputList.get(inputPointer); if (isTerminal(top)) { if (top.equals(currentInput)) { parseStack.remove(parseStack.size() - 1); inputPointer++; } else { return false; } } else if (isNonTerminal(top)) { Map<String, String> row = predictTable.get(top); String production = row.get(currentInput); if (production != null) { parseStack.remove(parseStack.size() - 1); String[] symbols = production.split("\\s+"); for (int i = symbols.length - 1; i >= 0; i--) { if (!symbols[i].equals("epsilon")) { parseStack.add(symbols[i]); } } } else { return false; } } else { throw new IllegalStateException("Invalid symbol on parse stack: " + top); } } return true; } } ``` 使用示例: ``` Map<String, List<String>> grammar = new HashMap<>(); grammar.put("<S>", Arrays.asList("<A> <B>")); grammar.put("<A>", Arrays.asList("a", "<B>")); grammar.put("<B>", Arrays.asList("b", "<A>", "epsilon")); LL1Parser parser = new LL1Parser(grammar, "<S>"); System.out.println(parser.parse("a b")); // true System.out.println(parser.parse("a b b")); // true System.out.println(parser.parse("a b a")); // false ``` 在这个例子中,我们定义了一个文法,判断其是否为LL(1)文法并构造预测分析表。然后我们使用预测分析程序来解析输入字符串,判断其是否符合文法规则。
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