掌握编译原理中的First集生成及C++实现

资源摘要信息:"编译原理实验二First集的生成" 编译原理是计算机科学中的重要领域，它主要研究如何将高级语言转换为机器语言。编译器的前端部分通常涉及词法分析、语法分析、语义分析等过程，而First集的生成是语法分析中的一个关键步骤。 首先，我们需要了解First集是什么。在上下文无关文法中，First集是对于任何非终结符，其可能首先出现的所有终结符的集合。它对于构建语法分析器，特别是用于LL(1)分析方法中，是一个基础且重要的概念。 在实验中，目的是掌握两个关键点： 1. 掌握生成First集的规则。这需要理解在上下文无关文法中，如何通过分析产生式来确定非终结符的First集。具体规则包括： - 若A -> α是一个产生式，并且α是非终结符开头的字符串，则First(α)中的所有终结符也是First(A)的一部分。 - 若A -> α是一个产生式，并且α以终结符开头，则这个终结符属于First(A)。 - 若A -> α是一个产生式，并且α能推导出ε（空串），则First(α)中的所有终结符也是First(A)的一部分，同时还要检查其他以A开头的产生式，将它们的First集中的非ε终结符也加入到First(A)中。 2. 掌握使用C++实现生成First集算法。这涉及到编程技能，需要利用数据结构如集合来存储First集，并实现相关函数来计算First集。 实验要求中提到的First()函数，它是一个用于计算First集的函数，它接受两个参数：一个是产生式左部或右部的字符串sSymbol，另一个是用于存储结果的set<char>类型的setFirst。返回值是求出的First集合，即setFirst。 在文法文件的格式方面，实验要求将文法写入名为"zhang_san.txt"的文件中。这个文法文件遵循特定的格式，例如： ``` E->TE' E'->+TE'| T->FT' T'->*FT'| F->(E) ``` 这个文法文件指定了产生式规则，是生成First集的基础。 实验的开发工具指定为Visual Studio 2015，运行环境为Windows10或Windows11，意味着实验的实现需要在这两个平台上的Visual Studio环境中进行。实验内容具体要求实现一个Visual C++ Win32控制台应用程序，用于输出每一个非终结符的First集。 对于编程实现，可以根据以下步骤来设计程序： 1. 读取并解析文法文件，创建文法的数据结构。 2. 实现First()函数，按照上述生成First集的规则计算每个非终结符的First集。 3. 对于每个非终结符，调用First()函数并输出结果。 在实验过程中，应当注意几个编程实践： - 正确处理ε产生式，即能够推导出空串的产生式。 - 对于文法中的递归产生式，要特别注意First集的计算，避免无限递归。 - 确保First集的计算能够处理文法中的所有产生式，包括那些复杂的、包含多个选择的产生式。 最后，实验过程中应当注意调试和测试，确保实现的算法能准确无误地计算出First集。 实验报告应当包括实验目的、理论知识介绍、实验步骤、代码实现和测试结果，以及遇到的问题和解决方案。通过这个实验，可以加深对编译原理中First集生成规则的理解，并且提高使用C++进行算法实现的编程能力。