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【编译原理】递归下降语法分析设计原理与实现
2022-07-31 02:56:00 【Somia8889】
目录
程序功能
输入词法分析输出的二元式序列，即某算术表达式“专题 1”的输出结果；
输出输入串是否为该文法定义的算术表达式的判断结果；
递归下降分析程序应能发现简单的语法错误；
递归下降程序可以分析赋值语句和 if 语句。
目标任务
完成以下描述赋值语句的 LL(1)文法的递归下降分析程序
G[S]: S→V=E
E→TE′
E′→ATE′|ε
T→FT′
T′→MFT′|ε
F→ (E)|i
A→+|-
M→*|/
V→i
终结符号 i 为用户定义的简单变量，即标识符的定义。
First集和Follow集
产生式 | First集 | Follow集 |
S→V=E | {i} | {#} |
E→TE′ | {(,i) | {),#} |
E′→ATE′ E′→ε | {+,-} {ε} | {),#} |
T→FT′ | {(,i} | {+,-,),#} |
T′→MFT′ T′→ε | {*,/} {ε} | {+,-,),#} |
F→ (E) F→i | {(} {i} | {*,/,+,-,),#} |
A→+ A→- | {+} {-} | {(,i} |
M→* M→/ | {*} {/} | {(,i} |
V→i | {i} | {=} |
递归子程序框图
S→V=E
E→TE′
E′→ATE′
E′→ε
T→FT′
T′→MFT′
T′→ε
F→ (E)
F→i
A→+
A→-
M→*
M→/
V→i
测试用例
用例1：
结果：
用例2：
结果：
完整代码
import java.util.*;
import java.io.*;
import java.math.*;
//存放递归子程序
class RecusionFunc{
public void advance() { //指针后移一位
DGXJYF.current++;
}
public boolean S() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=1) //current=i?
return false;
if(!V()) return false; //V=true?
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=27) //current==?
return false;
advance();
if(!E()) return false; //E=true?
System.out.println("S");
return true;
}
public boolean E() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=1&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=19) //current=i或(?
return false;
if(!T()) return false; //T=true?
if(!Ep()) return false; //Ep=true?
System.out.print("E<-");
return true;
}
public boolean Ep() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=14&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=15) //current=+或-?
{
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=20&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=-1) //current=)或#?
return false;
else{
System.out.print("E'<-");
return true;
}
}
if(!A()) return false; //A=true?
if(!T()) return false; //T=true?
if(Ep()) {
System.out.print("E'<-");
return true;
}
else return false;
}
public boolean T() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=1&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=19) //current=i或(?
return false;
if(!F()) return false; //F=true?
if(!Tp()) return false; //Tp=true?
System.out.print("T<-");
return true;
}
public boolean Tp() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=16&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=29) //current=*或/?
{
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=14&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=15&&
DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=20&&DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=-1)
//current=+或-或)或#?
return false;
else{
System.out.print("T'<-");
return true;
}
}
if(!M()) return false; //A=true?
if(!F()) return false; //T=true?
if(Tp()) {
System.out.print("T'<-");
return true;
}
else return false;
}
public boolean F() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=19) //current=(?
{
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=1) //current=i?
return false;
else {
advance();
System.out.print("F<-");
return true;
}
}
advance();
if(!E()) return false; //E=true?
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=20) //current=)?
return false;
advance();
System.out.print("F<-");
return true;
}
public boolean A() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=14) //current=+?
{
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=15) //current=-?
return false;
}
advance();
System.out.print("A<-");
return true;
}
public boolean M() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=16) //current=*?
{
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=29) //current=/?
return false;
}
advance();
System.out.print("M<-");
return true;
}
public boolean V() {
if(DGXJYF.program.get(DGXJYF.current)!=1) //current=i?
return false;
advance();
System.out.print("V<-");
return true;
}
}
public class DGXJYF {
public static int current;
public static ArrayList<Integer> program;
public static void main(String[] args) throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
//读入二元式序列
File file=new File("test2.txt");
Scanner in=new Scanner(file);
StringBuffer sb=new StringBuffer();
while(in.hasNextLine()) {
String t=in.next();
sb.append(t);
}
in.close();
//把二元式处理到pragram整型ArrayList中
program=new ArrayList<Integer>();
String sp=sb.toString();
for(int i=0;i<sp.length();i++) {
//类别编号总跟在(左括号后面，因此识别左括号
if(sp.charAt(i)=='(') {
i++;
int tid=0;
while(sp.charAt(i)>='0'&&sp.charAt(i)<='9') { //如果是数字
tid=tid*10+sp.charAt(i)-'0'; //更新数字，保证多位的数字正确输入
i++;
}
i--;
if(tid>0)
program.add(tid);
}
}
program.add(-1); //表示结束的#
for(int i=0;i<program.size();i++)
System.out.println(program.get(i));
current=0;
RecusionFunc rf=new RecusionFunc();
if(rf.S()) System.out.println("语法分析正确！");
else System.out.println("\n赋值语句错误：在第"+current+"个单词符号后");
}
}
增加条件语句的目标任务
选做：如有可能，考虑如何用文法描述 C 语言的 if 语句，使整个文法仍然为 LL（1）文法，并使得你的递归下降程序可以分析赋值语句和 if 语句。
文法描述if语句大致如下：
<程序>→if(<比较语句>){<程序>}<后续分支> | <赋值语句>
<后续分支>→else{<程序>}|ε
<比较语句>→<变量><比较符号><表达式>
<比较符合>→>|<|==|!=|>=|<=
根据以上分析，得到可以描述C语言中赋值语句和if语句的文法如下：
G[S]: S→if(H){S}J|B
J→else{S}|ε
H→VKE
K→>|<|==|!=|>=|<=
B→V=E;
E→TE′
E′→ATE′|ε
T→FT′
T′→MFT′|ε
F→ (E)|i
A→+|-
M→*|/
V→i
增加条件语句的First集和Follow集
产生式 | First集 | Follow集 |
S→if(H){S}J S→B | {if} {i} | {#,}} |
J→else{S} J→ε | {else} {ε} | {#,}} |
H→VKE | {i} | {)} |
K→>|<|==|!=|>=|<= | {>,<,==,!=,>=,<=} | {(,i} |
B→V=E; | {i} | {#,}} |
E→TE′ | {(,i) | {;,)} |
E′→ATE′ E′→ε | {+,-} {ε} | {;,)} |
T→FT′ | {(,i} | {+,-,;,)} |
T′→MFT′ T′→ε | {*,/} {ε} | {+,-,;,)} |
F→ (E) F→i | {(} {i} | {*,/,+,-,;,)} |
A→+ A→- | {+} {-} | {(,i} |
M→* M→/ | {*} {/} | {(,i} |
V→i | {i} | {=} |
新增子程序框图
S→if(H){S}J
S→B
J→else{S}
J→ε
H→VKE
K→>|<|==|!=|>=|<=
添加条件语句的测试用例
用例1：
结果：
用例2：
结果：
添加条件语句的完整代码
import java.util.*;
import java.io.*;
//存放递归子程序
class RecusionFunc{
public int times=0;
public void advance() { //指针后移一位
DGXJXZ.current++;
}
public boolean S() {
int did=times;
times++;
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=7) //current=if?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1) //current=i?
return false;
if(!B()) return false; //B=true?
return true;
}
advance();
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=19) //cuurent=(?
return false;
advance();
if(!H()) return false; //H=true?
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=20) //current=)?
return false;
advance();
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=23) //current={?
return false;
advance();
if(!S()) return false; //S=true?
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=24) //current=}?
return false;
advance();
if(!J()) return false; //J=true?
if(did>0)
System.out.println("S<-");
else System.out.println("S");
return true;
}
public boolean J() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=8) //current=else?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=24&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=-1)
//current=#或}?
return false;
else return true;
}
advance();
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=23) //current={?
return false;
advance();
if(!S()) return false; //S=true?
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=24) //current=}?
return false;
advance();
return true;
}
public boolean H() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1) //current=i?
return false;
if(!V()) return false; //V=true?
if(!K()) return false; //K=true?
if(!E()) return false; //E=true?
return true;
}
public boolean K() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)==25) //current=>
{
advance();
return true;
}
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)==26) //current=<
{
advance();
return true;
}
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)==33) //current===
{
advance();
return true;
}
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)==32) //current=!=
{
advance();
return true;
}
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)==30) //current=>=
{
advance();
return true;
}
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)==31) //current=<=
{
advance();
return true;
}
return false;
}
public boolean B() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1) //current=i?
return false;
if(!V()) return false; //V=true?
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=27) //current==?
return false;
advance();
if(!E()) return false; //E=true?
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=17) //current=;?
return false;
advance();
System.out.print("B<-");
return true;
}
public boolean E() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=19) //current=i或(?
return false;
if(!T()) return false; //T=true?
if(!Ep()) return false; //Ep=true?
System.out.print("E<-");
return true;
}
public boolean Ep() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=14&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=15) //current=+或-?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=20&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=17) //current=)或#?
return false;
else{
System.out.print("E'<-");
return true;
}
}
if(!A()) return false; //A=true?
if(!T()) return false; //T=true?
if(Ep()) {
System.out.print("E'<-");
return true;
}
else return false;
}
public boolean T() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=19) //current=i或(?
return false;
if(!F()) return false; //F=true?
if(!Tp()) return false; //Tp=true?
System.out.print("T<-");
return true;
}
public boolean Tp() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=16&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=29) //current=*或/?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=14&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=15&&
DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=20&&DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=17)
//current=+或-或)或#?
return false;
else{
System.out.print("T'<-");
return true;
}
}
if(!M()) return false; //A=true?
if(!F()) return false; //T=true?
if(Tp()) {
System.out.print("T'<-");
return true;
}
else return false;
}
public boolean F() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=19) //current=(?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1) //current=i?
return false;
else {
advance();
System.out.print("F<-");
return true;
}
}
advance();
if(!E()) return false; //E=true?
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=20) //current=)?
return false;
advance();
System.out.print("F<-");
return true;
}
public boolean A() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=14) //current=+?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=15) //current=-?
return false;
}
advance();
System.out.print("A<-");
return true;
}
public boolean M() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=16) //current=*?
{
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=29) //current=/?
return false;
}
advance();
System.out.print("M<-");
return true;
}
public boolean V() {
if(DGXJXZ.program.get(DGXJXZ.current)!=1) //current=i?
return false;
advance();
System.out.print("V<-");
return true;
}
}
public class DGXJXZ {
public static int current;
public static ArrayList<Integer> program;
public static void main(String[] args) throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
//读入二元式序列
File file=new File("test4.txt");
Scanner in=new Scanner(file);
StringBuffer sb=new StringBuffer();
while(in.hasNextLine()) {
String t=in.next();
sb.append(t);
}
in.close();
//把二元式处理到pragram整型ArrayList中
program=new ArrayList<Integer>();
String sp=sb.toString();
for(int i=0;i<sp.length();i++) {
//类别编号总跟在(左括号后面，因此识别左括号
if(sp.charAt(i)=='(') {
i++;
int tid=0;
while(sp.charAt(i)>='0'&&sp.charAt(i)<='9') { //如果是数字
tid=tid*10+sp.charAt(i)-'0'; //更新数字，保证多位的数字正确输入
i++;
}
i--;
if(tid>0)
program.add(tid);
}
}
program.add(-1); //表示结束的#
for(int i=0;i<program.size();i++)
System.out.println(program.get(i));
current=0;
RecusionFunc rf=new RecusionFunc();
if(rf.S()) System.out.println("语法分析正确！");
else System.out.println("\nif语句或赋值语句错误：在第"+current+"个单词符号后");
}
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