《编译原理》
上机实验报告
标题：LL(1)语法分析程序
单位：计算机学院20##级13班
报告人：
指导教师：
编程环境：VC＋＋6.0
时 间：20##年5月13日
1.设计要求
（1）对输入文法，它能判断是否为LL(1)文法，若是，则转（2）；否则报错并终止；
（2）输入已知文法，由程序自动生成它的LL(1)分析表；
（3）对于给定的输入串，应能判断识别该串是否为给定文法的句型。
2.分析
该程序可分为如下几步：
（1）读入文法
（2）判断正误
（3）若无误，判断是否为LL(1)文法
（4）若是，构造分析表；
（5）由总控算法判断输入符号串是否为该文法的句型。
3.流程图
4.源程序
/*******************************************
语法分析程序
作者：龚勋 刘栋 罗晓波
学号：200131500342 200131500350 200131500351
计科系 13班
********************************************/
#include
#include
#include
/*******************************************/
int count=0; /*分解的产生式的个数*/
int number; /*所有终结符和非终结符的总数*/
char start; /*开始符号*/
char termin[50]; /*终结符号*/
char non_ter[50]; /*非终结符号*/
char v[50]; /*所有符号*/
char left[50]; /*左部*/
char right[50][50]; /*右部*/
char first[50][50],follow[50][50]; /*各产生式右部的FIRST和左部的FOLLOW集合*/
char first1[50][50]; /*所有单个符号的FIRST集合*/
char select[50][50]; /*各单个产生式的SELECT集合*/
char f[50],F[50]; /*记录各符号的FIRST和FOLLOW是否已求过*/
char empty[20]; /*记录可直接推出^的符号*/
char TEMP[50]; /*求FOLLOW时存放某一符号串的FIRST集合*/
int validity=1; /*表示输入文法是否有效*/
int ll=1; /*表示输入文法是否为LL(1)文法*/
int M[20][20]; /*分析表*/
char choose; /*用户输入时使用*/
char empt[20]; /*求_emp()时使用*/
char fo[20]; /*求FOLLOW集合时使用*/
/*******************************************
判断一个字符是否在指定字符串中
********************************************/
int in(char c,char *p)
{
int i;
if(strlen(p)==0)
return(0);
for(i=0;;i++)
{
if(p[i]==c)
return(1); /*若在，返回1*/
if(i==strlen(p))
return(0); /*若不在，返回0*/
}
}
/*******************************************
得到一个不是非终结符的符号
********************************************/
char c()
{
char c='A';
while(in(c,non_ter)==1)
c++;
return(c);
}
/*******************************************
分解含有左递归的产生式
********************************************/
void recur(char *point)
{ /*完整的产生式在point[]中*/
int j,m=0,n=3,k;
char temp[20],ch;
ch=c(); /*得到一个非终结符*/
k=strlen(non_ter);
non_ter[k]=ch;
non_ter[k+1]='\0';
for(j=0;j＜=strlen(point)-1;j++)
{
if(point[n]==point[0])
{ /*如果‘|’后的首符号和左部相同*/
for(j=n+1;j＜=strlen(point)-1;j++)
{
while(point[j]!='|'&&point[j]!='\0')
temp[m++]=point[j++];
left[count]=ch;
memcpy(right[count],temp,m);
right[count][m]=ch;
right[count][m+1]='\0';
m=0;
count++;
if(point[j]=='|')
{
n=j+1;
break;
}
}
}
else
{ /*如果‘|’后的首符号和左部不同*/
left[count]=ch;
right[count][0]='^';
right[count][1]='\0';
count++;
for(j=n;j＜=strlen(point)-1;j++)
{
if(point[j]!='|')
temp[m++]=point[j];
else
{
left[count]=point[0];
memcpy(right[count],temp,m);
right[count][m]=ch;
right[count][m+1]='\0';
printf(" count=%d ",count);
m=0;
count++;
}
}
left[count]=point[0];
memcpy(right[count],temp,m);
right[count][m]=ch;
right[count][m+1]='\0';
count++;
m=0;
}
}
}
/*******************************************
分解不含有左递归的产生式
********************************************/
void non_re(char *point)
{
int m=0,j;
char temp[20];
for(j=3;j＜=strlen(point)-1;j++)
{
if(point[j]!='|')
temp[m++]=point[j];
else
{
left[count]=point[0];
memcpy(right[count],temp,m);
right[count][m]='\0';
m=0;
count++;
}
}
left[count]=point[0];
memcpy(right[count],temp,m);
right[count][m]='\0';
count++;
m=0;
}
/*******************************************
读入一个文法
********************************************/
char grammer(char *t,char *n,char *left,char right[50][50])
{
char vn[50],vt[50];
char s;
char p[50][50];
int i,j,k;
printf("\n请输入文法的非终结符号串：");
scanf("%s",vn);
getchar();
i=strlen(vn);
memcpy(n,vn,i);
n[i]='\0';
printf("请输入文法的终结符号串：");
scanf("%s",vt);
getchar();
i=strlen(vt);
memcpy(t,vt,i);
t[i]='\0';
printf("请输入文法的开始符号：");
scanf("%c",&s);
getchar();
printf("请输入文法产生式的条数：");
scanf("%d",&i);
getchar();
for(j=1;j＜=i;j++)
{
printf("请输入文法的第%d条（共%d条）产生式：",j,i);
scanf("%s",p[j-1]);
getchar();
}
for(j=0;j＜=i-1;j++)
if(p[j][1]!='-'||p[j][2]!='＞')
{ printf("\ninput error!");
validity=0;
return('\0');
} /*检测输入错误*/
for(k=0;k＜=i-1;k++)
{ /*分解输入的各产生式*/
if(p[k][3]==p[k][0])
recur(p[k]);
else
non_re(p[k]);
}
return(s);
}
/*******************************************
将单个符号或符号串并入另一符号串
********************************************/
void merge(char *d,char *s,int type)
{ /*d是目标符号串，s是源串，type＝1，源串中的‘ ^ ’一并并入目串；
type＝2，源串中的‘ ^ ’不并入目串*/
int i,j;
for(i=0;i＜=strlen(s)-1;i++)
{
if(type==2&&s[i]=='^')
;
else
{
for(j=0;;j++)
{
if(j
break;
if(j==strlen(d))
{
d[j]=s[i];
d[j+1]='\0';
break;
}
}
}
}
}
/*******************************************
求所有能直接推出^的符号
********************************************/
void emp(char c)
{ /*即求所有由‘ ^ ’推出的符号*/
char temp[10];
int i;
for(i=0;i＜=count-1;i++)
{
if(right[i][0]==c&&strlen(right[i])==1)
{
temp[0]=left[i];
temp[1]='\0';
merge(empty,temp,1);
emp(left[i]);
}
}
}
/*******************************************
求某一符号能否推出‘ ^ ’
********************************************/
int _emp(char c)
{ /*若能推出，返回1；否则，返回0*/
int i,j,k,result=1,mark=0;
char temp[20];
temp[0]=c;
temp[1]='\0';
merge(empt,temp,1);
if(in(c,empty)==1)
return(1);
for(i=0;;i++)
{
if(i==count)
return(0);
if(left[i]==c) /*找一个左部为c的产生式*/
{
j=strlen(right[i]); /*j为右部的长度*/
if(j==1&&in(right[i][0],empty)==1)
return(1);
else if(j==1&&in(right[i][0],termin)==1)
return(0);
else
{
for(k=0;k＜=j-1;k++)
if(in(right[i][k],empt)==1)
mark=1;
if(mark==1)
continue;
else
{
for(k=0;k＜=j-1;k++)
{
result*=_emp(right[i][k]);
temp[0]=right[i][k];
temp[1]='\0';
merge(empt,temp,1);
}
}
}
if(result==0&&i
continue;
else if(result==1&&i
return(1);
}
}
}
/*******************************************
判断读入的文法是否正确
********************************************/
int judge()
{
int i,j;
for(i=0;i＜=count-1;i++)
{
if(in(left[i],non_ter)==0)
{ /*若左部不在非终结符中，报错*/
printf("\nerror1!");
validity=0;
return(0);
}
for(j=0;j＜=strlen(right[i])-1;j++)
{
if(in(right[i][j],non_ter)==0&&in(right[i][j],termin)==0&&right[i][j]!='^')
{ /*若右部某一符号不在非终结符、终结符中且不为‘ ^ ’，报错*/
printf("\nerror2!");
validity=0;
return(0);
}
}
}
return(1);
}
/*******************************************
求单个符号的FIRST
********************************************/
void first2(int i)
{ /*i为符号在所有输入符号中的序号*/
char c,temp[20];
int j,k,m;
c=v[i];
char ch='^';
emp(ch);
if(in(c,termin)==1) /*若为终结符*/
{
first1[i][0]=c;
first1[i][1]='\0';
}
else if(in(c,non_ter)==1) /*若为非终结符*/
{
for(j=0;j＜=count-1;j++)
{
if(left[j]==c)
{
if(in(right[j][0],termin)==1||right[j][0]=='^')
{
temp[0]=right[j][0];
temp[1]='\0';
merge(first1[i],temp,1);
}
else if(in(right[j][0],non_ter)==1)
{
if(right[j][0]==c)
continue;
for(k=0;;k++)
if(v[k]==right[j][0])
break;
if(f[k]=='0')
{
first2(k);
f[k]='1';
}
merge(first1[i],first1[k],2);
for(k=0;k＜=strlen(right[j])-1;k++)
{
empt[0]='\0';
if(_emp(right[j][k])==1&&k
{
for(m=0;;m++)
if(v[m]==right[j][k+1])
break;
if(f[m]=='0')
{
first2(m);
f[m]='1';
}
merge(first1[i],first1[m],2);
}
else if(_emp(right[j][k])==1&&k==strlen(right[j])-1)
{
temp[0]='^';
temp[1]='\0';
merge(first1[i],temp,1);
}
else
break;
}
}
}
}
}
f[i]='1';
}
/*******************************************
求各产生式右部的FIRST
********************************************/
void FIRST(int i,char *p)
{
int length;
int j,k,m;
char temp[20];
length=strlen(p);
if(length==1) /*如果右部为单个符号*/
{
if(p[0]=='^')
{
if(i＞=0)
{
first[i][0]='^';
first[i][1]='\0';
}
else
{
TEMP[0]='^';
TEMP[1]='\0';
}
}
else
{
for(j=0;;j++)
if(v[j]==p[0])
break;
if(i＞=0)
{
memcpy(first[i],first1[j],strlen(first1[j]));
first[i][strlen(first1[j])]='\0';
}
else
{
memcpy(TEMP,first1[j],strlen(first1[j]));
TEMP[strlen(first1[j])]='\0';
}
}
}
else /*如果右部为符号串*/
{
for(j=0;;j++)
if(v[j]==p[0])
break;
if(i＞=0)
merge(first[i],first1[j],2);
else
merge(TEMP,first1[j],2);
for(k=0;k＜=length-1;k++)
{
empt[0]='\0';
if(_emp(p[k])==1&&k
{
for(m=0;;m++)
if(v[m]==right[i][k+1])
break;
if(i＞=0)
merge(first[i],first1[m],2);
else
merge(TEMP,first1[m],2);
}
else if(_emp(p[k])==1&&k==length-1)
{
temp[0]='^';
temp[1]='\0';
if(i＞=0)
merge(first[i],temp,1);
else
merge(TEMP,temp,1);
}
else if(_emp(p[k])==0)
break;
}
}
}
/*******************************************
求各产生式左部的FOLLOW
********************************************/
void FOLLOW(int i)
{
int j,k,m,n,result=1;
char c,temp[20];
c=non_ter[i]; /*c为待求的非终结符*/
temp[0]=c;
temp[1]='\0';
merge(fo,temp,1);
if(c==start)
{ /*若为开始符号*/
temp[0]='#';
temp[1]='\0';
merge(follow[i],temp,1);
}
for(j=0;j＜=count-1;j++)
{
if(in(c,right[j])==1) /*找一个右部含有c的产生式*/
{
for(k=0;;k++)
if(right[j][k]==c)
break; /*k为c在该产生式右部的序号*/
for(m=0;;m++)
if(v[m]==left[j])
break; /*m为产生式左部非终结符在所有符号中的序号*/
if(k==strlen(right[j])-1)
{ /*如果c在产生式右部的最后*/
if(in(v[m],fo)==1)
{
merge(follow[i],follow[m],1);
continue;
}
if(F[m]=='0')
{
FOLLOW(m);
F[m]='1';
}
merge(follow[i],follow[m],1);
}
else
{ /*如果c不在产生式右部的最后*/
for(n=k+1;n＜=strlen(right[j])-1;n++)
{
empt[0]='\0';
result*=_emp(right[j][n]);
}
if(result==1)
{ /*如果右部c后面的符号串能推出^*/
if(in(v[m],fo)==1)
{ /*避免循环递归*/
merge(follow[i],follow[m],1);
continue;
}
if(F[m]=='0')
{
FOLLOW(m);
F[m]='1';
}
merge(follow[i],follow[m],1);
}
for(n=k+1;n＜=strlen(right[j])-1;n++)
temp[n-k-1]=right[j][n];
temp[strlen(right[j])-k-1]='\0';
FIRST(-1,temp);
merge(follow[i],TEMP,2);
}
}
}
F[i]='1';
}
/*******************************************
判断读入文法是否为一个LL(1)文法
********************************************/
int ll1()
{
int i,j,length,result=1;
char temp[50];
for(j=0;j＜=49;j++)
{ /*初始化*/
first[j][0]='\0';
follow[j][0]='\0';
first1[j][0]='\0';
select[j][0]='\0';
TEMP[j]='\0';
temp[j]='\0';
f[j]='0';
F[j]='0';
}
for(j=0;j＜=strlen(v)-1;j++)
first2(j); /*求单个符号的FIRST集合*/
printf("\nfirst1:");
for(j=0;j＜=strlen(v)-1;j++)
printf("%c:%s ",v[j],first1[j]);
printf("\nempty:%s",empty);
printf("\n:::\n_emp:");
for(j=0;j＜=strlen(v)-1;j++)
printf("%d ",_emp(v[j]));
for(i=0;i＜=count-1;i++)
FIRST(i,right[i]); /*求FIRST*/
printf("\n");
for(j=0;j＜=strlen(non_ter)-1;j++)
{ /*求FOLLOW*/
if(fo[j]==0)
{
fo[0]='\0';
FOLLOW(j);
}
}
printf("\nfirst:");
for(i=0;i＜=count-1;i++)
printf("%s ",first[i]);
printf("\nfollow:");
for(i=0;i＜=strlen(non_ter)-1;i++)
printf("%s ",follow[i]);
for(i=0;i＜=count-1;i++)
{ /*求每一产生式的SELECT集合*/
memcpy(select[i],first[i],strlen(first[i]));
select[i][strlen(first[i])]='\0';
for(j=0;j＜=strlen(right[i])-1;j++)
result*=_emp(right[i][j]);
if(strlen(right[i])==1&&right[i][0]=='^')
result=1;
if(result==1)
{
for(j=0;;j++)
if(v[j]==left[i])
break;
merge(select[i],follow[j],1);
}
}
printf("\nselect:");
for(i=0;i＜=count-1;i++)
printf("%s ",select[i]);
memcpy(temp,select[0],strlen(select[0]));
temp[strlen(select[0])]='\0';
for(i=1;i＜=count-1;i++)
{ /*判断输入文法是否为LL(1)文法*/
length=strlen(temp);
if(left[i]==left[i-1])
{
merge(temp,select[i],1);
if(strlen(temp)
return(0);
}
else
{
temp[0]='\0';
memcpy(temp,select[i],strlen(select[i]));
temp[strlen(select[i])]='\0';
}
}
return(1);
}
/*******************************************
构造分析表M
********************************************/
void MM()
{
int i,j,k,m;
for(i=0;i＜=19;i++)
for(j=0;j＜=19;j++)
M[i][j]=-1;
i=strlen(termin);
termin[i]='#'; /*将#加入终结符数组*/
termin[i+1]='\0';
for(i=0;i＜=count-1;i++)
{
for(m=0;;m++)
if(non_ter[m]==left[i])
break; /*m为产生式左部非终结符的序号*/
for(j=0;j＜=strlen(select[i])-1;j++)
{
if(in(select[i][j],termin)==1)
{
for(k=0;;k++)
if(termin[k]==select[i][j])
break; /*k为产生式右部终结符的序号*/
M[m][k]=i;
}
}
}
}
/*******************************************
总控算法
********************************************/
void syntax()
{
int i,j,k,m,n,p,q;
char ch;
char S[50],str[50];
printf("请输入该文法的句型：");
scanf("%s",str);
getchar();
i=strlen(str);
str[i]='#';
str[i+1]='\0';
S[0]='#';
S[1]=start;
S[2]='\0';
j=0;
ch=str[j];
while(1)
{
if(in(S[strlen(S)-1],termin)==1)
{
if(S[strlen(S)-1]!=ch)
{
printf("\n该符号串不是文法的句型！");
return;
}
else if(S[strlen(S)-1]=='#')
{
printf("\n该符号串是文法的句型.");
return;
}
else
{
S[strlen(S)-1]='\0';
j++;
ch=str[j];
}
}
else
{
for(i=0;;i++)
if(non_ter[i]==S[strlen(S)-1])
break;
for(k=0;;k++)
{
if(termin[k]==ch)
break;
if(k==strlen(termin))
{
printf("\n词法错误！");
return;
}
}
if(M[i][k]==-1)
{
printf("\n语法错误！");
return;
}
else
{
m=M[i][k];
if(right[m][0]=='^')
S[strlen(S)-1]='\0';
else
{
p=strlen(S)-1;
q=p;
for(n=strlen(right[m])-1;n＞=0;n--)
S[p++]=right[m][n];
S[q+strlen(right[m])]='\0';
}
}
}
printf("\nS:%s str:",S);
for(p=j;p＜=strlen(str)-1;p++)
printf("%c",str[p]);
printf(" ");
}
}
/*******************************************
一个用户调用函数
********************************************/
void menu()
{
syntax();
printf("\n是否继续？(y or n):");
scanf("%c",&choose);
getchar();
while(choose=='y')
{
menu();
}
}
/*******************************************
主函数
********************************************/
void main()
{
int i,j;
start=grammer(termin,non_ter,left,right); /*读入一个文法*/
printf("count=%d",count);
printf("\nstart:%c",start);
strcpy(v,non_ter);
strcat(v,termin);
printf("\nv:%s",v);
printf("\nnon_ter:%s",non_ter);
printf("\ntermin:%s",termin);
printf("\nright:");
for(i=0;i＜=count-1;i++)
printf("%s ",right[i]);
printf("\nleft:");
for(i=0;i＜=count-1;i++)
printf("%c ",left[i]);
if(validity==1)
validity=judge();
printf("\nvalidity=%d",validity);
if(validity==1)
{
printf("\n文法有效");
ll=ll1();
printf("\nll=%d",ll);
if(ll==0)
printf("\n该文法不是一个LL1文法！");
else
{
MM();
printf("\n");
for(i=0;i＜=19;i++)
for(j=0;j＜=19;j++)
if(M[i][j]＞=0)
printf("M[%d][%d]=%d ",i,j,M[i][j]);
printf("\n");
menu();
}
}
}
5.执行结果
（1）输入一个文法
（2）输入一个符号串
（3）再次输入一个符号串，然后退出程序
