编译原理ll1语法分析实验报告

㈠ 编译原理实验报告

#include<stdio.h>
void main()
{

int m=0,n=0,n1=0,n2=0,n3=0,zg,fzg,flag;
int bz[7]=;/*状态改变控制，1 表示可以改变状态zt值，0 表示不可以*/
int zt[7]=;/*状态值，2表示未定状态，1表示 是，0表示 否*/

char temp[100]="\0";/*用于求first集*/
char z[7];/*非总结符*/
char z1[7];/*总结符*/
char z2[7]="\0";/*gs[]文法中出现的标记个数的辅助字符 01234*/
char gs[100]="\0";/*文法，按顺序排成字符串*/

printf("请依次输入非终结符(不超过7个):");
gets(z);
while(z[m]!='\0')

fzg=m;//zg是非终结符个数

while(n<m)
//生成01234辅助字符
printf("您输入了:");
puts(z);
fflush(stdin);

printf("请依次输入终结符(不超过7个):");
gets(z1);
while(z1[n1]!='\0')

zg=n1;
printf("您输入了:");
puts(z1);
fflush(stdin);

printf("按照正确格式输入所有文法(总长度不超过100格式如下):");
printf("如果文法为(字符'k'表示空):\n");
printf("S-->AB S-->bC A-->k A-->b\n");
printf("输入:0SAB0SbC1Ak1Ab\n");
printf(" (注:数字01234表示第一二三四个非终结符)\n");

gets(gs);
fflush(stdin);
printf("您输入了:");
puts(gs);
m=0;
//对于输入文法字符串的转换，将每个文法式左部去除
while(gs[m]!='\0')
{
n=m;
if(gs[m]>='0'&&gs[m]<='9')
{
m++;
while(gs[m]!='\0')
{
gs[m]=gs[m+1];
m++;
}
//gs[m-1]='\0';
}
m=++n;
}

m=0;

//puts(gs);

/*情况一，直接判定是 形如: (A-->k) */
while(gs[m]!='\0')
{
if(gs[m]=='k')
{
zt[gs[m-1]-48]=1;
bz[gs[m-1]-48]=0;
}
m++;
}

/*情况二，直接判定--否 形如: (D-->aS ,D-->c) */
for(n=0;n<fzg;n++)
{
if(bz[n]==1)
{
m=0;
n2=0;
while(gs[m]!='\0')
{
if(z2[n]==gs[m])
{
if(gs[m+1]>=z1[0]&&gs[m+1]<=z1[n1-1])
zt[n]=0;
else //gs[m+1] 是非终结符n2做标记
}
//跳出循环，无法解决该情况，推到下面情况三
m++;
}
if(n2!=99) //完成所有扫描，未出现非终结符，得出结论zt[n]=0.bz[n]=0不允许再改变zt[n]
}
}

/*情况三，最终判定*/
do
{
flag=0;
for(n=0;n<fzg;n++)
{
if(bz[n]==1) //未得到判定
{ m=0;
while(gs[m]!='\0')
{
if(gs[m]==z2[n]) //判定gs[m]是辅助字符0123
{
m++;
while(gs[m]>='A'&&gs[m]<='Z')
{

n1=0;
for(n2=0;n2<fzg;n2++) //循环查找是gs[m]哪个非终结符
{
if(gs[m]==z[n2])
{
if(zt[n2]==1) //这个非终结符能推出空
zt[n]=1;
else if(bz[n2]==1) //这个非终结符 现在 不能推出空，但它的状态可改即它最终结果还未判定

else
//设 m1 做标记供下一if参考
break; //找到gs[m]是哪个非终结符,for循环完成任务，可以结束
}

}
if(n1==99) break;
m++;
}
}
m++;
}
if(zt[n]==1) bz[n]=0;
if(bz[n]==0) flag=1;//对应for下的第一个if（zt[n]==2）
}

}
}while(flag);

printf("结果是:\n");

for(m=0;m<5;m++)
{
switch(zt[m])
{
case 0:printf("%c---否\n",z[m]);break;
case 1:printf("%c---是\n",z[m]);break;
case 2:printf("%c---未定\n",z[m]);break;
}

}
/*
puts(gs);
puts(zt);
puts(z);
puts(z1);
puts(z2);
printf("%d,,,%d",fzg,zg);
*/

//下面求first集
//下面求first集

for(n=0;n<fzg;n++)

m=0;n=0;n1=0;n2=0;
while(gs[n]>='0'&&gs[n]<='9')
{
for(;m<fzg;m++)
{
if(n2!=m)
n1=0; //m=n2用于第二次以后的for循环中还原上次m的值

if(gs[n]==z2[m])
{
while(gs[n+1]>'9')
{
if(n1==0)
//如果是第一个直接保存

//不是第一个，先与字符数组中其它字符比较，没相同的才保存
else if(gs[n]>='a'&&gs[n]<='z'&&gs[n+1]>='A'&&gs[n+1]<='Z') //gs[n]是终结符 且 gs[n+1]是非终结符
;//什么也不做，程序继续n++，扫描下一个gs[n]

else
{
for(n3=0;n3<=n1;n3++)
{
if(temp[m*13+n3]==gs[n+1])
break;
}

if(n3>n1) //for循环结束是因为n3而不是break

}
n++;
}
break; //break位于if(gs[n]==z2[m]),对于gs[n]已找到z2[m]完成任务跳出for循环
}
}
n2=m; //存放该for循环中m的值
n++;
}
//进一步处理集除去非终结符
m=0;n=0;n1=0;n2=0;
for(m=0;m<fzg;m++)
{
if(flag!=m)
n1=0; //m=flag用于第二次以后的for循环中还原上次m的值

while(temp[m*13+n1]!='\0')
{
while(temp[m*13+n1]>='A'&&temp[m*13+n1]<='Z') //搜索非终结符
{
for(n=0;n<fzg;n++) //确定是哪个非终结符
{if(temp[m*13+n1]==z[n])
break;
}
while(temp[m*13+n1]!='\0') //从temp[n*13+n1]开始每个字符依次往前移动一

n1--;
while(temp[n*13+n2]!='\0') //把z[n]对应的first加入temp[m*13+n1]这个first中，每个字符依次加在最后
{
for(n3=0;n3<n1;n3++) //循环判定是否有相同的字符
{
if(temp[m*13+n3]==temp[n*13+n2])
break;
}
if(temp[n*13+n2]=='k'&&zt[m]==0) //那些不能推出 空，但是因为要加入 其他非终结符的first集 而可能含有 空
n2++;
else if(n3>=n1) //for循环结束是因为n3而不是break ,即无相同字符

else n2++;
}

n1=0;
n2=0;
}

n1++;
}
flag=m; //存放该for循环中m的值
}

//非终结符的first集输出
m=0;n1=0;
for(m=0;m<fzg;m++)
{
n1=0;
printf("非终结符 %c 的first集是: ",z[m]);
while(temp[m*13+n1]!='\0')
{
printf("%c",temp[m*13+n1]);
n1++;
}
printf("\n");
}

}

㈡ 【编译原理】自顶向下LL（1）分析中，消除左递归和提取左因子的目的是什么

提取左因子---避免程序回溯；
消除左递归---消除死循环。

㈢ 编译原理笔记7：语法分析（1）语法分析器的任务、语法错误的处理

语法分析器的两项主要任务，分别：

源程序中的错误可以分为词法/语法错误、语义错误两类。前者主要形式是命名不合法、关键字书写错误、语法结构有问题（比如缺分号、该配对的东西不配对）等；后者则可分为静态/动态两种，静态例如类型使用错误、参数使用错误等，动态语义错误则是无穷递归这类逻辑性的问题。

例如：

紧急恢复：x = a+b+d; // 丢弃掉 b 后的记号，直到遇到 +

短语级恢复： x = a+b; // 加入分号

在写程序时，要养成减少错误的好习惯：每次用变量、参数时，要在使用之前进行初始化，并在直接使用之前检查一下是否出现值为空等问题，防止出现不可预知的错误

㈣ 编译原理的LL(1)文法是什么意思

L表明自顶向下分析是从左向右扫描输入串，第2个L表明分析过程中将用最左到推倒，1表明只需向右看一个符号便可决定如何推倒即选择哪个产生式（规则）进行推导，类似也可以有LL（k）文法，也就是需要向前查看k个符号才能确定选用哪个产生式、、

㈤ 关于LL（1）文法

(1)first(E)={(,i},first(D)={+,-,ε},first(T)={(,i},first(S)={*,/,ε}
first(F)={(,i}
follow(E)={#,)},follow(D)={#,)},follow(T)={+,-,#,)} follow(S)={+,-,#,)} follow(F)={*,/,+,-,#,)}
(2)select(E->TD)=FIRST(TD)={(,i}
SELECT(E->+TD)={+}
SELECT(E->-TD)={-}
SELECT(E->ε)={#,)}
SELECT(T->FS)={(,i}
SELECT(S->*FS)={*}
SELECT(S->/FS)={/}
SELECT(S->ε)={+,-,#,)}
SELECT(F->(E))={(}
SELECT(F->i)={i}
预测分析表：
+ - * / （ ） i #
E ->+TD ->-TD ->TD ->ε ->TD ->ε
D
T ->FS ->FS
S ->ε ->ε ->*FS ->/FS ->(E) ->ε ->ε
F ->i

(3)i/i-i的分析过程：
步骤 输入串 剩余串 移进或规约
1 # i/i-i#
2 #i /i-i# E->TD
3 #DT ......
...
剩余的只要按照书上的步骤填就行了。

㈥ 编译原理实验二 LL(1)分析法

通过完成预测分析法的语法分析程序，了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。使学生了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法，训练学生掌握开发应用程序的基本方法。有利于提高学生的专业素质，为培养适应社会多方面需要的能力。

根据某一文法编制调试 LL(1)分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。
构造预测分析表，并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分析程序。
分析法的功能是利用LL(1)控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号以及LL(1)分析表，对输入符号串自上而下的分析过程。

对文法 的句子进行不含回溯的自上向下语法分析的充分必要条件是：
（1）文法不含左递归；
（2）对于文法中的每一个非终结符 的各个产生式的候选首符集两两不相交，即，若

Follow集合构造：
对于文法 的每个非终结符 构造 的算法是，连续使用下面的规则，直至每个 不再增大为止：

仅给出核心部分
(1) GrammerSymbol.java

(2) GrammerSymbols.java

(3) Grammer.java

(4) LL1Grammer.java

㈦ 编译原理follow集与first集的计算

下面我将介绍一下我关于LL（1）文法部分的计算文法非终结符First集以及Follow集两个知识点的理解。

首先是First集的计算部分，计算First集首先看我们原文法的左边，原文法左边不重复的都要进行First集的计算，计算时具体有以下三种情况：

（1）先看产生式后面的第一个符号，如果是终结符，那就可以直接把它写到这个产生式的First集中，例如：产生式为M->nDc,那在First集中我们就可以直接写上First (M)={ n }；

（2）如果产生式后面的第一个符号是非终结符，就看这个非终结符的产生式，看的时候同样利用前面的两种看法；但是当产生式为ε时，则需要把ε带入到待求First集的元素的产生式中再判断。例如：A->Bc； B->aM；B->ε，求First(A)时，我们看到A的第一个产生式中的第一个符号是B，B是一个非终结符，所以我们就要接着看B的产生式，B的第一个产生式的第一个符号为a，a是一个终结符，直接把a写入First(A)，B的第二个产生式为ε，把ε带入A->Bc中，A->c(注意：如果将B->ε带入表达式后A的产生式为A->ε，ε不可以忽略)，c是终结符，所以把c也写入First(A)，最后First (A)={ a，c }。

（3）当产生式右边全为非终结符，且两个非终结符又都可以推出ε时，我们需要把这个产生式的所有情况都列出来，再分析。例如：A->BC;B->b|ε;C->c|ε。我们把A的所有产生式利用上述两种方法列出来就是A->bc,A->b;A->c,A->ε;最后First (A)={b,c, ε}。

接下来介绍一下Follow集的部分，先简单介绍一下计算Follow集的大致规则。比如我们要求Follow(X)，文法中多个产生式中含有X，则需要考虑多种情况，以下是具体计算时的三种情况：

（1）文法开始符：所有文法开始符的Follow集中都有一个#。

（2）S->αB的形式：求Follow(B)，因为B的后面为空，把Follow(S)写入B的Follow集中。

（3）S->αBβ的形式：求Follow(B)，B后部不为空。

①当β是终结符时，直接把β写入Follow(B)。

②当β是非终结符时，将First (β)（如果First(B)中有ε，就把ε删掉）写入Follow(B)中。（需要注意的是：如果β->ε，那么原产生式就变成了S->αB,也就是第二种情况，这两种情况都要算在Follow(B)中）。

㈧ 编译原理-LL1文法详细讲解

我们知道2型文法( CFG )，它的每个产生式类型都是 α→β ,其中 α ∈ VN , β ∈ (VN∪VT)*。

例如, 一个表达式的文法:

最终推导出 id + (id + id) 的句子，那么它的推导过程就会构成一颗树，即 CFG 分析树：

从分析树可以看出，我们从文法开始符号起，不断地利用产生式的右部替换产生式左部的非终结符，最终推导出我们想要的句子。这种方式我们称为自顶向下分析法。

从文法开始符号起，不断用非终结符的候选式(即产生式)替换当前句型中的非终结符，最终得到相应的句子。
在每一步推导过程中，我们需要做两个选择:

因为一个句型中，可能存在多个非终结符，我们就不确定选择那一个非终结符进行替换。
对于这种情况，我们就需要做强制规定，每次都选择句型中第一个非终结符进行替换(或者每次都选择句型中最后一个非终结符进行替换)。

自顶向下的语法分析采用最左推导方式，即总是选择每个句型的最左非终结符进行替换。

最终的结果是要推导出一个特定句子(例如 id + (id + id) )。
我们将特定句子看成一个输入字符串，而每一个非终结符对应一个处理方法，这个处理方法用来匹配输入字符串的部分，算法如下:

方法解析:

这种方式称为递归下降分析( Recursive-Descent Parsing )：

当选择的候选式不正确，就需要回溯( backtracking )，重新选择候选式，进行下一次尝试匹配。因为要不断的回溯，导致分析效率比较低。

这种方式叫做预测分析( Predictive Parsing )：

要实现预测分析，我们必须保证从文法开始符号起，每一个推导过程中，当前句型最左非终结符 A 对于当前输入字符 a ,只能得到唯一的 A 候选式。

根据上面的解决方法，我们首先想到，如果非终结符 A 的候选式只有一个以终结符 a 开头候选式不就行了么。
进而我们可以得出，如果一个非终结符 A ，它的候选式都是以终结符开头，并且这些终结符都各不相同，那么本身就符合预测分析了。

这就是S_文法，满足下面两个条件:

例子:

这就是一个典型的S_文法，它的每一个非终结符遇到任一终结符得到候选式是确定的。如 S -> aA | bAB , 只有遇到终结符 a 和 b 的时候，才能返回 S 的候选式，遇到其他终结符时，直接报错，匹配不成功。

虽然S_文法可以实现预测分析，但是从它的定义上看，S_文法不支持空产生式(ε产生式)，极大地限制了它的应用。

什么是空产生式(ε产生式)？

例子

这里 A 有了空产生式，那么 S 的产生式组 S -> aA | bAB ，就可以是 a | bB ,这样 a , bb , bc 就变成这个文法 G 的新句子了。

根据预测分析的定义，非终结符对于任一终结符得到的产生式是确定的，要么能获取唯一的产生式，要么不匹配直接报错。

那么空产生式何时被选择呢？

由此可以引入非终结符 A 的后继符号集的概念:
定义: 由文法 G 推导出来的所有句型，可以出现在非终结符 A 后边的终结符 a 的集合，就是这个非终结符 A 的后继符号集，记为 FOLLOW(A) 。

因此对于 A -> ε 空产生式，只要遇到非终结符 A 的后继符号集中的字符，可以选择这个空产生式。
那么对于 A -> a 这样的产生式，只要遇到终结符 a 就可以选择了。

由此我们引入的产生式可选集概念:
定义: 在进行推导时，选用非终结符 A 一个产生式 A→β 对应的输入符号的集合，记为 SELECT(A→β)

因为预测分析要求非终结符 A 对于输入字符 a ,只能得到唯一的 A 候选式。
那么对于一个文法 G 的所有产生式组，要求有相同左部的产生式，它们的可选集不相交。

在 S_文法基础上，我们允许有空产生式，但是要做限制:

将上面例子中的文法改造:

但是q_文法的产生式不能是非终结符打头，这就限制了其应用，因此引入LL(1)文法。

LL(1)文法允许产生式的右部首字符是非终结符，那么怎么得到这个产生式可选集。
我们知道对于产生式:

定义: 给定一个文法符号串 α ， α 的 串首终结符集 FIRST(α) 被定义为可以从 α 推导出的所有串首终结符构成的集合。

定义已经了解清楚了，那么该如何求呢？
例如一个文法符号串 BCDe , 其中 B C D 都是非终结符， e 是终结符。

因此对于一个文法符号串 X1X2 … Xn ，求解 串首终结符集 FIRST(X1X2 … Xn) 算法:

但是这里有一个关键点，如何求非终结符的串首终结符集？

因此对于一个非终结符 A , 求解 串首终结符集 FIRST(A) 算法:

这里大家可能有个疑惑，怎么能将 FIRST(Bβ) 添加到 FIRST(A) 中，如果问文法符号串 Bβ 中包含非终结符 A ，就产生了循环调用的情况，该怎么办?

对于 串首终结符集 ，我想大家疑惑的点就是，串首终结符集到底是针对 文法符号串 的，还是针对 非终结符 的，这个容易弄混。
其实我们应该知道， 非终结符 本身就属于一个特殊的 文法符号串 。
而求解 文法符号串 的串首终结符集，其实就是要知道文法符号串中每个字符的串首终结符集:

上面章节我们知道了，对于非终结符 A 的 后继符号集 :
就是由文法 G 推导出来的所有句型，可以出现在非终结符 A 后边的终结符的集合，记为 FOLLOW(A) 。

仔细想一下，什么样的终结符可以出现在非终结符 A 后面，应该是在产生式中就位于 A 后面的终结符。例如 S -> Aa ，那么终结符 a 肯定属于 FOLLOW(A) 。

因此求非终结符 A 的 后继符号集 算法：

如果非终结符 A 是产生式结尾，那么说明这个产生式左部非终结符后面能出现的终结符，也都可以出现在非终结符 A 后面。

我们可以求出 LL(1) 文法中每个产生式可选集:

根据产生式可选集，我们可以构建一个预测分析表，表中的每一行都是一个非终结符，表中的每一列都是一个终结符，包括结束符号 $ ，而表中的值就是产生式。
这样进行语法推导的时候，非终结符遇到当前输入字符，就可以从预测分析表中获取对应的产生式了。

有了预测分析表，我们就可以进行预测分析了，具体流程:

可以这么理解：

我们知道要实现预测分析，要求相同左部的产生式，它们的可选集是不相交。
但是有的文法结构不符合这个要求，要进行改造。

如果相同左部的多个产生式有共同前缀，那么它们的可选集必然相交。
例如:

那么如何进行改造呢？
其实很简单，进行如下转换:

如此文法的相同左部的产生式，它们的可选集是不相交，符合现预测分析。

这种改造方法称为 提取公因子算法 。

当我们自顶向下的语法分析时，就需要采用最左推导方式。
而这个时候，如果产生式左部和产生式右部首字符一样(即A→Aα)，那么推导就可能陷入无限循环。
例如:

因此对于:

文法中不能包含这两种形式，不然最左推导就没办法进行。

例如:

它能够推导出如下:

你会惊奇的发现，它能推导出 b 和 (a)* (即由 0 个 a 或者无数个 a 生成的文法符号串)。其实就可以改造成:

因此消除 直接左递归 算法的一般形式：

例如:

消除间接左递归的方法就是直接带入消除，即

消除间接左递归算法：

这个算法看起来描述很多，其实理解起来很简单：

思考 : 我们通过 Ai -> Ajβ 来判断是不是间接左递归，那如果有产生式 Ai -> BAjβ 且 B -> ε ,那么它是不是间接左递归呢？
间接地我们可以推出如果一个产生式 Ai -> αAjβ 且 FIRST(α) 包括空串ε，那么这个产生式是不是间接左递归。