编译原理实验文法的判断.docx
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编译原理实验文法的判断
文法类型的判断和推导序列的生成
一、实验名称
文法类型的判断和推导序列的生成
二、实验目的
输入:
一组任意的文法规则和任意符号串。
输出:
相应的Chomsky文法类型和推导。
三、实验原理
1、文法G定义为四元组(Vn,Vt,P,S)
其中Vn为非终结符(或语法实体,或变量)集:
Vt为终结符集;P为规则(α->β)的集合,α∈(Vn∪Vt)*且至少包含一个非终结符,β∈(Vn∪Vt)*;Vn,Vt和P是非空有穷集。
S称作识别符或开始符,它是一个非终结符,至少要在一条规则中作为左部出现。
2、文法类型的判断
a.设G=(Vn,Vt,P,S)为一文法,若P中的每一个产生式α->β均满足
|β|>=|α|,仅仅S->ε除外,则文法G是1型或上下文有关的。
b.设G=(Vn,Vt,P,S),若P中的每一个产生式α->β满足:
α是一个非终结符,β∈(Vn∪Vt)*,则此文法称为2型的或上下文无关的。
c.设G=(Vn,Vt,P,S),若P中的每一个产生式的形式都是A->αB或A->α,其中A和B都是终结符,α∈Vt*,则G是3型文法或正规文法。
四、实验思路
本实验采取C++来完成,用大写字母A到Z表示非终结符,小写字符a到z表示终结符。
实验流程图
1、接受产生式
首先建立一个结构体siyuanzu,其成员有非终结符集合数组Vn,终结符集合数组Vt以及产生式集合数组rule,通过函数input来接受从键盘输入的产生式,并且存储于string类字符串数组rule中。
函数input实现接受产生式功能的思路为:
先确定要输入的产生式数目n,用for循环实现产生式的存储。
2、文法类型的判断
函数Grammer实现判断文法类型的功能并且输出文法的类型。
其实现功能的思路为:
a.对rule数组中每一个产生式进行判断,以“->”中的“-”作为判断条件,将产生式分为左部和右部分别计算左部和右部的长度。
若youb小于左部则不是1型文法。
输出0型文法;若右部大于或等于左部,则继续判断。
b.判断文法是否为2型文法,经过a步骤的执行,若文法为1型文法,只需在此基础上判断文法的左部是否只有一个非终结符。
通过判断条件zuo==1&&'A'<=a.rule[i][zuo-1]&&a.rule[i][zuo-1]<='Z'确定是否为2型文法,若不满足判断条件则为1型文法,进行输出,若满足则继续判断。
c.判断文法是否为3型文法,经过b步骤的执行,若文法为2型文法,只需在此基础上判断文法的右部是否为αB或α形式或者是Bα或α形式。
通过判断条件一((you==2)&&(a.rule[i][num+1]>='a')&&(a.rule[i][num+1]<='z')&&(a.rule[i][num+2]>='A')&&(a.rule[i][num+2]<='Z'))||((you==1)&&(a.rule[i][num+1]>='a')&&(a.rule[i][num+1]<='z'))判断是否满足αB或α形式,通过判断条件二((you==2)&&(a.rule[i][num+1]>='A')&&(a.rule[i][num+1]<='Z')&&(a.rule[i][num+2]>='a')&&(a.rule[i][num+2]<='z'))||((you==1)&&(a.rule[i][num+1]>='a')&&(a.rule[i][num+1]<='z'))判断是否满足Bα或α形式。
若所有产生式同时满足判断条件一或者同时满足判断条件二,则为3型文法进行输出。
否则为2型文法进行输出。
3、将文法以四元组形式输出
函数output实现输出文法四元组形式的功能。
具体思路为:
a.将存放产生式的string类数组rule一分为二,用x数组存放rule中所有的大写字母即非终结符,用y数组存放rule中所有的小写字母即终结符。
b.用双重for循环给x和y数组中重复的字符标记,重复的字符全部赋值为“!
”
c.将x数组中非“!
”元素赋值给非终结符集Vn,将y数组中非“!
”元素赋值给终结符集Vt。
d.按照格式分别输出非终结符集Vn,终结符集Vt,产生式P以及开始符S。
五、实验小结
我运用C++解决了此次实验的文法类型判断的问题,在实际解决问题的过程中,主要遇到了以下几个问题:
1、文法类型的判断条件
《编译原理》书本上给出了几类文法类型的定义,但是在实际的解决问题过程中,需要将书本上给的判断条件转换为C++语言中的判断条件,这需要对文法类型的定义有很好的理解。
我通过判断产生式右部是否大于等于左部确定1型文法,在此基础上判断产生式左部是否为一个非终结符确定2型文法,最后在2型文法的基础上判断产生式是否全部满足αB或α形式或者是Bα或α形式确定3型文法。
最终解决了文法类型判断条件的问题。
2、产生式的存储问题
实验要求最少输入五条产生式,我最初是选择用C语言解决存储问题,但是发现C语言中对于字符串的处理不够灵活,于是选择了C++来解决。
C++中可以用string类型来定义字符串数组,并且可以通过length函数求每个字符串的长度,这样给每条产生式的判断都带来了极大的便捷。
3、文法以四元组形式输出问题
实验需要输出文法的四元组,即需要输出非终结符集Vn,终结符集Vt,产生式P以及开始符S,由于我将产生式存储在string类数组rule中,因此,需要将rule中的元素分为两类,大写字母为非终结符,小写字母为终结符。
但是分好类的数组存在元素重复的问题,我通过一个双重for循环给重复元素标记为“!
”,再将非“!
”元素赋值给字符数组Vn和Vt,解决了元素重复问题。
最后需要安排一下输出的格式即解决了这个问题。
通过本次实验,我深入的了解了文法类型的判断,对于文法类型的判断也更加的熟练。
同时,对于文法的四元组的定义更加的熟悉,并且对于运用C++解决编译原理的问题有了一定的基础。
六、附件
1、源代码
#include
#include
usingnamespacestd;
structsiyuanzu
{
charVn[50];
charVt[50];
stringrule[20];
};
intinput(siyuanzu*a)
{
intn,i;
cout<<"请输入产生式数目:
";
cin>>n;
cout<<"请输入产生式:
\n";
for(i=0;i cin>>(*a).rule[i]; returnn; } voidoutput(siyuanzua,intn) { inti,j,length,k1=0,k2=0,m1=0,m2=0; charx[50],y[50]; for(i=0;i { length=a.rule[i].length(); for(j=0;j { if(a.rule[i][j]! ='-'&&a.rule[i][j]! ='>') { if(a.rule[i][j]>='A'&&a.rule[i][j]<='Z') { x[k1]=a.rule[i][j]; k1++; } else { y[k2]=a.rule[i][j]; k2++; } } } } for(i=0;i for(j=i+1;j { if(x[i]==x[j]) x[j]='! '; } for(i=0;i { if(x[i]! ='! ') { a.Vn[m1]=x[i]; m1++; } } for(i=0;i for(j=i+1;j { if(y[i]==y[j]) y[j]='! '; } for(i=0;i { if(y[i]! ='! ') { a.Vt[m2]=y[i]; m2++; } } cout<<"四元组G=(Vn,Vt,P,S)"< cout<<"其中非终结符Vn={"; for(i=0;i cout< cout< cout<<"}"; cout< cout<<"终结符Vt={"; for(i=0;i cout< cout< cout<<"}"; cout< cout<<"P由下列产生式组成: "< for(i=0;i cout< cout<<"开始符为: S"< } voidGrammer(siyuanzua,intn) { inti,j,length,num,zuo,you; charc; for(i=0;i { num=0; length=a.rule[i].length(); for(j=0;j { c=a.rule[i][j]; num++; if(c=='-') break; } zuo=num-1; you=length-(num+1); if(you>=zuo) continue; else break; } if(i==n) { for(i=0;i { num=0; length=a.rule[i].length(); for(j=0;j { c=a.rule[i][j]; num++; if(c=='-') break; } zuo=num-1; if(zuo==1&&'A'<=a.rule[i][zuo-1]&&a.rule[i][zuo-1]<='Z') continue; else break; } if(i==n) { for(i=0;i { num=0; length=a.rule[i].length(); for(j=0;j { c=a.rule[i][j]; num++; if(c=='-') break; } you=length-(num+1); if(((you==2)&&(a.rule[i][num+1]>='a')&&(a.rule[i][num+1]<='z')&&(a.rule[i][num+2]>='A')&&(a.rule[i][num+2]<='Z'))||((you==1)&&(a.rule[i][num+1]>='a')&&(a.rule[i][num+1]<='z'))) continue; else break; } if(i==n) cout<<"文法类型: 3型文法"< else { for(i=0;i { num=0; length=a.rule[i].length(); for(j=0;j { c=a.rule[i][j]; num++; if(c=='-') break; } you=length-(num+1); if(((you==2)&&(a.rule[i][num+1]>='A')&&(a.rule[i][num+1]<='Z')&&(a.rule[i][num+2]>='a')&&(a.rule[i][num+2]<='z'))||((you==1)&&(a.rule[i][num+1]>='a')&&(a.rule[i][num+1]<='z'))) continue; else break; } if(i==n) cout<<"文法类型: 3型文法"< else cout<<"文法类型: 2型文法"< } } else cout<<"文法类型: 1型文法"< } else cout<<"文法类型: 0型文法"< } intmain() { intn,r; siyuanzua; while (1) { cout<<"--------------------文法类型判断(E21414020陈国柱)--------------------"< cout<<"1.输入产生式"< cout<<"2.输出文法类型及四元组"< cout<<"3.结束"< cout<<"输入功能号: "< cin>>r; if(r>3||r<1) { do { cout<<"输入有误,重新输入"< cin>>r; }while(r<=3&&r>=1); } switch(r) { case1: n=input(&a);break; case2: Grammer(a,n);output(a,n);break; case3: exit(0);break; default: break; } } return0; } 2、运行结果截图 a.实验开始图 b.非1型文法 c.1型文法 d.2型文法 e.3型文法 f.实验结束图
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- 编译 原理 实验 文法 判断