编译原理实验Chomsky文法类型判断

1.实验目的输入：一组任意的规则。输出：相应的Chomsky文法的类型。2.实验原理1．0型文法（短语文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：u::=v其中u∈V＋，v∈V*，则称该文法G为0型文法或短语文法，简写为PSG。0型文法或短语结构文法的相应语言称为0型语言或短语结构语言L0。这种文法由于没有其他任何限制，因此0型文法也称为无限制文法，其相应的语言称为无限制性语言。任何0型语言都是递归可枚举的，故0型语言又称递归可枚举集。这种语言可由图灵机（Turning）来识别。2．1型文法（上下文有关文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：xUy::=xuy其中U∈VN；u∈V＋；x，y∈V*，则称该文法G为1型文法或上下文有关文法，也称上下文敏感文法，简写为CSG。1型文法的规则左部的U和右部的u具有相同的上文x和下文y，利用该规则进行推导时，要用u替换U，必须在前面有x和后面有y的情况下才能进行，显示了上下文有关的特性。1型文法所确定的语言为1型语言L1，1型语言可由线性有界自动机来识别。3．2型文法（上下文无关文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U::=u其中U∈VN；u∈V＋，则称该文法G为2型文法或上下文无关文法，简写为CFG。按照这条规则，对于上下文无关文法，利用该规则进行推导时，无需考虑非终结符U所在的上下文，总能用u替换U，或者将u归约为U，显示了上下文无关的特点。2型文法所确定的语言为2型语言L2，2型语言可由非确定的下推自动机来识别。一般定义程序设计语言的文法是上下文无关的。如C语言便是如此。因此，上下文无关文法及相应语言引起了人们较大的兴趣与重视。4．3型文法（正则文法，线性文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U::=T或U::=WT其中T∈VT；U,W∈VN，则称该文法G为左线性文法。如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U::=T或U::=TW其中T∈VT；U,W∈VN，则称该文法G为右线性文法。左线性文法和右线性文法通称为3型文法或正则文法，有时又称为有穷状态文法，简写为RG。按照定义，对于正则文法应用规则时，单个非终结符号只能被替换为单个终结符号，或被替换为单个非终结符号加上单个终结符号，或者被替换为单个终结符号加上单个非终结符号。3型文法所确定的语言为3型语言L3，3型语言可由确定的有限状态自动机来识别。在常见的程序设计语言中，多数与词法有关的文法属于3型文法。可以看出，上述4类文法，从0型到3型，产生式限制越来越强，其后一类都是前一类的子集，而描述语言的功能越来越弱，四类文法及其表示的语言之间的关系可表示为：0型1型2型3型；即L0L1L2L33..实验内容输入一组规则，指明是哪一类Chomsky文法，并给出相应的四元组形式：G=(VN,VT,P,S)。4.实验心得通过本次实验，我了解到了如何判断一组产生式是属于哪种文法。文法的定义是逐渐增加限制的，5.实验代码与结果#includeiostream#includestringusingnamespacestd;typedefstructString{stringleft,right;//记录当前产生式的左边和右边}String;intleftlength,rightlength;//记录当前产生式的左边和右边的长度Stringcreate(stringt,Strings)//建立结构体，记录当前规则的左边和右边{inti=0;for(i=0;it.length();i++){if(t[i]=='-'&&t[i+1]==''){s.left=t.substr(0,i);leftlength=i;s.right=t.substr(i+2,t.length());rightlength=t.length()-leftlength-2;break;}}if(i==t.length())cout输入有误。endl;returns;}intflag=0;//记录3型文法中产生式是否同为左线型或右线性intzero=0,first=0,second=0,third=0,low=6;//记录当前产生式属于哪种类型，low用来记录当前所有产生式中最低级intZero(Strings)//判断是否为0型文法{inti;for(i=0;ileftlength;i++)//遍历产生式左部每一个字符{if(s.left[i]='A'&&s.left[i]='Z')//判断字符是否是非终结符，是则结束break;}if(i==leftlength)//遍历中左部未找到非终结字符，不是0型文法{cout该文法不是0型文法endl;return0;}else//属于0型文法，type加0{zero=1;return1;}}intFirst(Strings)//判断是否为1型文法{if(Zero(s))//先判断是否是0型文法{//判断产生式左部长度是否小于右部或者右部长度为0，这是属于1型文法if((leftlength=rightlength)||rightlength==0){first=1;return1;}else//不是1型文法，但是0型文法{zero=1;return0;}}else//不是0型文法return0;}intSecond(Strings)//判断是否为2型文法{if(First(s))//先判断是否为1型文法{//判断产生式左部长度是否为一，左部第一个是否是非终结符，是则为2型文法if((leftlength==1)||(s.left[0]='A'&&s.left[0]='Z')){second=1;return1;}else//不是2型文法，但是1型文法{first=1;return0;}}else//不是2型文法，也不是1型文法return0;}intThird(Strings)//判断是否为3型文法{intflag;if(Second(s))//先判断是否是2型文法{if(rightlength==1&&s.right[0]='a'&&s.right[0]='z')//判断产生式右部字符是否为一个终结字符{third=1;flag=0;return1;}elseif(rightlength==2&&s.right[0]='a'&&s.right[0]='z'&&s.right[1]='A'&&s.right[1]='Z')//右线性文法{third=1;flag+=1;return1;}elseif(rightlength==2&&s.right[0]='A'&&s.right[0]='Z'&&s.right[1]='a'&&s.right[1]='z')//左线性文法{third=1;flag+=2;return1;}else//不是3型文法，但是2型文法return0;}elsereturn0;//不是2型文法}intmain(){intn=0,k=0;intjk;stringt,stand=^z;Strings;cout请输入一组任意的规则（以“^z”结束），空子串用“^”表示：endl;cint;while(t!=stand){s=create(t,s);n++;zero=first=second=third=0;Third(s);if(third)//记录当前产生式的文法类型jk=3;elseif(second)jk=2;elseif(first)jk=1;elseif(zero)jk=0;low=lowjk?low:jk;////记录当前产生式组的最低文法类型cint;}if(low==3){if(flag%n==0)cout这是3型文法。;elseif(low==2)cout这是2型文法。;elseif(low==1)cout这是1型文法。;elseif(low==0)cout这是0型文法。;}elseif(low==2)cout这是2型文法。;elseif(low==1)cout这是1型文法。;elseif(low==0)cout这是0型文法。;return0;}运行结果：