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1目录一、实验名称...........................................................................2二、实验目的...........................................................................2三、实验原理...........................................................................21、文法G定义为四元组(Vn,Vt,P,S)...................................22、文法类型的判断............................................................2四、实验思路...........................................................................21、接受产生式....................................................................32、文法类型的判断............................................................33、将文法以四元组形式输出............................................4五、实验小结...........................................................................41、文法类型的判断条件....................................................42、产生式的存储问题........................................................53、文法以四元组形式输出问题........................................5六、附件...................................................................................51、源代码............................................................................52、运行结果截图..............................................................102一、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。3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4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5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#includeiostream#includestringusingnamespacestd;structsiyuanzu{charVn[50];charVt[50];stringrule[20];};6intinput(siyuanzu*a){intn,i;cout请输入产生式数目:;cinn;cout请输入产生式:\n;for(i=0;in;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;in;i++){length=a.rule[i].length();for(j=0;jlength;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;ik1-1;i++)for(j=i+1;jk1;j++){if(x[i]==x[j])x[j]='!';}for(i=0;ik1;i++){if(x[i]!='!'){7a.Vn[m1]=x[i];m1++;}}for(i=0;ik2-1;i++)for(j=i+1;jk2;j++){if(y[i]==y[j])y[j]='!';}for(i=0;ik2;i++){if(y[i]!='!'){a.Vt[m2]=y[i];m2++;}}cout四元组G=(Vn,Vt,P,S)endl;cout其中非终结符Vn={;for(i=0;im1-1;i++)couta.Vn[i],;couta.Vn[m1-1];cout};coutendl;cout终结符Vt={;for(i=0;im2-1;i++)couta.Vt[i],;couta.Vt[m2-1];cout};coutendl;coutP由下列产生式组成:endl;for(i=0;in;i++)couta.rule[i]endl;cout开始符为:Sendl;}voidGrammer(siyuanzua,intn){inti,j,length,num,zuo,you;charc;for(i=0;in;i++){num=0;length=a.rule[i].length();8for(j=0;jlength;j++){c=a.rule[i][j];num++;if(c=='-')break;}zuo=num-1;you=length-(num+1);if(you=zuo)continue;elsebreak;}if(i==n){for(i=0;in;i++){num=0;length=a.rule[i].length();for(j=0;jlength;j++){c=a.rule[i][j];num++;if(c=='-')break;}zuo=num-1;if(zuo==1&&'A'=a.rule[i]