LL1语法分析实验报告

LL(1)语法分析一，实验名称：实现LL分析。二，实验要求：输入任意文法消除左递归消除左因子测试任意输入语句是否合法数据结构描述算法说明输出first集合输出follow集合输出LL(1)表三．设计原理及算法描述所谓LL（1）分析法，就是指从左到右扫描输入串（源程序），同时采用最左推导，且对每次直接推导只需向前看一个输入符号，便可确定当前所应当选择的规则。实现LL（1）分析的程序又称为LL（1）分析程序或LL1（1）分析器。一个文法要能进行LL（1）分析，那么这个文法应该满足：无二义性，无左递归，无左公因子。当文法满足条件后，再分别构造文法每个非终结符的FIRST和FOLLOW集合，然后根据FIRST和FOLLOW集合构造LL（1）分析表，最后利用分析表，根据LL(1)语法分析构造一个分析器。LL（1）的语法分析程序包含了三个部分，总控程序，预测分析表函数，先进先出的语法分析栈，本程序也是采用了同样的方法进行语法分析，该程序是采用了C语言来编写，其逻辑结构图如下：LL（1）预测分析程序的总控程序在任何时候都是按STACK栈顶符号X和当前的输入符号a做哪种过程的。对于任何（X，a），总控程序每次都执行下述三种可能的动作之一：（１）若X=a=‘#’，则宣布分析成功，停止分析过程。（２）若X=a‘#’，则把X从STACK栈顶弹出，让a指向下一个输入符号。（３）若X是一个非终结符，则查看预测分析表M。若M[A，a]中存放着关于X的一个产生式，那么，首先把X弹出STACK栈顶，然后，把产生式的右部符号串按反序一一弹出STACK栈（若右部符号为ε，则不推什么东西进STACK栈）。若M[A，a]中存放着“出错标志”，则调用出错诊断程序ERROR。事实上，LL（1）的分析是根据文法构造的，它反映了相应文法所定义的语言的固定特征，因此在LL（1）分析器中，实际上是以LL（1）分析表代替相应方法来进行分析的。2．构造LL(1)分析表考查文法G[E]：E→E+T|TT→T*F|FF→(E)|i|x|y我们容易看出此文法没有左公因子也没有二义性，但却存在两个直接左递归，这里我们利用引入新非终结符的方法来消除它使方法满足要求，即：对形如：U→Ux|y的产生式（其中x,yV+，y不以U开头），引入一个新的非终结符U’后，可以等价地改写成为：U→yU’U’→xU’|ε显然改写后，U和U’都不是左递归的非终结符。因此文法G［E］按上述方法消去左递归后可等价地写成：E→TPP→+TP|εT→FQQ→*FQ|εF→(E)|i|x|y在构造LL(1)预测分析表之前，首先要构造该文法的每个非终结符的FIRST和FOLLOW集合，按照下面描述的算法来构造这两个集合。①FIRST集合的构造算法：（1）若X∈VT，则FIRST（X）={X}。（2）若X∈VN，且有产生式X→a……，则把a加入到FIRST(X)中；若X→ε也是一条产生式，则把ε也加到FIRST(X)中。（3）若X→Y……是一个产生式且Y∈VN，则把FIRST(Y)中的所有非ε-元素都加到FIRST(X)中；若X→Y1Y2…Yk是一个产生式，Y1，…，Yi-1都是非终结符，而且，对于任何j，1≤j≤i-1，FIRST(Yj)都含有ε（即Y1…Yi-1*ε），则把FIRST(Yj)中的所有非ε-元素都加到FIRST(X)中；特别是，若所有的FIRST(Yj)均含有ε，j=1,2,…，k，则把ε加到FIRST(X)中。连续使用上面的规则，直至每个集合FIRST不再增大为止。②FOLLOW集合的构造算法：（1）对于文法的开始符号S，置#于FOLLOW(S)中；（2）若A→αBβ是一个产生式，则把FIRST(β)|{ε}加至FOLLOW(B)中；（3）若A→αB是一个产生式，或A→αBβ是一个产生式而βε（即ε∈FIRST(β)），则把FOLLOW(A)加至FOLLOW(B)中。连续使用上面的规则，直至每个集合FOLLOW不再增大为止。现在来构造G［E］的LL（1）预测分析表。预测分析表M[A,a]是如下形式的一个矩阵。A为非终结符，a是终结符或‘#’。矩阵元素M[A,a]中存放这一条关于A的产生式，指出当A面临输入符号a是所应采用的规则。M[A,a]也可能存放一条“出错标志”，指出当A根本不该面临输入符号a。4．利用分析表进行预测分析带预测分析的PDA1）总程序的算法描述如下：BEGIN首先把‘#’然后把文法开始符号推进STACK栈；把第一个输入符号读进a;FLAG:=TRUE;WHILEFLAGDOBEGIN把栈顶符号出栈到X中；IFXÎVTTHENIFX=aTHEN把下一输入符号读进aELSEERRORELSEIFX=‘#’THENIFX=aTHENFLAG:=FALSEELSEERRORELSEIFM[A,a]={X®x1x2…xk}THEN把xk,xk–1,…,x1依次进栈/*若x1,x2…xk=e，则不进栈*/ELSEERRORENDOFWHILE;STOP/*分析成功，过程结束*/END四．主要数据结构描述1.chartermin[50];/*终结符号*/charnon_ter[50];/*非终结符号*/charv[50];/*所有符号*/charleft[50];/*左部*/charright[50][50];/*右部*/charfirst[50][50],follow[50][50];/*各产生式右部的FIRST和左部的FOLLOW集合*/intM[20][20];/*二维数组存储分析表*/栈T用来存放产生式的右边Str数组存放要分析的句子串五．运行结果：ERTWF#+*()i#测试文法G[E]:1E-TR2R-+TR|^3T-FW4W-*FW|^5F-(E)|i分析例句：i*(i)#,i+i#六.结果分析以上两个试验从较大呈度上说明了程序运行的正确性及稳定性，当然，对程序本身还有待进行更进一步的严格测试。