LR(1)文法智能分析

LR1文法全智能分析

// by  hfut yzk

#include "stdafx.h"
#include<fstream>
#include<string>
#include<map>
#include<vector>
#include<stack>
#include<set>
#include<cstring>
#include<queue>
using namespace std;#pragma region vars
struct xiangmu                                        //一个项目
{int nump;                                         //产生式编号int id;                                            //.的位置string fst;                                       //集合
};map<char,int>getnum;
char getchars[100];                                 //获得对应字符
vector<string>proce;                                //产生式
int table[30][30];                                   //预测分析表 -1
int tb_s_r[30][30];                                //是移进项还是规约项,-1,-2.
int num=0;int numvt=0;                             //numvt是终结符集合，0是‘#’，numvt表空字
string first[100];                                  //每个符号的first集
bool gotfirst[100];                                 //是否已经完成FIRST集合
string getp[100];                               //获得某终结符在左边的产生式集合
vector<vector<xiangmu> >v;                      //项目集族
int e[100][3];
int head[100];
int nume=0;                                     //链式前向星项目集族图fstream cin ("H:/课程设计/编译原理2015/lr(1)/in.txt");
fstream cout ("H:/课程设计/编译原理2015/lr(1)/out.txt");
fstream cout2 ("H:/课程设计/编译原理2015/lr(1)/out2.txt");
#pragma endregion#pragma region functions
void readin();
void getpp();
void dfsgetfirst(int nv,int nump);
void get_first();
void clear() ;
void addegde(int from,int to,int w)    ;
inline bool xmeq(xiangmu a,xiangmu b);
bool isin(xiangmu a,vector<xiangmu> b) ;                                //xm a is in xmji b
bool xmjieq(vector<xiangmu> a,vector<xiangmu> b) ;                       //两个项目集是否相等
vector<xiangmu>  hebing(vector<xiangmu>a ,vector<xiangmu>b) ;         //合并项目集 a,b 复给 a
int xmji_isin_xmjizu(vector<xiangmu>a,vector<vector<xiangmu> >b) ;     //查找项目集，若有，则返回编号,一举俩得
vector<xiangmu> get_close(xiangmu t)    ;                              //对项目 T作闭包
void get_xiangmujizu()        ;                                      //获得项目集族
void print_xmjizu()           ;                                     //打印项目集族
bool get_table();
void print_table();
void  print_now_state(int count,stack<int>state,stack<int>wd,int i);
bool analyze(); #pragma endregion/*******************************************读入vt,vn,编号1-num,读入所有产生式*********************************************/
void readin()
{memset(table,-1,sizeof(table));getnum['#']=0;getchars[0]='#';//cout<<"请输入所有终结符："<<endl;char x;do{cin>>x;getnum[x]=++num;getchars[num]=x;}while(cin.peek()!='\n');numvt=++num;getnum['@']=numvt;        //kong zigetchars[num]=('@');// cout<<"请输入非终结符集："<<endl;do{cin>>x;getnum[x]=++num;getchars[num]=x;}while(cin.peek()!='\n');//   cout<<"输入所有产生式（空字用‘@’表示）,以‘end’结束:"<<endl;string pro;while(cin>>pro&&pro!="end"){string ss;ss+=pro[0];for(int i=3;i<pro.size();i++){if(pro[i]=='|'){proce.push_back(ss);ss.clear();ss+=pro[0];}else{ss+=pro[i];}}proce.push_back(ss);}
}void getpp()
{for(int i=0;i<proce.size();i++){int temp=getnum[proce[i][0]];getp[temp]+=char('0'+i);}
}/****************************************************获得first集************************************************************/
void dfsgetfirst(int nv,int nump)                            //当前的符号，和对应产生式编号
{int temp=getnum[proce[nump][1]];                           //产生式推出来的首符gotfirst[nump]=1;                                        //标记if(temp<=numvt)first[nv]+=char('0'+temp);                //是终结符else{for(int i=0;i<getp[temp].size();i++)                //所有temp可以推出来的符号对应的产生式{if(proce[nump][0]==proce[nump][1])continue;   //左递归的产生式不用不影响求fisrt集dfsgetfirst(temp,getp[temp][i]-'0');}first[nv]+=first[temp];                               //回溯时候沿途保存}
}
void get_first()
{for(int i=1;i<=numvt;i++)                                         //    终结符first集合是它自己.{first[i]=char('0'+i);}for(int i=0;i<proce.size();i++){if(proce[i][0]==proce[i][1])continue; //左递归的产生式不用不影响求fisrt集if(gotfirst[i])continue;              //已经生成。int temp=getnum[proce[i][0]];dfsgetfirst(temp,i);}
}
/***************************************************添加边*****************************************************************/
void addegde(int from,int to,int w)
{e[nume][0]=to;e[nume][1]=head[from];head[from]=nume;e[nume++][2]=w;
}
/******************************************************初始化函数*********************************************************/
void clear()
{for(int i=0;i<100;i++)head[i]=-1;for(int i=0;i<30;i++)for(int j=0;j<30;j++)tb_s_r[i][j]=table[i][j]=-1;nume=0;
}/******************************************************获得项目集族*******************************************************/
inline bool xmeq(xiangmu a,xiangmu b)
{if(a.fst==b.fst&&a.id==b.id&&a.nump==b.nump)return 1;return 0;
}bool isin(xiangmu a,vector<xiangmu> b)      //xm a is in xmji b
{for(int i=0;i<b.size();i++){if(xmeq(a,b[i]))return 1;}return 0;
}vector<xiangmu>  hebing(vector<xiangmu>a ,vector<xiangmu>b)  //合并项目集 a,b 复给 a
{for(int i=0;i<b.size();i++){if(isin(b[i],a))continue;elsea.push_back(b[i]);}return a;
}bool xmjieq(vector<xiangmu> a,vector<xiangmu> b)  //两个项目集是否相等
{if(a.size()!=b.size())return 0;for(int i=0;i<a.size();i++){if(!isin(a[i],b))return 0;}return 1;
}int xmji_isin_xmjizu(vector<xiangmu>a,vector<vector<xiangmu> >b)  //查找项目集，若有，则返回编号,一举俩得
{for(int i=0;i<b.size();i++){if(xmjieq(a,b[i]))return i;}return -1;
}vector<xiangmu> get_close(xiangmu t)                                      //对项目 T作闭包
{vector<xiangmu> temp;temp.push_back(t);queue<xiangmu> q;                                                 //bfs完成闭包q.push(t);while(!q.empty()){xiangmu cur=q.front();q.pop();if(cur.id==proce[cur.nump].size())                            //归约项舍去continue;int tt=getnum[proce[cur.nump][cur.id]];                             //tt is thm num of '.'zhihoudefuhaoif(tt<=numvt)   continue ;                                    //若是终结符，则不必找了for(int i=0;i<getp[tt].size();i++)                           //对应产生式的编号{xiangmu c;c.id=1;                               //c.nump=getp[tt][i]-'0';             //if(proce[cur.nump].size()-cur.id==1)                       // the last : A->BC.D,a/bc.fst+=cur.fst;else                                                   //not the last  ：A->B.CFb,a/b{int tttnum=getnum[proce[cur.nump][cur.id+1]];c.fst+=first[tttnum];}if(!isin(c,temp))                                       //排重，新的项目就加入。{q.push(c);temp.push_back(c);}}}return temp;
}void get_xiangmujizu()             //获得项目集族
{vector<xiangmu>temp;xiangmu t;t.nump=0;t.id=1;t.fst+='0';    //初始的项目集：0temp=get_close(t);queue<vector<xiangmu> >q;        //bfs法获得q.push(temp);v.push_back(temp);             //第一个入while(!q.empty()){vector<xiangmu> cur=q.front();q.pop();for(int i=1;i<=num;i++)     //所有符号{if(i==numvt)continue;      //'#'vector<xiangmu> temp;for(int j=0;j<cur.size();j++)     //该项目集中的所有项目{if(cur[j].id==proce[cur[j].nump].size())continue;  //是规约项目，无法再读入了int tt=getnum[proce[cur[j].nump][cur[j].id]];if(tt==i)                                          //can read in 符号i{xiangmu tempt;tempt.fst=cur[j].fst;tempt.id=cur[j].id+1;tempt.nump=cur[j].nump;temp=hebing(temp,get_close(tempt));}}if(temp.size()==0)continue;             //该符号无法读入。int numcur=xmji_isin_xmjizu(cur,v);   //当前节点标号int tttnum=xmji_isin_xmjizu(temp,v);  //新目标标号if(tttnum==-1)                    //新的项目集{v.push_back(temp);q.push(temp);addegde(numcur,v.size()-1,i) ;   //添加边，权为读入的符号}else                             //老的项目集{addegde(numcur,tttnum,i);}}}
}/************************************************项目集族打印*********************************************************/
void print_xmjizu()              //打印项目集族
{for(int i=0;i<v.size();i++){cout<<"项目集"<<i<<":"<<endl;for(int j=0;j<v[i].size();j++){cout<<proce[v[i][j].nump]<<" "<<v[i][j].id<<" "<<v[i][j].fst<<endl;}cout<<endl;}for(int i=0;i<v.size();i++){for(int j=head[i];j!=-1;j=e[j][1]){cout<<"  "<<getchars[e[j][2]]<<endl;cout<<i<<"--->"<<e[j][0]<<endl;}}
}/*********************************获得LR1分析表*************************************************************************/
bool get_table()                                              //获得分析表table[i][j]=w:状态i-->j,读入符号W。
{for(int i=0;i<v.size();i++)                                //遍历图{for(int j=head[i];j!=-1;j=e[j][1]){if(table[i][e[j][2]]!=-1)return 0;                    //多重入口，报错.table[i][e[j][2]]=e[j][0];tb_s_r[i][e[j][2]]=-1;                              //移近项-1。}}for(int i=0;i<v.size();i++)                                //遍历所有项目{for(int j=0;j<v[i].size();j++){if(v[i][j].id==proce[v[i][j].nump].size())                  //归约项{for(int k=0;k<v[i][j].fst.size();k++){if(table[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']!=-1)return 0;           //多重入口，报错.if(  (v[i][j].fst)[k]=='0'&&v[i][j].nump==0)table[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']=-3 ;           //接受态。else{table[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']=v[i][j].nump;tb_s_r[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']=-2;            //归约态}}}}}return 1;
}void print_table()
{// cout<<"LR(1)分析表："<<endl;//  cout<<"状态   "<<"         actoin     "<<endl;cout<<num<<" "<<v.size()<<endl;for(int j=0;j<=num;j++){if(j==numvt)continue;cout<<"    "<<getchars[j];}cout<<endl;for(int i=0;i<v.size();i++){cout<<i<<"   ";for(int j=0;j<=num;j++){if(j==numvt)continue;if(j<numvt){if(table[i][j]==-3)     cout<<"acc"<<"  ";               //接受else if(table[i][j]==-1)cout<<"X  ";                       //空else if(tb_s_r[i][j]==-1)cout<<"s"<<table[i][j]<<"   ";  //移近else if(tb_s_r[i][j]==-2)cout<<"r"<<table[i][j]<<"   ";  //归约}else {if(table[i][j]==-3)     cout<<"acc"<<"  ";               //接受else if(table[i][j]==-1)cout<<"X  ";                       //空else if(tb_s_r[i][j]==-1)cout<<""<<table[i][j]<<"   ";  //移近else if(tb_s_r[i][j]==-2)cout<<""<<table[i][j]<<"   ";  //归约}}cout<<endl;}}string word;
void  print_now_state(int count,stack<int>state,stack<int>wd,int i)
{cout2<<count<<'\t'<<'\t';stack<int>temp;while(!state.empty()){temp.push(state.top());state.pop();}while(!temp.empty()){cout2<<temp.top();temp.pop();}cout2<<'\t'<<'\t';while(!wd.empty()){temp.push(wd.top());wd.pop();}while(!temp.empty()){cout2<<getchars[temp.top()];temp.pop();}cout2<<'\t'<<'\t';for(int j=i;j<word.size();j++)cout2<<word[j];cout2<<'\t'<<'\t';
}/*********************************************分析程序**************************************************************/
bool analyze()
{cout2<<"       "<<word<<"的分析过程"<<endl;cout2<<"步骤\t\t"<<"状态栈\t\t"<<"符号栈\t\t"<<"输入串\t\t"<<"动作说明"<<endl;stack<int>state;   //俩个栈：状态栈和符号栈stack<int>wd;int count=0;state.push(0);     //初始化wd.push(0);        //'#'for(int i=0;;)       //i，读入文本的{int cur=state.top();if(table[cur][getnum[word[i]]]==-1)    // 空白，报错误return 0;if(table[cur][getnum[word[i]]]==-3)  //接受态{print_now_state(count++,state,wd,i);cout2<<"      恭喜！acc!"<<endl;return 1;}if(tb_s_r[cur][getnum[word[i]]]==-1)       //移进项{print_now_state(count++,state,wd,i);int newstate=table[cur][getnum[word[i]]];cout2<<"action["<<cur<<","<<getnum[word[i]]<<"]="<<newstate;cout2<<"，状态"<<newstate<<"入栈"<<endl;wd.push(getnum[word[i]]);state.push(newstate);i++;}else if(tb_s_r[cur][getnum[word[i]]]==-2)         //归约{print_now_state(count++,state,wd,i);int numpro=table[cur][getnum[word[i]]];   //用该产生式归约int len=proce[numpro].size()-1;for(int ii=0;ii<len;ii++)                 //弹栈{wd.pop();state.pop();}wd.push(getnum[proce[numpro][0]]);    //新入int cur=state.top();cout2<<"用"<<proce[numpro][0]<<"->";for(int ii=1;ii<=len;ii++)cout2<<proce[numpro][ii];cout2<<"进行归约,"<<"goto["<<cur<<","<<getnum[word[i]]<<"]="<<table[cur][getnum[proce[numpro][0]]];cout2<<"入栈"<<endl;state.push(table[cur][getnum[proce[numpro][0]]]);}}return 1;
}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{clear();readin();getpp();get_first();get_xiangmujizu();if(!get_table()){// cout<<"此文法在生成分析表时候有多重入口，非LR(1)文法！"<<endl;cout<<-1<<endl;return 0;}// print_xmjizu();print_table();//cout<<"请输入字："<<endl;cin>>word;word+='#';if(!analyze())cout2<<"error!"<<endl;else;return 0;
}

import java.util.*;import javax.swing.*;import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.geom.GeneralPath;
import java.lang.Thread;
import java.lang.Runnable;public class LR1  extends JFrame
{JButton go_table;JButton go_ana;public LR1()  throws Exception                                                       //初始化构造函数{setBounds(0, 0, 1380, 800);                                                      //设定大小   this.setBackground(Color.WHITE);                                         //背景色    this.setTitle("LR(1)文法分析");this.setLayout(null);readin();JLabel title= new JLabel("LR1   文   法   分   析",JLabel.CENTER);     title.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 80));               //标签相关设置title.setForeground(new Color(0,0,0));title. setBounds(0,0,1380,100); add(title); go_table=new JButton("LR1分析表=>");go_ana=new JButton("LR1分析器=>");go_table.setBounds(700, 150, 400, 100);go_ana.setBounds(700, 400, 400, 100);Font f=new Font("长城行楷体",Font.BOLD,40);go_table.setFont(f);go_ana.setFont(f);go_table.addActionListener(new presslistener1());go_ana.addActionListener(new presslistener2());add(go_table);add(go_ana);this.setVisible(true);}void readin()throws Exception {java.io.File file= new java.io.File("H:/课程设计/编译原理2015/lr(1)/in.txt");                      //读入数据Scanner input =new Scanner(file); JLabel vt= new JLabel("终结符：");     vt.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 20));               //标签相关设置vt.setOpaque(true);vt.setForeground(new Color(0,0,0));vt. setBounds(0,100,200,50); add(vt); String ss=input.nextLine();JTextField temp0=new JTextField(ss);temp0. setBounds(0,150,500,50);temp0.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp0);JLabel vn= new JLabel("非终结符：");     vn.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 20));               //标签相关设置vn.setOpaque(true);vn.setForeground(new Color(0,0,0));vn. setBounds(0,200,200,50); add(vn); ss=input.nextLine();JTextField temp1=new JTextField(ss);temp1. setBounds(0,250,500,50);temp1.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp1);JLabel pro= new JLabel("产生式：   ");     pro.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 20));               //标签相关设置pro.setOpaque(true);pro.setForeground(new Color(0,0,0));pro. setBounds(0,300,200,50); add(pro); int cnt=0;do{ss=input.next();if(ss.equals("end"))break;JTextField temp=new JTextField(ss);temp. setBounds(0,350+cnt*50,500,50);temp.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp);      cnt++;}while(true);    }class  presslistener1 implements ActionListener  {  public void actionPerformed(ActionEvent e)  {  //LR1.this .setVisible(false);  try {show_table mytable =new show_table();} catch (Exception e1) {e1.printStackTrace();}}     }  class  presslistener2 implements ActionListener  {  public void actionPerformed(ActionEvent e)  {  //LR1.this .setVisible(false);  try {show_ana mytable =new show_ana();} catch (Exception e1) {e1.printStackTrace();}}     }  }

import java.util.*;
import javax.swing.*;import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.geom.GeneralPath;
import java.lang.Thread;
import java.lang.Runnable;public class show_ana extends JFrame  {int col;int row;public show_ana()  throws Exception{setBounds(0, 0, 1380, 800);                                                        //设定大小   this.setBackground(Color.WHITE);                                          //背景色    this.setTitle("LR(1)文法分析过程");this.setLayout(null);readin();this.setVisible(true); }public void readin ()throws Exception                                       //读入图函数{    java.io.File file= new java.io.File("H:/课程设计/编译原理2015/lr(1)/out2.txt");                      //读入数据Scanner input =new Scanner(file);   String ss=input.next();/*  JLabel table= new JLabel(ss,JLabel.CENTER);     table.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 20));               //标签相关设置table.setOpaque(true);table.setForeground(new Color(0,0,0));table. setBounds(0,0,1380,50); add(table); */col=5;row=100;int curcol=1380/col;int currow=25;for(int i=0;i<col;i++){JTextField temp=new JTextField(input.next());temp. setBounds(1380/col*i,50,curcol,currow);temp.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp);}for(int i=0;i<row;i++)for(int j=0;j<col;j++){if(!input.hasNext()){i=1000;break;} String s= input.next();JTextField temp=new JTextField(s);temp. setBounds(1380/col*j,50+(i+1)*currow,curcol,currow);   temp.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp);}input.close(); }
}

import java.util.*;
import javax.swing.*;import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.geom.GeneralPath;
import java.lang.Thread;
import java.lang.Runnable;public class show_table  extends JFrame  {int col;int row;public show_table()  throws Exception{setBounds(0, 0, 1380, 800);                                                      //设定大小   this.setBackground(Color.WHITE);                                           //背景色    this.setTitle("LR(1)文法分析");this.setLayout(null);readin();this.setVisible(true); }public void readin ()throws Exception                                       //读入图函数{    JLabel table= new JLabel(" 状态                                                                                          ACTION                                                            GO                            ");     table.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 20));               //标签相关设置table.setOpaque(true);table.setForeground(new Color(0,0,0));table. setBounds(0,0,1380,50); add(table); java.io.File file= new java.io.File("H:/课程设计/编译原理2015/lr(1)/out.txt");                      //读入数据Scanner input =new Scanner(file);    col=input.nextInt();col++;row=input.nextInt();int curcol=1380/col;int currow=600/row;if(col==-1)             //多重入口{JOptionPane.showMessageDialog(null, "此文法在生成分析表时候有多重入口，非LR(1)文法！");System.out.println("此文法在生成分析表时候有多重入口，非LR(1)文法！\n");return ;                                   }JTextField temp0=new JTextField();temp0. setBounds(0,50,curcol,currow);this.add(temp0);for(int i=0;i<col-1;i++){JTextField temp=new JTextField(input.next());temp. setBounds(1380/col*(i+1),50,curcol,currow);temp.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp);}for(int i=0;i<row;i++)for(int j=0;j<col;j++){String s= input.next();if(s.equals("X"))s="";JTextField temp=new JTextField(s);temp. setBounds(1380/col*j,50+(i+1)*currow,curcol,currow);    temp.setFont(new Font("长城行楷体", Font.BOLD, 15));this.add(temp);}input.close(); }
}

import java.util.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.geom.GeneralPath;
import java.lang.Thread;
import java.lang.Runnable;
public class start {public static void main(String[] args) throws Exception{LR1 lr1= new LR1();//show_table mytable =new show_table();//  show_ana myana= new show_ana();}}

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