LR分析表构建与句子分析：C#实现
LR分析表构建与句子分析：C#实现
本文将详细介绍如何使用C#语言实现LR分析表构建和句子分析，并提供完整的代码示例。LR分析是一种自底向上的语法分析方法，广泛应用于编译器设计中。
一、构建LR分析表
构建LR分析表主要包括以下几个步骤：
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拓广文法：在文法的开始符号S'前添加一个新的产生式S'->S，用于处理句子的开始和结束。
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项目集构建：根据拓广文法构造项目集，每个项目集表示一个状态，项目集包含了该状态下所有可能的产生式。
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DFA构建：根据项目集构建DFA（确定有限自动机），DFA中的每个状态对应一个项目集，状态之间的转移由终结符/非终结符驱动。
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LR分析表生成：根据DFA构建LR分析表，分析表中的每一行对应DFA的一个状态，每一列对应一个终结符/非终结符。表中的元素表示在该状态下遇到该终结符/非终结符应该采取的操作，例如移进、规约、接受等。
二、句子分析
使用LR分析表对句子进行分析，主要步骤如下：
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初始化：将状态栈初始化为[0]，符号栈初始化为空，输入串初始化为待分析的句子。
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循环：根据当前状态和输入符号，从LR分析表中查找对应操作。
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执行操作：根据操作类型执行相应的动作，例如移进、规约、接受等。
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判断结果：如果最终状态栈中只有一个状态0，并且输入串为空，则分析成功，否则分析失败。
三、冲突处理
LR分析过程中可能会出现移进规约冲突、规约规约冲突等问题，需要进行冲突处理。常见的处理方法包括：
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选择优先级高的操作：根据优先级规则选择移进或规约操作。
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错误提示：如果无法确定操作，则给出错误提示。
四、代码示例
以下代码示例展示了如何使用C#语言构建LR分析表和进行句子分析，代码包含了以下功能：
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构建产生式集合：根据输入的文法规则构建产生式集合。
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构建项目集：根据产生式集合构建项目集。
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构建DFA：根据项目集构建DFA。
-
构建LR分析表：根据DFA构建LR分析表。
-
分析句子：根据LR分析表对句子进行分析。
// 构造LR分析表
private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
listView2.Clear();
LR.Table[][] table;
table = lr.GET_ANA();
int xlen = table.GetLength(0);
int ylen = table[1].Length;
listView2.Columns.Clear();
listView2.Items.Clear();
listView2.View = View.Details;
listView2.Columns.Add(" ");
for (int i = 0; i < lr.Echar.Count; i++)//添加表头
{
string text = lr.Echar[i].ToString();
listView2.Columns.Add(text,58);
}
for (int i = 0; i < lr.Nchar.Count; i++)//添加表头
{
string text = lr.Nchar[i].ToString();
listView2.Columns.Add(text,58);
}
for (int i = 0; i < xlen; i++)
{
ListViewItem li = new ListViewItem(i.ToString());
for (int j = 0; j < ylen; j++)
{
string st = "";
if (table[i][j].error)
st = "-";
else if (table[i][j].type == 'A')
st = "AC";
else
st = table[i][j].type.ToString() + table[i][j].id.ToString();
li.SubItems.Add(st);
}
listView2.Items.Add(li);
}
listView2.GridLines = true;
}
private void button6_Click(object sender, EventArgs e)//分析句子
{
if (textBox1.Text.Length == 0)
{
MessageBox.Show("输入为空，分析失败");
return;
}
// 分析句子
for (int i = 0; i < textBox1.Text.Length; i++)
{
if (!lr.exist(lr.Echar, textBox1.Text[i]))
{
MessageBox.Show("含有未知字符！");
return;
}
}
step = 0;//单步操作置零
listView3.Clear();
listView3.Columns.Clear();
listView3.Items.Clear();
listView3.View = View.Details;
string[] text = { "步骤", "状态栈", "符号栈", "输入串", "所用产生式" };
int[] width = { 45, 70, 70, 70, 100 };
for (int i = 0; i < text.Count(); i++)
{
listView3.Columns.Add(text[i], width[i]);
}
lr.sen_Analyze(textBox1.Text);//调用
if (lr.Success)//判断
MessageBox.Show("分析成功，是该文法的一个句子！");
else
MessageBox.Show("分析失败！");
listView3.GridLines = true;
button7.Enabled = true;
button8.Enabled = true;
}
public void Buildprod(string str)
{
LRNode Lr;
int i = 0;
string left = "";
string right = "";
left += "S'";
right += str[0];
Lr = new LRNode(left, right);//拓广文法开始
LRproNum.Add(Lr);
while (i < str.Length)
{
left = right = "";//还原
int j = i;
while (i < str.Length && str[i] != '\r' && str[i] != '\n')//换行符‘\r\n’
{
if (str[i] == ' ')
{
i++;
continue;
}
if (str[i] == '|') // 遇到“|”可构造一条产生式
{
Lr = new LRNode(left, right);
LRproNum.Add(Lr);
right = ""; //产生式左边相同 右边重新积累
i++; //跳过“|”
continue;
}
if ((i - j) == 0)
{
if (!exist(Nchar, str[i]))//如果非终结符集合中不存在str[i],加入Nchar 产生式左边 只有非终结符 不必判断终结符
Nchar.Add(str[i]);
left += str[i++];
}
else if (i - j <= 2)
i++;
else
{
if (isFinalsymbol(str[i]) && !exist(Nchar, str[i]))//如果非终结符集合中不存在str[i],加入Nchar isfinalsymbol 非终结符返回T 终结符返回F
Nchar.Add(str[i]);
else if (!isFinalsymbol(str[i]) && !exist(Echar, str[i]))//产生式右边 需要判断终结符
Echar.Add(str[i]);
right += str[i++];
}
}//while
i++;//跳过换行符
if (left != "" && right != "")
{
Lr = new LRNode(left, right);//构造每一行最后一个产生式，不存在"|"时就是该行产生式本身
LRproNum.Add(Lr);
}
}//while
Echar.Add('#');
//构造项目 对产生式集合LRproNum中的所有产生式都循环插'.'
LRNode Lobj;
for (i = 0; i < LRproNum.Count; i++)
{
left = "";
right = "";
for (int j = 0; j <= LRproNum[i].Right.Length; j++)//j可以等于length 项目共length+1个
{
left = LRproNum[i].Left;
right = CreObj(LRproNum[i].Right, j);//在第j个位置插入'.'
if (j == LRproNum[i].Right.Length && LRobjNum.Count != 1)
{
//在产生式最后的位置插入. 即为归约项目 项目集中1号位置为接受项目
Gy_obj.Add(LRobjNum.Count);//归约项目在项目集中的序号 不用+1 本身就是从0开始的
}
Lobj = new LRNode(left, right);
LRobjNum.Add(Lobj);
left = "";//还原
right = "";
}
}
Creteitemsets();//项目集
RStr_obitemset += "\r\n项目集构建：\r\n";
for (int j = 0; j < proitemset.Count; j++)
{
RStr_obitemset += 'I' + j.ToString() + ':' + "\r\n";
for (i = 0; i < proitemset[j].Container.Count; i++)
{
RStr_obitemset += LRobjNum[proitemset[j].Container[i]].Left.ToString() + "->" + LRobjNum[proitemset[j].Container[i]].Right.ToString() + "\r\n";
}
}
//return RStr_obitemset;
}
//分析表
public void LRAnaly()
{
Table tnode = new Table();
LRAna = new Table[proitemset.Count][];
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
LRAna[i] = new Table[Echar.Count + Nchar.Count];
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)//初始化 赋予ERROR属性
for (int j = 0; j < Echar.Count + Nchar.Count; j++)//为终结符加r状态
LRAna[i][j] = tnode;
tnode = new Table('A', 0);
LRAna[1][FindID(Echar, '#')] = tnode;//项目集1必定是接受项目 构建[1][#]:acc的情况 先直接赋值好 dfa里没有
for (int i = 0; i < Gy_itemset.Count; i++)
{
tnode = new Table('r', Find_pro(LRobjNum[proitemset[Gy_itemset[i]].Container[0]]));//归约项目 找到原产生式序号 添加状态r
for (int j = 0; j < Echar.Count; j++)
{
LRAna[Gy_itemset[i]][j] = tnode;
}
}
for (int i = 0; i < Pindex; i++)
{
if (isFinalsymbol(dfa[i].symbol))//symbol为非终结符 添加状态N
{
int CID = FindID(Nchar, dfa[i].symbol);
tnode = new Table('N', dfa[i].to);
if (LRAna[dfa[i].from][CID + Echar.Count].type == 'r')//移进规约冲突
{
//在此进行冲突处理，例如选择优先级高的状态或者进行错误提示等
MessageBox.Show("移进规约冲突！");
}
else
{
LRAna[dfa[i].from][CID + Echar.Count] = tnode;
}
}
else //不是归约项目 添加状态S
{
int CID = FindID(Echar, dfa[i].symbol);
tnode = new Table('S', dfa[i].to);
if (LRAna[dfa[i].from][CID].type == 'r')//移进规约冲突
{
//在此进行冲突处理，例如选择优先级高的状态或者进行错误提示等
MessageBox.Show("移进规约冲突！");
}
else
{
LRAna[dfa[i].from][CID] = tnode;
}
}
}
}
五、总结
本文介绍了LR分析表构建和句子分析的C#实现，涵盖了拓广文法、项目集构建、LR分析表生成、句子分析等步骤，并提供了代码示例和冲突处理方法。希望本文能够帮助读者更好地理解LR分析方法，并能够将其应用于实际的编译器开发中。
参考资料
原文地址: http://www.cveoy.top/t/topic/fZVB 著作权归作者所有。请勿转载和采集!