SLR1 分析表构建 - LR0文法代码实现
using System;
using System.Collections.Generic;
public class LR
{
// 产生式结点类
public class LRNode
{
public string Left;
public string Right;
public LRNode(string Left, string Right)
{
this.Left = Left;
this.Right = Right;
}
}
// 项目集类
public class LRitemsets
{
public List<int> Container
= new List<int>(100);
// 记录项目在项目集合中的序号
}
// DFA 结点
public struct DFA
{
public int from;
public char symbol;
public int to;
public DFA(int from, char symbol, int to)
{
this.from = from;
this.symbol = symbol;
this.to = to;
}
}
// 分析表 结点
public class Table
{
public bool error;// 是否为 ERROR
public char type;// 结点类型
public int id;// 数值
public Table()
{
this.error = true;
}
public Table(char type, int id)
{
this.type = type;
this.id = id;
this.error = false;
}
}
public DFA[] dfa = new DFA[100];
public int Pindex = 0; // dfa 数组指针
public Table[][] LRAna;// 分析表
public Analyze Jz;
public bool Success = false;
public List<LRNode> LRproNum = new List<LRNode>(50);// 产生式 列表
public List<LRNode> LRobjNum = new List<LRNode>(50);// 项目 列表
public List<LRitemsets> proitemset = new List<LRitemsets>(100);// 项目集合
public List<int> Gy_obj = new List<int>(50);// 归约项目序号集合
public List<int> Gy_itemset = new List<int>(50);// 含有归约项目的集合的序号 的集合
public List<char> Nchar = new List<char>(50);// 非终结符集合
public List<char> Echar = new List<char>(50);// 终结符集合
public string RStr = '';
public string RStr_obitemset = '';// 输出返回
public string RStr_DFA = '';
public string RStr_ANA = '';
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;
}
public Table[][] GET_ANA()
{
LRAnaly();
RStr_ANA += '\r\nLR0分析表:\r\n ';
int i;
for (i = 0; i < Echar.Count; i++)
{
RStr_ANA += Echar[i].ToString() + ' ';
}
for (i = 0; i < Nchar.Count; i++)
{
RStr_ANA += Nchar[i].ToString() + ' ';
}
RStr_ANA += '\r\n';
for (i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
RStr_ANA += i.ToString() + ' ';
for (int j = 0; j < Echar.Count + Nchar.Count; j++)
{
if (LRAna[i][j].error)
{
RStr_ANA += ' ' + ' ';
}
else if (i == 1 && j == Echar.Count - 1)
{
RStr_ANA += 'AC' + ' ';
}
else if (LRAna[i][j].type != 'N')
{
RStr_ANA += LRAna[i][j].type.ToString() + LRAna[i][j].id.ToString() + ' ';
}
else
RStr_ANA += LRAna[i][j].id.ToString() + ' ';
}
RStr_ANA += '\r\n';
}
return LRAna;
}
// 求项目集
public void Creteitemsets()
{
List<int> lr_item = new List<int>(100);// 记录项目的序号
lr_item.Add(0);
lr_item = Closure(lr_item);// 构造初始项目集 求闭包
LRitemsets LR_C = new LRitemsets();
LR_C.Container = lr_item;// 集合----项目集序号的集合
proitemset.Add(LR_C);// 集合的集合----存放项目集序号集合 的集合
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)// 整体集合中 第 i 个项目集
{
proitemset[i].Container.Sort();// 排序由小到大 后面用于判断是否存在的比较
int[] flag = new int[proitemset[i].Container.Count];
for (int fi = 0; fi < proitemset[i].Container.Count; fi++)// 标志位，用来判断该序号是否已经构造
{
flag[fi] = 0;
}
for (int j = 0; j < proitemset[i].Container.Count; j++)// 第 i 个项目集的第 j 个项目
{
if (flag[j] == 1)// 如果已经访问过 就不再构造 找下一个项目
continue;
int index = proitemset[i].Container[j];
for (int pi = 0; pi < LRobjNum[index].Right.Length - 1; pi++)// length-1 是避免匹配到 . 在最后的规约项目
{
if (LRobjNum[index].Right[pi] == '.')
{
List<int> lr2_club = new List<int>(100);// 记录项目的序号
char symbol = LRobjNum[index].Right[pi + 1];// 记录 .a 转移状态 a. 的符号 a
lr2_club.Add((index + 1));// 如果遇到 .a 形式的项目序号为 index 那么项目 a. 的序号为 index+1
for (int m1 = j + 1; m1 < proitemset[i].Container.Count; m1++)
{
// 在第 i 个项目集中找到了可以移动的 .：.a 重新遍历第 i 个项目集 j 项目之后的 找到同样可以移动 a 的项目集
int index2 = proitemset[i].Container[m1];
for (int m2 = 0; m2 < LRobjNum[index2].Right.Length - 1; m2++)
{
if (LRobjNum[index2].Right[m2] == '.' && LRobjNum[index2].Right[m2 + 1] == symbol)
{
flag[m1] = 1;// 标记位置为 1 已经访问 之后不再访问
lr2_club.Add(index2 + 1);
}
}
}
lr2_club = Closure(lr2_club);// 求闭包
int value = isexist(lr2_club);
if (value == -1)// -1 表示不存在相同的
{
for (int m3 = 0; m3 < Gy_obj.Count; m3++)
{
if (isnexist(lr2_club, Gy_obj[m3]))
{
Gy_itemset.Add(proitemset.Count);
}
}
LRitemsets LR_C2 = new LRitemsets();
dfa[Pindex++] = new DFA(i, symbol, proitemset.Count);// count 不用加 1 本身从 0 开始
LR_C2.Container = lr2_club;
proitemset.Add(LR_C2);
}
else
{
dfa[Pindex++] = new DFA(i, symbol, value);
}
break;
}
}
}// end-forj
}// end-fori
}// end-Cre_club
// 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);
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);
LRAna[dfa[i].from][CID] = tnode;
}
}
}
// SLR1 分析表构建
public void SLRAnaly()
{
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 < proitemset.Count; i++)// 对于每个项目集
{
List<int> Gy_obj_in_itemset = new List<int>();
for (int j = 0; j < proitemset[i].Container.Count; j++)// 对于该项目集中的每个项目
{
int index = proitemset[i].Container[j];
for (int pi = 0; pi < LRobjNum[index].Right.Length - 1; pi++)// length-1 是避免匹配到 . 在最后的规约项目
{
if (LRobjNum[index].Right[pi] == '.')
{
char symbol = LRobjNum[index].Right[pi + 1];
if (isFinalsymbol(symbol))// 如果 . 后面是终结符
{
int follow_index = FindID(Nchar, LRobjNum[index].Left);// 找到该产生式左部的非终结符
List<char> follow_set = Follow(follow_index);// 计算其 Follow 集
for (int k = 0; k < follow_set.Count; k++)
{
int CID = FindID(Echar, follow_set[k]);
tnode = new Table('r', Find_pro(LRobjNum[index]));// 将 Follow 集中的所有终结符对应的表项都设为归约状态
LRAna[i][CID] = tnode;
Gy_obj_in_itemset.Add(Find_pro(LRobjNum[index]));// 记录该项目集中所有的归约项目
}
}
break;
}
}
}
if (Gy_obj_in_itemset.Count > 0)// 如果该项目集中有归约项目
{
for (int j = 0; j < Echar.Count; j++)
{
int CID = j;
if (LRAna[i][CID].error)// 如果该表项是错误状态
{
tnode = new Table('r', Gy_obj_in_itemset[0]);// 将第一个归约项目的状态设为表项状态
for (int k = 1; k < Gy_obj_in_itemset.Count; k++)
{
tnode = new Table('r', Gy_obj_in_itemset[k]);// 将其他归约项目的状态也设为表项状态
LRAna[i][CID] = 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);
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);
LRAna[dfa[i].from][CID] = tnode;
}
}
}
// 以下为待补充的函数
// 1. isFinalsymbol(char c): 判断字符 c 是否为终结符
// 2. exist(List<char> charlist, char c): 判断字符 c 是否存在于字符列表 charlist 中
// 3. FindID(List<char> charlist, char c): 查找字符 c 在字符列表 charlist 中的索引
// 4. CreObj(string str, int index): 在字符串 str 的第 index 个位置插入 '.'
// 5. Closure(List<int> lr_item): 计算项目集合 lr_item 的闭包
// 6. isexist(List<int> lr_item): 判断项目集合 lr_item 是否已存在于 proitemset 中，如果存在则返回其索引，否则返回 -1
// 7. isnexist(List<int> lr_item, int index): 判断项目集合 lr_item 中是否包含项目 index
// 8. Find_pro(LRNode lrnode): 查找产生式 lrnode 在 LRproNum 中的索引
// 9. Follow(int index): 计算非终结符 index 的 Follow 集
// ... 函数实现 ...
}
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