SLR1 分析器实现 - 代码详解与优化
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks;
namespace SLR1
{
class SLR
{
//产生式结点类
public class SLRNode
{
public string Left;
public string Right;
public SLRNode(string Left, string Right)
{
this.Left = Left;
this.Right = Right;
}
}
//项目集类
public class SLRitemsets
{
public List
//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<SLRNode> SLRproNum = new List<SLRNode>(50);//产生式 列表
public List<SLRNode> SLRobjNum = new List<SLRNode>(50);//项目 列表
public List<SLRitemsets> proitemset = new List<SLRitemsets>(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)
{
SLRNode Lr;
int i = 0;
string left = "";
string right = "";
left += 'S';
right += str[0];
Lr = new SLRNode(left, right);//拓广文法开始
SLRproNum.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 SLRNode(left, right);
SLRproNum.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 SLRNode(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
SLRproNum.Add(Lr);
}
}//while
Echar.Add('#');
//构造项目 对产生式集合SLRproNum中的所有产生式都循环插'.'
SLRNode Lobj;
for (i = 0; i < SLRproNum.Count; i++)
{
left = "";
right = "";
for (int j = 0; j <= SLRproNum[i].Right.Length; j++)//j可以等于length 项目共length+1个
{
left = SLRproNum[i].Left;
right = CreObj(SLRproNum[i].Right, j);//在第j个位置插入'.'
if (j == SLRproNum[i].Right.Length && SLRobjNum.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(SLRobjNum.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 SLRNode(left, right);
SLRobjNum.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 += SLRobjNum[proitemset[j].Container[i]].Left.ToString() + "->" + SLRobjNum[proitemset[j].Container[i]].Right.ToString() + "\r\n";
}
}
//return RStr_obitemset;
}
public Table[][] GET_ANA()
{
LRAnaly();
RStr_ANA += "\r\nSLR1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
SLRitemsets LR_C = new SLRitemsets();
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 < SLRobjNum[index].Right.Length - 1; pi++)//length-1是避免匹配到.在最后的规约项目
{
if (SLRobjNum[index].Right[pi] == '.')
{
List<int> lr2_club = new List<int>(100);//记录项目的序号
char symbol = SLRobjNum[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 < SLRobjNum[index2].Right.Length - 1; m2++)
{
if (SLRobjNum[index2].Right[m2] == '.' && SLRobjNum[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);
}
}
SLRitemsets LR_C2 = new SLRitemsets();
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
//构造闭包
public List<int> Closure(List<int> I)
{
for (int index = 0; index < I.Count; index++)//遍历该集合中的所有序号 初始序号就是拓广文法的0 下面的ADD步骤中会扩大他的内容
for (int i = 0; i < SLRobjNum[I[index]].Right.Length - 1; i++)//遍历第index序号项目右侧字符串 找到.A结构
{
if (SLRobjNum[I[index]].Right[i] == '.' && isFinalsymbol(SLRobjNum[I[index]].Right[i + 1]))
{
for (int j = 0; j < SLRobjNum.Count; j++)//遍历所有项目，找到以A开头的.a
{
if (isnexist(I, j))
continue;
if (SLRobjNum[j].Left == SLRobjNum[I[index]].Right[i + 1].ToString() && SLRobjNum[j].Right[0] == '.')
I.Add(j);//ADD：在项目集（序号集合）中加入新成员
}
}
}
return I;
}
//分析表构建
public void LRAnaly()
{
LRAna = new Table[proitemset.Count][];
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
LRAna[i] = new Table[Echar.Count + Nchar.Count];
for (int j = 0; j < Echar.Count + Nchar.Count; j++)
{
LRAna[i][j] = new Table();
}
}
for (int i = 0; i < dfa.Count; i++)
{
if (dfa[i].symbol == '\0')
continue;
if (isFinalsymbol(dfa[i].symbol))
{
LRAna[dfa[i].from][GetEindex(dfa[i].symbol)] = new Table('S', dfa[i].to);
}
else
{
LRAna[dfa[i].from][GetNindex(dfa[i].symbol)] = new Table('N', dfa[i].to);
}
}
for (int i = 0; i < Gy_itemset.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < Echar.Count; j++)
{
LRAna[Gy_itemset[i]][j] = new Table('R', GetRindex(Gy_itemset[i]));
}
}
}
//获取非终结符的下标
public int GetNindex(char symbol)
{
for (int i = 0; i < Nchar.Count; i++)
{
if (Nchar[i] == symbol)
return i;
}
return -1;
}
//获取终结符的下标
public int GetEindex(char symbol)
{
for (int i = 0; i < Echar.Count; i++)
{
if (Echar[i] == symbol)
return i;
}
return -1;
}
//获取归约项目的序号
public int GetRindex(int index)
{
for (int i = 0; i < Gy_obj.Count; i++)
{
if (Gy_obj[i] == index)
return i;
}
return -1;
}
//判断是否为终结符
public bool isFinalsymbol(char symbol)
{
if (symbol == '\' || symbol == '(' || symbol == ')' || symbol == '+' || symbol == '*')
return true;
return false;
}
//判断项目集是否已经存在
public int isexist(List<int> lr)
{
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
if (proitemset[i].Container.Count != lr.Count)
continue;
int flag = 0;
for (int j = 0; j < lr.Count; j++)
{
if (!isnexist(proitemset[i].Container, lr[j]))
{
flag = 1;
break;
}
}
if (flag == 0)
return i;
}
return -1;
}
//判断项目是否已经存在
public bool isnexist(List<int> lr, int i)
{
for (int j = 0; j < lr.Count; j++)
{
if (lr[j] == i)
return true;
}
return false;
}
//判断字符是否已经存在
public bool exist(List<char> list, char c)
{
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
if (list[i] == c)
return true;
}
return false;
}
//插入.
public string CreObj(string right, int index)
{
string str = "";
for (int i = 0; i < right.Length; i++)
{
if (i == index)
str += '.';
str += right[i];
}
if (index == right.Length)
str += '.';
return str;
}
}
//分析类
public class Analyze
{
public List<string> stack_state = new List<string>(100);//记录状态栈
public List<string> stack_symbol = new List<string>(100);//记录符号栈
public List<string> Input_str = new List<string>(100);//记录输入串
public List<string> Tran_pro = new List<string>(100);//记录所用产生式
}
}
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