SLR 语法分析器实现：项目集构建和分析表生成
{
//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[][] SLRAna;//分析表
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_obitemset = ""; // 项目集构建过程中的输出信息
public void Buildprod(string str)
{
SLRNode Lr;
int i = 0;
string left = "";
string right = "";
left += 'S';
left += ''';
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LRproNum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()
{
// 构造分析表 SLRAna
SLRAna = new Table[proitemset.Count][]; // 行数为项目集数量
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
SLRAna[i] = new Table[Echar.Count + 1]; // 列数为终结符集合 + 1 (为了处理 # 符号)
for (int j = 0; j < Echar.Count + 1; j++)
{
SLRAna[i][j] = new Table(); // 初始化为错误
}
}
// 处理所有项目集
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
// 1. 处理移进动作
for (int j = 0; j < Echar.Count; j++)
{
int nextState = getNextState(i, Echar[j]); // 获取下一个状态
if (nextState != -1)
{
SLRAna[i][j] = new Table('s', nextState); // 标记为移进动作
}
}
// 2. 处理归约动作
for (int j = 0; j < Gy_obj.Count; j++)
{
if (exist(proitemset[i].Container, Gy_obj[j])) // 如果该项目集中存在归约项目
{
int prodNum = getProdNum(Gy_obj[j]); // 获取产生式编号
SLRAna[i][Echar.Count] = new Table('r', prodNum); // 标记为归约动作
}
}
}
// 处理接受状态
SLRAna[0][Echar.Count] = new Table('a', -1); // 接受状态
return SLRAna;
}
// 求项目集
public void Creteitemsets()
{
List<int> I0 = new List<int>(100);
I0.Add(0); // 拓广文法的第一个项目
proitemset.Add(new SLRitemsets());
proitemset[0].Container = Closure(I0);
int index = 1;
while (index < proitemset.Count)
{
// 对当前项目集中每个项目
for (int i = 0; i < proitemset[index - 1].Container.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < Echar.Count; j++)
{
List<int> temp = new List<int>(100);
temp = Go(proitemset[index - 1].Container, Echar[j]);
if (temp.Count > 0 && !exist(proitemset, temp))
{
proitemset.Add(new SLRitemsets());
proitemset[index].Container = Closure(temp);
index++; // 加入新的项目集
}
}
}
index++;
}
}
//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;
}
// 获取下一个状态
public int getNextState(int itemsetIndex, char symbol)
{
List<int> temp = Go(proitemset[itemsetIndex].Container, symbol);
if (temp.Count == 0)
return -1;
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
if (areListEqual(temp, proitemset[i].Container))
return i;
}
return -1;
}
// 判断两个列表是否相等
public bool areListEqual(List<int> list1, List<int> list2)
{
if (list1.Count != list2.Count)
return false;
for (int i = 0; i < list1.Count; i++)
{
if (list1[i] != list2[i])
return false;
}
return true;
}
// 获取产生式编号
public int getProdNum(int itemIndex)
{
for (int i = 0; i < SLRobjNum.Count; i++)
{
if (i == itemIndex)
return i / (SLRproNum[0].Right.Length + 1);
}
return -1;
}
// 判断列表中是否包含某个元素
public bool exist(List<int> list, int value)
{
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
if (list[i] == value)
return true;
}
return false;
}
// 判断列表中是否包含某个元素
public bool exist(List<SLRitemsets> list, List<int> value)
{
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
if (areListEqual(list[i].Container, value))
return true;
}
return false;
}
// 判断列表中是否不存在某个元素
public bool isnexist(List<int> list, int value)
{
return !exist(list, value);
}
// 判断字符是否是终结符
public bool isFinalsymbol(char c)
{
return !exist(Nchar, c);
}
// 在字符串中插入'.'
public string CreObj(string str, int index)
{
if (index == str.Length)
return str + ".";
else
return str.Substring(0, index) + "." + str.Substring(index);
}
// 计算Go函数
public List<int> Go(List<int> I, char symbol)
{
List<int> result = new List<int>(100);
for (int i = 0; i < I.Count; i++)
{
if (SLRobjNum[I[i]].Right[0] == '.' && SLRobjNum[I[i]].Right.Length > 1 && SLRobjNum[I[i]].Right[1] == symbol)
{
result.Add(I[i] + 1);
}
}
return result;
}
}
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