SLR 文法分析器：项目集构建与分析表生成
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<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[][] SLRAna;//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
Dictionary<char, HashSet<char>> follow = new Dictionary<char, HashSet<char>>();//非终结符的Follow集
public void Buildprod(string str)//创建项目集
{
SLRNode SLr;
int i = 0;
string left = '';
string right = '';
left += 'S'';
right += str[0];
SLr = new SLRNode(left, right);//拓广文法开始
SLRproNum.Add(SLr);
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
{
SLr = new SLRNode(left, right);
SLRproNum.Add(SLr);
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 != '')
{
SLr = 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(SLr);
}
}//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';
}
}
}
//求项目集
public void Creteitemsets()
{
proitemset.Add(new SLRitemsets());
proitemset[0].Container.Add(0);//初始项目集合 只含接受项目
proitemset[0] = Closure(proitemset[0]);
int index = 1;
while (index < proitemset.Count)
{
for (int i = 0; i < Echar.Count; i++)//遍历终结符
{
for (int j = 0; j < proitemset.Count; j++)//遍历项目集
{
SLRitemsets itemset = Goto(proitemset[j], Echar[i]);//求转移
if (itemset.Container.Count != 0)
{
if (!exist(proitemset, itemset))
{
proitemset.Add(itemset);//添加新的项目集
dfa[Pindex] = new DFA(j, Echar[i], proitemset.Count - 1);//加入DFA
Pindex++;
}
else
{
dfa[Pindex] = new DFA(j, Echar[i], proitemset.IndexOf(itemset));
Pindex++;
}
}
}
}
index++;
}
BuildAnaTable();
}
public void BuildAnaTable()//构建分析表
{
SLRAna = new Table[proitemset.Count][];
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
SLRAna[i] = new Table[Echar.Count + Nchar.Count + 1];
for (int j = 0; j < SLRAna[i].Length; j++)
{
SLRAna[i][j] = new Table();
}
}
for (int i = 0; i < Pindex; i++)//DFA数组指针
{
if (Echar.Contains(dfa[i].symbol))//是终结符
{
SLRAna[dfa[i].from][Echar.IndexOf(dfa[i].symbol)] = new Table('S', dfa[i].to);//S是移进
}
else//是非终结符
{
SLRAna[dfa[i].from][Echar.Count + Nchar.IndexOf(dfa[i].symbol)] = new Table('G', dfa[i].to);//G是转移
}
}
for (int i = 0; i < Gy_itemset.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < Gy_obj.Count; j++)
{
if (proitemset[Gy_itemset[i]].Container.Contains(Gy_obj[j]))//找到含有归约项目 的项目集 归约项目在项目集合中的序号
{
for (int k = 0; k < Echar.Count; k++)
{
if (follow[SLRobjNum[Gy_obj[j]].Left[0]].Contains(Echar[k]))//求FOLLOW集
{
SLRAna[Gy_itemset[i]][k] = new Table('R', j + 1);//R是归约
}
}
SLRAna[Gy_itemset[i]][Echar.Count + Nchar.Count] = new Table('R', j + 1);
}
}
}
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < SLRAna[i].Length; j++)
{
if (SLRAna[i][j].error == true)
{
if (j < Echar.Count + Nchar.Count)
SLRAna[i][j] = new Table('E', -1);
}
}
}
if (SLRAna[0][Echar.Count + Nchar.Count].type == 'R' && SLRAna[0][Echar.Count + Nchar.Count].id == 1)
{
Success = true;
}
}
public bool exist(List<SLRitemsets> list, SLRitemsets itemset)
{
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
if (list[i].Container.Count == itemset.Container.Count)
{
if (list[i].Container.Except(itemset.Container).Count() == 0)
{
return true;
}
}
}
return false;
}
//求闭包函数
public SLRitemsets Closure(SLRitemsets itemset)
{
SLRitemsets newItemset = new SLRitemsets();
newItemset.Container.AddRange(itemset.Container);
int p = 0;
while (p < newItemset.Container.Count)
{
int i = newItemset.Container[p];
string str = SLRobjNum[i].Right;
int j = str.IndexOf('.');
if (j < str.Length - 1)//不是最后一位
{
char X = str[j + 1];
if (exist(Nchar, X))
{
foreach (var item in SLRproNum)
{
if (item.Left[0] == X)
{
SLRNode newNode = new SLRNode(item.Left, CreObj(item.Right, 0));
if (!exist(SLRobjNum, newNode))
{
SLRobjNum.Add(newNode);
newItemset.Container.Add(SLRobjNum.Count - 1);
}
}
}
}
}
p++;
}
return newItemset;
}
//求转移函数
public SLRitemsets Goto(SLRitemsets itemset, char ch)
{
SLRitemsets newItemset = new SLRitemsets();
for (int i = 0; i < itemset.Container.Count; i++)
{
int index = itemset.Container[i];
string str = SLRobjNum[index].Right;
int j = str.IndexOf('.');
if (j < str.Length - 1)//不是最后一位
{
char X = str[j + 1];
if (X == ch)
{
string left = SLRobjNum[index].Left;
string right = CreObj(SLRobjNum[index].Right, j + 1);
SLRNode newNode = new SLRNode(left, right);
if (!exist(SLRobjNum, newNode))
{
SLRobjNum.Add(newNode);
}
newItemset.Container.Add(SLRobjNum.IndexOf(newNode));
}
}
}
return Closure(newItemset);
}
//判断是否存在
public bool exist(List<char> list, char ch)
{
foreach (var item in list)
{
if (item == ch)
return true;
}
return false;
}
public bool exist(List<SLRNode> list, SLRNode node)
{
foreach (var item in list)
{
if (item.Left.Equals(node.Left) && item.Right.Equals(node.Right))
return true;
}
return false;
}
//插入'.'
public string CreObj(string str, int index)
{
string left = str.Substring(0, index);
left += '.';
string right = str.Substring(index, str.Length - index);
return left + right;
}
public bool isFinalsymbol(char ch)
{
return !char.IsLetter(ch);
}
}
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