SLR 分析器：项目集构建与状态机实现
{
"title": "SLR 分析器：项目集构建与状态机实现",
"description": "本示例代码展示了如何使用 C# 实现 SLR 分析器的项目集构建和状态机。通过分析输入的文法，构建项目集，并根据项目集构造状态转移表。",
"keywords": "SLR 分析器，项目集，状态机，C#",
"content": "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[][] 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()
{
//初始化第一个项目集
SLRitemsets itemset = new SLRitemsets();
itemset.Container.Add(0);
proitemset.Add(itemset);
int index = 0; //项目集的编号
while (index < proitemset.Count)
{
SLRitemsets current = proitemset[index]; //当前项目集
Dictionary<char, List<int>> nexts = new Dictionary<char, List<int>>(); //下一个状态的项目集
//获取当前项目集能够转移的符号集合
foreach (var item in current.Container)
{
SLRNode node = SLRobjNum[item];
if (node.Right.Length > node.Right.IndexOf('.') + 1)
{
char symbol = node.Right[node.Right.IndexOf('.') + 1];
if (!nexts.ContainsKey(symbol))
{
nexts.Add(symbol, new List<int>());
}
nexts[symbol].Add(item + 1);
}
}
//构造下一个项目集
foreach (var item in nexts.Keys)
{
SLRitemsets next = new SLRitemsets();
foreach (var temp in nexts[item])
{
next.Container.Add(temp);
}
//查找该项目集是否已经存在
bool isExist = false;
int existIndex = -1;
for (int i = 0; i < proitemset.Count; i++)
{
if (proitemset[i].Container.Count == next.Container.Count)
{
bool isEqual = true;
for (int j = 0; j < next.Container.Count; j++)
{
if (!proitemset[i].Container.Contains(next.Container[j]))
{
isEqual = false;
break;
}
}
if (isEqual)
{
isExist = true;
existIndex = i;
break;
}
}
}
if (!isExist) //如果该项目集不存在则加入
{
proitemset.Add(next);
dfa[Pindex++] = new DFA(index, item, proitemset.Count - 1);
}
else //否则直接加入DFA
{
dfa[Pindex++] = new DFA(index, item, existIndex);
}
}
index++;
}
}
}
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