LR(1)文法分析器 //c++ 实现

1、先读入终结符，非终结符，和所有产生式。


2、预处理：初始化；getpp()获得每个非终结符在产生式左边时的产生式编号,
记录在 string getp[]中（可以多个）。


3.获得所有的符号的first集：dfs法，从S开始DFS，遇到终结符则是递归出口，回溯时候沿路保存记录所有路径上VN的first，（遇到有左递归的，continue，左递归的产生式不用不影响求fisrt集）


4：获得项目集族：一个lr(1)项目用一个结构体记录，get_close(项目 t):bfs来完成对t的闭包。getxmjizu():bfs，并用链式前向星记录图。


5.获得分析表table[][]：遍历对于图的所有边，状态i->j有权为w的边，置action（i,w）=j;go,本质是一样的.其次扫描所有项目，对于归约项目，置归约

6总控程序：俩个栈：状态栈和符号栈，无非移进、归约，接受保存。

测试：

a b
H S B
H->S
B->aB
S->BB
B->b
end


i * ( ) +
E T F
E->E+T
E->T
T->T*F
T->F
F->(E)
F->i
end


a b c d
S A B
S->A
A->B|cAd
B->aBb|ab
end

#include<iostream>#include<string>#include<map>#include<vector>#include<stack>#include<set>#include<cstring>#include<queue>using namespace std;map<char,int>getnum;char getchar[100];          //获得对应字符vector<string>proce;        //产生式int table[30][30];         //预测分析表 -1int tb_s_r[30][30];        //是移进项还是规约项,-1,-2.int num=0;int numvt=0;   //numvt是终结符集合，0是‘#’，numvt表空字void readin()                        //读入vt,vn,编号1-num,读入所有产生式{    memset(table,-1,sizeof(table));    getnum['#']=0;    getchar[0]='#';    cout<<"请输入终结符集："<<endl;    char x;    do    {      cin>>x;      getnum[x]=++num;      getchar[num]=x;    }while(cin.peek()!='\n');     numvt=++num;     getnum['@']=numvt;        //kong zi     getchar[num]=('@');    cout<<"请输入非终结符集："<<endl;    do    {      cin>>x;      getnum[x]=++num;      getchar[num]=x;    }while(cin.peek()!='\n');    cout<<"输入所有产生式（空字用‘@’表示）,以‘end’结束:"<<endl;    string pro;     while(cin>>pro&&pro!="end")     {         string ss;         ss+=pro[0];         for(int i=3;i<pro.size();i++)         {             if(pro[i]=='|')             {                  proce.push_back(ss);                  ss.clear();ss+=pro[0];             }             else             {                 ss+=pro[i];             }         }          proce.push_back(ss);    }}struct xiangmu         //一个项目{    int nump;       //产生式编号    int id;        //.的位置    string fst;   //集合};string getp[100];   //获得某终结符在左边的产生式集合void getpp(){    for(int i=0;i<proce.size();i++)    {        int temp=getnum[proce[i][0]];        getp[temp]+=char('0'+i);    }}string first[100];   //每个符号的first集bool gotfirst[100]; //是否已经完成FIRST集合void dfsgetfirst(int nv,int nump)  //当前的符号，和对应产生式编号{   int temp=getnum[proce[nump][1]];  //产生式推出来的首符    gotfirst[nump]=1;               //标记    if(temp<=numvt)first[nv]+=char('0'+temp);  //是终结符    else    {        for(int i=0;i<getp[temp].size();i++)    //所有temp可以推出来的符号对应的产生式          {              if(proce[nump][0]==proce[nump][1])continue; //左递归的产生式不用不影响求fisrt集              dfsgetfirst(temp,getp[temp][i]-'0');          }        first[nv]+=first[temp];                  //回溯时候沿途保存    }}void get_first(){    for(int i=1;i<=numvt;i++)             //    终结符first集合是它自己.    {        first[i]=char('0'+i);    }     for(int i=0;i<proce.size();i++)    {        if(proce[i][0]==proce[i][1])continue; //左递归的产生式不用不影响求fisrt集        if(gotfirst[i])continue;              //已经生成。        int temp=getnum[proce[i][0]];          dfsgetfirst(temp,i);    }}vector<vector<xiangmu> >v;             //项目集族int e[100][3]; int head[100];int nume=0;    //链式前向星项目集族图void addegde(int from,int to,int w)         //添加边{    e[nume][0]=to;e[nume][1]=head[from];head[from]=nume;    e[nume++][2]=w;}void clear()                 //初始化函数{    for(int i=0;i<100;i++)       head[i]=-1;     for(int i=0;i<30;i++)       for(int j=0;j<30;j++)         tb_s_r[i][j]=table[i][j]=-1;    nume=0;}inline bool xmeq(xiangmu a,xiangmu b){    if(a.fst==b.fst&&a.id==b.id&&a.nump==b.nump)return 1;    return 0;}bool isin(xiangmu a,vector<xiangmu> b)      //xm a is in xmji b{    for(int i=0;i<b.size();i++)    {        if(xmeq(a,b[i]))return 1;    }    return 0;}vector<xiangmu>  hebing(vector<xiangmu>a ,vector<xiangmu>b)  //合并项目集 a,b 复给 a{    for(int i=0;i<b.size();i++)    {        if(isin(b[i],a))continue;        else         a.push_back(b[i]);    }    return a;}bool xmjieq(vector<xiangmu> a,vector<xiangmu> b)  //两个项目集是否相等{    if(a.size()!=b.size())return 0;     for(int i=0;i<a.size();i++)     {        if(!isin(a[i],b))return 0;     }     return 1;}int xmji_isin_xmjizu(vector<xiangmu>a,vector<vector<xiangmu> >b)  //查找项目集，若有，则返回编号,一举俩得{    for(int i=0;i<b.size();i++)    {        if(xmjieq(a,b[i]))return i;    }    return -1;}vector<xiangmu> get_close(xiangmu t)           //对项目 T作闭包{   vector<xiangmu> temp;   temp.push_back(t);    queue<xiangmu> q;                         //bfs完成闭包    q.push(t);    while(!q.empty())    {      xiangmu cur=q.front();      q.pop();      if(cur.id==proce[cur.nump].size())          //归约项舍去          continue;     int tt=getnum[proce[cur.nump][cur.id]];       //tt is thm num of '.'zhihoudefuhao      if(tt<=numvt)   continue ;                  //若是终结符，则不必找了      for(int i=0;i<getp[tt].size();i++)         //对应产生式的编号       {          xiangmu c;         c.id=1;                               //         c.nump=getp[tt][i]-'0';             //        if(proce[cur.nump].size()-cur.id==1)   // the last : A->BC.D,a/b          c.fst+=cur.fst;         else                           //not the last  ：A->B.CFb,a/b        {          int tttnum=getnum[proce[cur.nump][cur.id+1]];          c.fst+=first[tttnum];        }         if(!isin(c,temp))           //排重，新的项目就加入。         {             q.push(c);             temp.push_back(c);         }        }      }      return temp;}void get_xiangmujizu()             //获得项目集族{    vector<xiangmu>temp;    xiangmu t;    t.nump=0;t.id=1;t.fst+='0';    //初始的项目集：0    temp=get_close(t);    queue<vector<xiangmu> >q;        //bfs法获得    q.push(temp);    v.push_back(temp);             //第一个入    while(!q.empty())    {         vector<xiangmu> cur=q.front();         q.pop();         for(int i=1;i<=num;i++)     //所有符号         {             if(i==numvt)continue;      //'#'             vector<xiangmu> temp;              for(int j=0;j<cur.size();j++)     //该项目集中的所有项目              {                 if(cur[j].id==proce[cur[j].nump].size())continue;  //是规约项目，无法再读入了                 int tt=getnum[proce[cur[j].nump][cur[j].id]];                if(tt==i)                                          //can read in 符号i                {                    xiangmu tempt;                    tempt.fst=cur[j].fst;                    tempt.id=cur[j].id+1;                    tempt.nump=cur[j].nump;                    temp=hebing(temp,get_close(tempt));                }              }              if(temp.size()==0)continue;             //该符号无法读入。                int numcur=xmji_isin_xmjizu(cur,v);   //当前节点标号                int tttnum=xmji_isin_xmjizu(temp,v);  //新目标标号                   if(tttnum==-1)                    //新的项目集                   {                    v.push_back(temp);                    q.push(temp);                    addegde(numcur,v.size()-1,i) ;   //添加边，权为读入的符号                  }                   else                             //老的项目集                   {                    addegde(numcur,tttnum,i);                   }         }    }}void print_xmjizu()              //打印项目集族{    for(int i=0;i<v.size();i++)    {        cout<<"项目集"<<i<<":"<<endl;      for(int j=0;j<v[i].size();j++)        {          cout<<proce[v[i][j].nump]<<" "<<v[i][j].id<<" "<<v[i][j].fst<<endl;        }      cout<<endl;    }    for(int i=0;i<v.size();i++)    {        for(int j=head[i];j!=-1;j=e[j][1])        {            cout<<"  "<<getchar[e[j][2]]<<endl;            cout<<i<<"--->"<<e[j][0]<<endl;        }    }}bool get_table()            //获得分析表table[i][j]=w:状态i-->j,读入符号W。{    for(int i=0;i<v.size();i++)          //遍历图    {        for(int j=head[i];j!=-1;j=e[j][1])        {            if(table[i][e[j][2]]!=-1)return 0;           //多重入口，报错.             table[i][e[j][2]]=e[j][0];            tb_s_r[i][e[j][2]]=-1;             //移近项-1。        }    }    for(int i=0;i<v.size();i++)             //遍历所有项目    {      for(int j=0;j<v[i].size();j++)        {            if(v[i][j].id==proce[v[i][j].nump].size())  //归约项            {                for(int k=0;k<v[i][j].fst.size();k++)                   {                      if(table[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']!=-1)return 0;           //多重入口，报错.                     if(  (v[i][j].fst)[k]=='0'&&v[i][j].nump==0)                        table[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']=-3 ;           //接受态。                     else                     {                        table[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']=v[i][j].nump;                        tb_s_r[i][(v[i][j].fst)[k]-'0']=-2;            //归约态                     }                   }            }         }     }     return 1;}void print_table(){    cout<<"LR(1)分析表："<<endl;    cout<<"状态   "<<"         actoin     "<<endl;     for(int j=0;j<=num;j++)        {            if(j==numvt)continue;            cout<<"    "<<getchar[j];        }       cout<<endl;    for(int i=0;i<v.size();i++)    {        cout<<i<<"   ";        for(int j=0;j<=num;j++)        {            if(j==numvt)continue;            if(table[i][j]==-3)  cout<<"acc"<<"  ";       //接受            else if(table[i][j]==-1)cout<<"     ";        //空            else if(tb_s_r[i][j]==-1)cout<<"s"<<table[i][j]<<"   ";  //移近            else if(tb_s_r[i][j]==-2)cout<<"r"<<table[i][j]<<"   ";  //归约        }        cout<<endl;    }}string word;void  print_now_state(int count,stack<int>state,stack<int>wd,int i){    cout<<count<<'\t'<<'\t';    stack<int>temp;    while(!state.empty())    {        temp.push(state.top());        state.pop();    }    while(!temp.empty())    {        cout<<temp.top();        temp.pop();    }    cout<<'\t'<<'\t';     while(!wd.empty())    {        temp.push(wd.top());        wd.pop();    }    while(!temp.empty())    {        cout<<getchar[temp.top()];        temp.pop();    }    cout<<'\t'<<'\t';    for(int j=i;j<word.size();j++)        cout<<word[j];    cout<<'\t'<<'\t';}bool analyze(){    cout<<"       "<<word<<"的分析过程："<<endl;    cout<<"步骤\t\t"<<"状态栈\t\t"<<"符号栈\t\t"<<"输入串\t\t"<<"动作说明"<<endl;      stack<int>state;   //俩个栈：状态栈和符号栈      stack<int>wd;      int count=0;      state.push(0);     //初始化      wd.push(0);        //'#'    for(int i=0;;)       //i，读入文本的    {        int cur=state.top();        if(table[cur][getnum[word[i]]]==-1)    // 空白，报错误             return 0;        if(table[cur][getnum[word[i]]]==-3)  //接受态            {                print_now_state(count++,state,wd,i);                cout<<"      恭喜！acc!"<<endl;                return 1;            }        if(tb_s_r[cur][getnum[word[i]]]==-1)       //移进项        {            print_now_state(count++,state,wd,i);           int newstate=table[cur][getnum[word[i]]];            cout<<"action["<<cur<<","<<getnum[word[i]]<<"]="<<newstate;            cout<<"，状态"<<newstate<<"入栈"<<endl;            wd.push(getnum[word[i]]);            state.push(newstate);            i++;        }        else if(tb_s_r[cur][getnum[word[i]]]==-2)         //归约        {            print_now_state(count++,state,wd,i);             int numpro=table[cur][getnum[word[i]]];   //用该产生式归约            int len=proce[numpro].size()-1;            for(int ii=0;ii<len;ii++)                 //弹栈             {                 wd.pop();                 state.pop();             }             wd.push(getnum[proce[numpro][0]]);    //新入             int cur=state.top();            cout<<"用"<<proce[numpro][0]<<"->";             for(int ii=1;ii<=len;ii++)                 cout<<proce[numpro][ii];            cout<<"进行归约,"<<"goto["<<cur<<","<<getnum[word[i]]<<"]="<<table[cur][getnum[proce[numpro][0]]];            cout<<"入栈"<<endl;             state.push(table[cur][getnum[proce[numpro][0]]]);        }    }    return 1;}int main(){    clear();    readin();    getpp();    get_first();    get_xiangmujizu();    if(!get_table())    {        cout<<"此文法在生成分析表时候有多重入口，非LR(1)文法！"<<endl;        return 0;    }  // print_xmjizu();   print_table();   cout<<"请输入字："<<endl;   cin>>word;   word+='#';   if(!analyze())       cout<<"error!"<<endl;   else;    return 0;}