递归下降语法分析实验_输入一个符号串,用递归下降分析方法进行语法分析,判断该符号串是否是文法的句子,

一、实验目的

通过设计、开发一个高级语言的递归下降语法分析程序，实现
对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，加
深对相关课堂教学内容的理解，提高语法分析方法的实践能力。

二、实验要求

(1)理解语法分析在编译程序中的作用，以及它与词法分析程序的
关系；
(2)掌握递归下降语法分析方法的主要原理；
(3)理解递归下降分析法对文法的要求；
(4)熟练掌握Select集合的求解方法；
(5)熟练掌握文法变换方法（消除左递归和提取公因子）。

三、实验原理

递归下降分析法是语法分析中最易懂的一种方法，基本原理
是：对每个非终结符号（分别代表一个语法单位）按其产生式结
构构造相应语法分析子程序，以完成该非终结符号所对应的语法
单位的分析和识别任务。其中终结符号产生匹配命令，而非终结
符号则产生过程调用命令。因为文法可以递归，相应子程序也是
递归的，所以称这种方法为递归子程序下降法或递归下降法。其
中子程序的结构与产生式结构几乎是一致的。
《编译原理》实验指导书
假设一个文法中的非终结符号A 的全部产生式为
A��α1|α2|……|αn ，则必须满足以下条件才能保证可以唯一的选
择合适的产生式，才能采用递归下降分析法：
Select(A��αi)∩Select(A��αj)=Φ,其中i≠j
假设文法中有如下的产生式A��β1|β2|…|βn，则应按如下方法
编写语法分析子程序。

四、实验步骤

(1)根据S语言BNF形式的语法规则（见附件A），写出S语言的上下
文无关文法；
(2)求每个产生式的Select集：
procedure A( )
begin if token∈Select(A��β1) then θ(β1) else
if token∈Select(A��β2) then θ(β2) else
……
if token∈Select(A��βn) then θ(βn) else
error()
end
其中 βi =X1X2…Xn，θ(βi) =θ’(X1); θ’(X2);…; θ’(Xn)；如果
Xi∈VN，θ’(Xi)= Xi；如果Xi∈VT，θ’(Xi)= Match(Xi)；如果Xi= ε,
θ’(Xi) = skip（空语句）。
《编译原理》实验指导书
10
Select(A��β)= First(β)，当 ε∉First(β)
= (First(β)-{ε})∪Follow(A)，当ε∈First(β)
(3)判断是否满足递归下降法分析条件，若不满足用消除左递归和
提取公因子等文法等价变换操作对文法进行变换，使其满足递
归下降法的要求；
(4)构造递归下降语法分析程序，对文法中的每个非终结符号按其
产生式结构产生相应的语法分析子程序,完成相应的识别任
务。其中终结符号产生匹配命令，非终结符号则产生调用命令。
实际的语法分析工作从调用主程序（开始符号S对应的程序）
开始，根据产生式递归调用各个分析子程序；
(5)撰写实验报告。

代码

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<iostream>
using namespace std;


void Print();
void Scanner();
bool Statement();
bool Condition();
bool While_Statement();
bool Expression();
bool Item_expression();
bool Factor();
bool Conditional_statements();
bool Assignment_statement();
bool Compound_statements();


int syn;//存放单词的类型
int p;

char ch;
int sum;//用来保存数字的值 
char program[200],token[10];
char *rwtab[9]={"begin","if","then",
                "else","while","do","Const"
                ,"Var","end"};
int m;              

bool isDigital(char ch)
{
    if(ch<='9'&&ch>='0')
        return true;
    else
        return false;
}

bool isAlpha(char ch)
{
    if(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='A'&&ch<='Z')
        return true;
    else
        return false;
}




void Scanner()
{
    int num=0;
    for(m=0;m<10;m++)
    {
        token[m]='\0';
    }
    m=0;
    ch=program[p++];

    while(ch==' '||ch=='\n'||ch=='\t')
    {
        ch=program[p++];
    }
    if(isAlpha(ch)){
        do{
            token[m++]=ch;
            ch=program[p++];
        }while(isAlpha(ch)||isDigital(ch));
        p--;
        syn=10;
        token[m++]='\0';
        for(int n=0;n<=8;n++)
        {
            if(strcmp(token,rwtab[n])==0)
            {
                syn=n+1;
                break;
            }
        }
        return;
    }
    else if(isDigital(ch))
    {
        sum=0;
        while(isDigital(ch))
        {
            sum=sum*10+ch-'0';
            ch=program[p++];
        }
        p--;
        syn=11;
        if(isAlpha(ch))
            syn=-1;
        return;
    }
    else
    {
        token[0]=ch;
        switch(ch)
        {
            case '<':ch=program[p++];
                    if(ch=='>')
                    {
                        syn=22;
                        token[1]=ch;
                    }
                    else if(ch=='=')
                        {
                            syn=18;
                            token[1]=ch;
                        }
                    else{
                        syn=19;
                        p--;
                    }
                    break;
            case '>':ch=program[p++];
                    if(ch=='=')
                    {
                        syn=21;
                        token[1]=ch;
                    }
                    else{
                        syn=20;
                        p--;
                    }           
                    break;
            case '=':ch=program[p++];
                    if(ch=='=')
                    {
                        syn=17;
                        token[1]=ch;
                    }
                    else{
                        syn=16;
                        p--;
                    }
                    break;
            case '+':syn=12;break;
            case '-':syn=13;break;
            case '*':syn=14;break;
            case '/':syn=15;break;
            case ';':syn=23;break;
            case '(':syn=24;break;
            case ')':syn=25;break;
            case ',':syn=26;break;
            case '#':syn=0;break;
            default:syn=-1;break;                   
        }
        return;
    }
}

bool Constan_Defined()
{
    if(syn==10)
    {
        cout<<"常量定义"<<token<<endl;
        Scanner();
        if(syn==16)
        {
            cout<<"等于"<<token<<endl;
            Scanner();
            if(syn==11)
            {
                cout<<"无符号整数"<<sum<<endl;
                return true;
            }
            return false;
        }
        return false;
    }
    return false;
}

bool Constan_Description()
{
    Scanner();
    if(syn==7)
    {
        cout<<"常量说明"<<token<<endl;
        Scanner(); 
        while(Constan_Defined())
        {
            Scanner();
            if(syn==23)
            {
                cout<<"分号"<<token<<endl;
                return true;
            }
            else if(syn==26)
            {
                cout<<"逗号"<<token<<endl;
                Scanner();
                continue;
            }
            cout<<"常量说明错误"<<endl; 
        }
    }
    else
        return false;
}


bool  Variable_Defined()
{
    if(syn==10)
    {
        cout<<"变量定义"<<token<<endl;
        return true;
    }
    else
        return false;
}

bool Variable_Description()
{
    if(syn==10||syn==2||syn==5||syn==1||syn==0)
    {
        return true;
    }
    Scanner();
    if(syn==8)
    {
        cout<<"变量说明"<<token<<endl;
        Scanner();
        while(Variable_Defined())
        {
            Scanner();
            if(syn==23)
            {
                cout<<"分号"<<token<<endl; 
                return true;
            }
            else if(syn==26)
            {
                cout<<"逗号"<<token<<endl;
                Scanner();
                continue;   
            }

        }
    }
} 



bool Condition()
{
    cout<<"条件"<<endl;
    Expression();
    if(syn==17||syn==18||syn==19||syn==20||syn==21
        ||syn==22)
    {
        cout<<"关系运算符"<<token<<endl;
        Scanner(); 
    }
    else
    {
        cout<<"关系运算符错误"<<endl;
        return false;
    }
    Expression();
}

bool Expression()
{
    cout<<"表达式"<<endl;
    //Scanner();
    do{
        if(syn==12||syn==13)
        {
            cout<<"加法运算符"<<token<<endl;
            Scanner();
            Item_expression();
        }
        else
        {
            Item_expression();
        }
    }while(syn==12||syn==13);
    return true;
}

bool Item_expression()
{
    cout<<"项"<<endl;
    while(Factor())
    {
        //Scanner();
        if(syn==14||syn==15)
        {
            cout<<"乘法运算符"<<token<<endl;
            Scanner(); 

        } 
        else{
            return true;
        }
    } 
    return false;
}

bool Factor()
{
    cout<<"因子"<<endl;
    //Scanner();
    if(syn==10)
    {
        cout<<"标识符"<<token<<endl;
        Scanner();//特殊 
        return true;
    }
    else if(syn==11)
    {
        cout<<"无符号数字"<<sum<<endl;
        Scanner();
        return true;
    }
    else if(syn==24)
    {
        cout<<"左括号"<<token<<endl;
        Scanner();
        Expression();
        if(syn==25)
        {
            cout<<"右括号"<<token<<endl;
            Scanner();
            return true; 
        }
        else
        {
            cout<<"没有），错误"<<endl;
            return false; 
        }
    }
    else
    {
        cout<<"没有左括号"<<endl;
        return false;
    }
    return false;
}

bool Assignment_statement()
{
    cout<<"赋值语句"<<endl;
    cout<<"标识符"<<token<<endl; 
    Scanner();
    if(syn==16)
    {
        cout<<"赋值语句="<<endl;
        Scanner();
        Expression();
        return true; 
    }
    else
    {
        cout<<"没有="<<endl;
    }
}

bool Compound_statements()
{
    cout<<"复合语句"<<token<<endl;
    Scanner();
    while(Statement())
    {
        if(syn==23)
        {
            cout<<"复合语句中的分割符"<<token<<endl;
            Scanner();
            if(syn==9)  {
                //cout<<"复合语句"<<token<<endl;
                break; 
            }
        }
    }
    if(syn==9)
    {
        cout<<"复合语句"<<token<<endl;
        Scanner();
        return true;
    }
    else
    {
        cout<<"复合语句缺乏"<<endl;
        return false;
    }
    if(syn==0)
    {
        cout<<"复合语句"<<token<<endl;
    }
}


bool Conditional_statements()
{
    if(syn==2)
    {
        cout<<"条件语句if"<<endl;
        Scanner();
        Condition();
        if(syn==3)
        {
            cout<<"then"<<endl;
            Scanner();
            Statement();
            if(syn==4)
            {
                Scanner();
                Statement();
            }
            else
            {
                return true;
            }
        }
        else
        {
            cout<<"条件语句中缺少 then"<<endl;
            return false;
        }
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

bool While_Statement()
{
    cout<<"循环语句"<<token<<endl;
    Scanner();

        Condition();
        if(syn==6)
        {
            cout<<"while循环的do"<<endl;
            Scanner();
            Statement();
            return true;
        }
//      else 
//          return false;


    else
        return false;
}

bool Statement()
{
    if(syn==10)
    {
        Assignment_statement();
        return true;    
    }
    else if(syn==5)
    {
        While_Statement(); 
        return true;
    }
    else if(syn==1)
    {
        Compound_statements();
        return true;
    }
    else if(syn==2)
    {
        Conditional_statements();
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}



int main()
{
    printf("输入语法分析串以#作为结束\n");
    do
    {
        ch=getchar();
        program[p++]=ch;
    }while(ch!='#');
    p=0;
    cout<<"程序开始"<<endl;     
    Constan_Description();
    Variable_Description();
    do{
        Scanner();
        Statement();
    }while(syn!=0);
    cout<<"程序结束"<<endl;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499