实验一：Chomsky文法类型判断

1、精选优质文档-倾情为你奉上编译原理实验报告实验名称 Chomsky文法类型判断 实验时间 2014.04.02 院系 计算机科学与技术学院 班级 XXXXXXXXX 学号 XXXXXXX 姓名 XXXX 1.试验目的：上机实验有助于我们发现理论课学习中无法发现的问题，通过上机实验操作，进一步加深对理论课所学的“Chomsky文法类型判断”的理解，同时提升自己的编程能力，为以后的学习打下良好的基础。2.实验原理 0型文法（短语文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：u - v其中uV，vV*，则称该文法G为0型文法或短语文法，简写为PSG。0型文法或短语结构文法的相应语言称为0型语言

2、或短语结构语言L0。这种文法由于没有其他任何限制，因此0型文法也称为无限制文法，其相应的语言称为无限制性语言。任何0型语言都是递归可枚举的，故0型语言又称递归可枚举集。这种语言可由图灵机（Turning）来识别。 1型文法（上下文有关文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：xUy - xuy其中UVN；uV；x，yV*，则称该文法G为1型文法或上下文有关文法，也称上下文敏感文法，简写为CSG。1型文法的规则左部的U和右部的u具有相同的上文x和下文y，利用该规则进行推导时，要用u替换U，必须在前面有x和后面有y的情况下才能进行，显示了上下文有关的特性。1型文法所确定的语言为1型语言L

3、1，1型语言可由线性有界自动机来识别。 2型文法（上下文无关文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U - u其中UVN；uV，则称该文法G为2型文法或上下文无关文法，简写为CFG。按照这条规则，对于上下文无关文法，利用该规则进行推导时，无需考虑非终结符U所在的上下文，总能用u替换U，或者将u归约为U，显示了上下文无关的特点。2型文法所确定的语言为2型语言L2，2型语言可由非确定的下推自动机来识别。一般定义程序设计语言的文法是上下文无关的。如C语言便是如此。因此，上下文无关文法及相应语言引起了人们较大的兴趣与重视。 3型文法（正则文法，线性文法）如果对于某文法G，P中的每个规则具有

4、下列形式：U - T 或 U - WT其中TVT；U,WVN，则称该文法G为左线性文法。如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式：U -= T 或 U - TW其中TVT；U, WVN，则称该文法G为右线性文法。左线性文法和右线性文法通称为3型文法或正则文法，有时又称为有穷状态文法，简写为RG。按照定义，对于正则文法应用规则时，单个非终结符号只能被替换为单个终结符号，或被替换为单个非终结符号加上单个终结符号，或者被替换为单个终结符号加上单个非终结符号。3型文法所确定的语言为3型语言L3，3型语言可由确定的有限状态自动机来识别。在常见的程序设计语言中，多数与词法有关的文法属于3型文法。可以看

5、出，上述4类文法，从0型到3型，产生式限制越来越强，其后一类都是前一类的子集，而描述语言的功能越来越弱，四类文法及其表示的语言之间的关系可表示为：0型1型2型3型；即L0 L1 L2 L33.实验内容输入：一组任意的规则。输出：相应的Chomsky 文法的类型。注意事项：文法的输入应简便。指明是哪一类Chomsky文法，并给出相应的四元组形式：G=（VN，VT，P，S）。说明：简单起见，可以不考虑0型文法类。4.实验心得本次实验，我最大的体会就是我们不仅要熟练地掌握书本上的知识，更重要的是能够把学到的知识应用到上机编程中，这样才能算是真正学会了书本上所讲的知识。在编写代码的过程中，我发现自己对

6、3型文法的概念没有理解清楚，认为在对某个3型文法进行判断时，可以同时使用左线性文法和右线性文法，结果实际测试的过程中发现了错误，后来向别的同学请教及时发现并改正了错误；在对文法的各个要素进行输入的过程中，我也遇到了问题，主要是各种输入非法的情况考虑不周全，后来经过改正，修改了自己发现的所有错误，并及时改正了在测试中发现的问题，但仍无法保证所有的边界情况都考虑周全，这也是本实验所欠缺的地方，以后我会继续努力。我想，学习是个持之以恒的过程，如果真正想学好编译原理的话，光靠实验课的时间是远远不够的，所以以后我一定要加强学习，坚持不懈，一切努力都是值得的。5.实验代码与结果本实验使用java语言编写，

7、编程工具是eclipse，实验运行结果如下：几种非法输入测试产生式左部不含有非终结符： 产生式的左部含有非法字符。还有一些其他的非法输入，在此就不一一举例。正确的输入：数据一：(3型文法)G=(S, A, B, 1, 2, P, S) ,P=S-1A, S-1, A-2B, B-1B, B-2S ;首先是数据的输入：输入包括：非终结符集和终结符集的输入、产生式的个数、依次输入产生式的左部和右部以及开始符。实验结果：数据二：(2型文法)G=(S, 0, 1, P , S) ,P= S-0S1, S-01 ;数据的输入：实验结果：实验源代码如下：import java.io.BufferedRea

8、der;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;public class Chomsky String left=new String10; /产生式左部String right=new String10; /产生式右部String Vn=new String(); /非终结符集合String Vt=new String(); /终结符集合int type=new int20; /标记文法的类型char start; /开始符int count; /产生式的个数boolean mark1=true,mark2=tr

9、ue; public void GetIn(BufferedReader f) /输入方法tryboolean mark=true;System.out.println(|实验一：Chomsky文法类型判断|n);System.out.println(请输入非终结符集Vn：);Vn=f.readLine();System.out.println(请输入终结符集Vt：);Vt=f.readLine();String V=Vn+Vt;System.out.println(请输入产生式的个数：);String s=f.readLine();count=Integer.parseInt(s);for(

10、int i=0;icount;i+) /输入产生式左部System.out.println(请输入第+(i+1)+个产生式的左部：);lefti=f.readLine();if(IsVh(lefti,V)=true)for(int j=0;jlefti.length();j+)if(IsChar(lefti.charAt(j),Vn)=true)mark=true;break;if(j+1)=lefti.length()mark=false;elseSystem.out.println(输入非法！); System.exit(0);if(mark=false)System.out.printl

11、n(产生式左部皆为终结符号,输入非法！); System.exit(0);for(int i=0;icount;i+) /输入产生式右部System.out.println(请输入第+(i+1)+个产生式的右部：);righti=f.readLine();if(righti!=null)if(IsVh(righti,V)=false)System.out.println(输入非法！); System.exit(0);System.out.println(请输入开始符：);start=(char)f.read();for(int i=0;icount;i+)if(IsChar(start,lef

12、ti)=true)if(IsChar(start,Vn)=true)break;elseSystem.out.println(开始符为终结符,输入非法！);System.exit(0);elseif(i+1)=count)System.out.println(产生式左部不含有开始符，输入非法！);System.exit(0);System.out.println(输入成功！n);OutPut();catch(IOException e)System.err.println(发生异常：+e);e.printStackTrace();public void OutPut() /输出方法System

13、.out.println(生成的文法G为：);System.out.print(G=();for(int i=0;iVn.length();i+)System.out.print(Vn.charAt(i);if(i+1)!=Vn.length()System.out.print(,);System.out.print(,);for(int i=0;iVt.length();i+)System.out.print(Vt.charAt(i);if(i+1)!=Vt.length()System.out.print(,);System.out.println(,P,+start+);System.o

14、ut.print(P=);for(int i=0;i+righti);if(i+1)!=count)System.out.print(, );System.out.println(;);Recognize();public void Recognize() /判别方法for(int i=0;i=lefti.length() /1型文法判别条件typei=1;if(IsVh(lefti,Vn)=true&(lefti.length()=1) /2型文法判别条件typei=2;if(righti.length()=1&IsChar(righti.charAt(0),Vt)typei=3;if(ri

15、ghti.length()=2&mark1=true)if(IsChar(righti.charAt(0),Vt)&IsChar(righti.charAt(1),Vn)typei=3;elsetypei=2;mark2=false;if(righti.length()=2&mark2=true)if(IsChar(righti.charAt(0),Vn)&IsChar(righti.charAt(1),Vt)typei=3;elsetypei=2;mark1=false;elsetypei=1;elsetypei=0;int min=type0;for(int i=1;icount;i+)if(typei=min)min=typei;System.out.println(G是+min+型文法.);public boolean IsVh(String str,String Vh) /判断字符串是否在某个集合中for(int j=0;jstr.length();j+) for(int k=0;kVh.length();k+)if(str.charAt(j)=Vh.charAt(k)break;if(k+1)=Vh.length()return false; return true;public boolean IsChar(char c,String Vh) /判断字符是否在某