LL(1)语法分析器 //c++实现

#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
#include<vector>
#include<stack>
#include<set>
#include<cstring>
using namespace std;
map<char,int>getnum;
char getchar[100];         //获得对应字符
vector<string>proce;
int table[100][100];      //预测分析表
int num=0;int numvt=0;     //numvt是终结符集合，0是‘#’，numvt表空字
string first[100];
string follow[200];
void readin()
{
    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);
    }
}
void jiaoji(string &a,string b)  //a=a or b   取a,b交集赋值给a
{
    set<char>se;
    for(int i=0;i<a.size();i++)
       se.insert(a[i]);
    for(int i=0;i<b.size();i++)
       se.insert(b[i]);
    string ans;
    set<char>::iterator it;
    for(it=se.begin();it!=se.end();it++)
        ans+=*it;
    a=ans;
}
string get_f(int vn,int & has_0)     //dfs:vn能推出的不含空字的vt集合，并且判断vn能否推出空字
{
    if(vn==numvt)has_0=1;
    if(vn<numvt)return first[vn];
    string ans;
    for(int i=0;i<proce.size();i++)
        {
           if(getnum[proce[i][0]]==vn)
             ans+=get_f(getnum[proce[i][1]],has_0);
        }
    return  ans;
}
void getfirst()
{
    for(int i=1;i<=numvt;i++)     //终结符，first集是其本身。
    {
         first[i]+=('0'+i);
    }
    for(int j=0;j<proce.size();j++)    //扫描所有产生式
    {
        int k=0;int has_0=0;        //k扫瞄该产生式
       do{
            has_0=0;
            k++;
           if(k==proce[j].size())  //推到最后一个了，则附加空字
           {
               first[getnum[proce[j][0]]]+=('0'+numvt);
               break;
          }                     //合并之
           jiaoji(first[getnum[proce[j][0]]],get_f(getnum[proce[j][k]],has_0));
         }
      while(has_0);  //到无法推出空字为止
    }
}
void print_first()
{
    cout<<"first集如下:"<<endl;
    for(int i=1;i<=num;i++)
     {
         cout<<"first ["<<getchar[i]<<"]: ";
        for(int j=0;j<first[i].size();j++)
          cout<<getchar[first[i][j]-'0']<<" ";
            cout<<endl;
     }
     cout<<endl;
}
void getfollow()
{
    jiaoji(follow[getnum[proce[0][0]]],"0");  //先添加‘#’；
    for(int j=0;j<proce.size();j++)       //扫所有产生式
    {
        for(int jj=1;jj<proce[j].size();jj++)   //每个非终结符的follow集
        {
          if(getnum[proce[j][jj]]<=numvt)continue;  //vt无follow集
         int k=jj; int has_0;
          do
         {
           has_0=0;
            k++;
           if(k==proce[j].size())   //都能推出空字，follow集=产生式左边的vn，
           {
              jiaoji(follow[getnum[proce[j][jj]]],follow[getnum[proce[j][0]]]);
              break;
           }
          jiaoji(follow[getnum[proce[j][jj]]],get_f(getnum[proce[j][k]],has_0));
         }while(has_0);
        }
    }
}
void gettable()          //得预测分析表
{
   for(int i=0;i<proce.size();i++)   //扫所有产生式
   {
       if(proce[i][1]=='@')     //直接推出空字的，特判下（follow集=产生式左边的vn中元素填）
          {
             string flw=follow[getnum[proce[i][0]]];
             for(int k=0;k<flw.size();k++)
             {
               table[getnum[proce[i][0]]][flw[k]-'0']=i;
             }
          }
       string temps=first[getnum[proce[i][1]]];
       for(int j=0;j<temps.size();j++)               //考察first集
       {

           if(temps[j]!=('0'+numvt))
           {
              table[getnum[proce[i][0]]][temps[j]-'0']=i;
           }
           else                                     //有空字的，考察follw集
           {
               string flw=follow[getnum[proce[i][1]]];
              for(int k=0;k<flw.size();k++)
             {
                 table[getnum[proce[i][0]]][flw[k]-'0']=i;
             }
           }
       }
   }
}
string get_proce(int i)  //由对应下标获得对应产生式。
{
    if(i<0)return " ";    //无该产生式
    string ans;
    ans+=proce[i][0];
    ans+="->";
    //ans+=(proce[i][0]+"->");  注意这样不行！思之即可。
    for(int j=1;j<proce[i].size();j++)
       ans+=proce[i][j];
   return ans;
}
void print_table()
{
    cout<<"预测分析表如下："<<endl;
   for(int i=0;i<numvt;i++)
      cout<<'\t'<<getchar[i];
      cout<<endl;
   for(int i=numvt+1;i<=num;i++)
    {
       cout<<getchar[i];
       for(int j=0;j<numvt;j++)
       {
           cout<<'\t'<<get_proce(table[i][j]);
       }
       cout<<endl;
    }
    cout<<endl;
}
void print_follow()
{
    cout<<"follow集如下："<<endl;
     for(int i=numvt+1;i<=num;i++)
     {
        cout<<"follow ["<<getchar[i]<<"]: ";
        for(int j=0;j<follow[i].size();j++)
         cout<<getchar[follow[i][j]-'0']<<" ";
            cout<<endl;
     }
     cout<<endl;
}
string word;
bool analyze()       //总控，分析字word的合法性，若合法，输出所有产生式。
{
    stack<char>sta;
    sta.push('#');sta.push(proce[0][0]);
    int i=0;
    while(!sta.empty())
    {
       int cur=sta.top();
       sta.pop();
       if(cur==word[i])       //是终结符，推进
       {
           i++;
       }
       else  if(cur=='#')   //成功，结束
       {
           return 1;
       }
       else  if(table[getnum[cur]][getnum[word[i]]]!=-1) //查表
       {

           int k=table[getnum[cur]][getnum[word[i]]];
           cout<<proce[k][0]<<"->";
          for(int j=1;j<proce[k].size();j++)
                 cout<<proce[k][j];
           cout<<endl;
           for(int j=proce[k].size()-1;j>0;j--)  //逆序入栈
                {  if(proce[k][j]!='@')
                   sta.push(proce[k][j]);
                }
       }
       else      //失败！
       {
           return 0;
       }
    }
    return 1;
}
int main()
{
    readin();
    getfirst();
    getfollow();
    getfollow();
    gettable();
    print_first();
    print_follow();
    print_table();
   cout<<"请输入字："<<endl;
   cin>>word;
    if(analyze())
        cout<<"succeed!该字有效，所用产生式如上。"<<endl;
    else   cout<<"error!"<<endl;
    return 0;
}

/*测试：

( ) i + *
E A T B F
E->TA
A->+TA|@
T->FB
B->*FB|@
F->(E)|i
end
i*i+i

a b c d
S A B
S->BA
A->BS|d
B->aA|bS|c
end
adccd

+ - * / ( ) i
E G T F S 
E->TG
G->+TG|-TG
G->@
T->FS
S->*FS|/FS
S->@
F->(E)
F->i
end
i+i*i

*/