python版本（词法分析器整合预测分析表）：
编译原理预测分析表一篇解决你所有问题（python版）

实验 预测分析表方法

一、实验目的

理解预测分析表方法的实现原理。

二、实验内容

编写一通用的预测法分析程序，要求有一定的错误处理能力，出错后能够使程序继续运行下去，直到分析过程结束。可通过不同的文法（通过数据表现）进行测试。

三、实验内容提示

1．算法数据构造：

构造终结符数组：char Vt[10][5]={“id”,”+”……}；
构造非终结符数组：char Vn[10]={ };
构造follow集数组：char *follow[10][10]={ } (可将follow集与预测分析表合并存放，可省略，直接给出分析表。)
数据构造示例（使用的预测分析表构造方法1）：

/*data1.h简单算术表达式数据*/
char	VN[10][5]={"E","E'","T","T'","F"}; //非终结符表
int		length_vn=5;   //非终结符的个数

char	VT[15][5]={"id","+","*","(",")","#"};  //终结符表
int		length_vt=6; //终结符的个数

char	Fa[15][10]={"TE'","+TE'","","FT'","*FT'","","(E)","id"};  
//产生式表:E->TE' 1:E'->+TE' 2:E'->空 
// 3:T->FT' 4:T'->*FT' 5:T'->空 6:F->(E) 7:F->id

int		analysis_table[10][11]={0,-1,-1,0,-2,-2,0,0,0,0,0,
							-1,1,-1,-1,2,2,0,0,0,0,0,
							3,-2,-1,3,-2,-2,0,0,0,0,0,
							-1,5, 4,-1,5, 5,0,0,0,0,0,
							7,-2,-2,6,-2,-2,0,0,0,0,0};
//预测分析表,-1表示出错，-2表示该行终结符的follow集合，用于错误处理

（1） 预测分析表的构造方法1
给文法的正规式编号：存放在字符数组中，从0开始编号，正规式的编号即为该正规式在数组中对应的下标。
构造正规式数组：char P[10][10]={“E->TE’”,”E’->+TE’”,………}; (正规式可只存储右半部分，如E->TE’可存储为TE’ ，正规式中的符号可替换，如可将E’改为M )
构造预测分析表：int analyze_table[10][10]={ } //数组元素值存放正规式的编号，-1表示出错
（2）预测分析表的构造方法2
可使用三维数组
Char analyze_table[10][10][10]={ }
或
Char *analyze_table[10][10][10]={ }

2．针对预测分析表构造方法1的查找方法提示：

（1） 查非终结符表得到非终结符的序号no1
（2） 查终结符表得到终结符的序号no2
（3） 根据no1和no2查正规式表得到对应正规式的序号no3=analyze_table[no1][no2] ，如果no3=-1 表示出错。
（4） 根据no3查找对应的正规式P[no3]
（5） 对正规式进行处理

3．错误处理机制

紧急方式的错误恢复方法（抛弃某些符号，继续向下分析）
（1）栈顶为非终结符A，串中当前单词属于FOLLOW（A），则从栈中弹出A（此时可认为输入串中缺少A表示的结构），继续分析。 ---------错误编号为1
（2）栈顶为非终结符A，串中当前单词不属于FOLLOW（A），则可使串指针下移一个位置（认为输入串中当前单词多余），继续分析。----------错误编号为2
（3）栈顶为终结符，且不等于串中当前单词，则从栈中弹出此终结符（认为输入串中缺少当前单词）或者将串指针下移一个位置（认为串中当前单词多余）。在程序中可选择上述两种 观点中的一种进行处理。-------------错误编号3
因此error（）函数的编写方式可按如下方式处理

Error（int  errornum）
{
If（errornum==1）………………
Else if（errornum==2）……………
Else ………………..
//或者可用choose case语句处理
}

4．增加了错误处理的预测分析程序预测分析程序的算法：

将“#”和文法开始符依次压入栈中；              
把第一个输入符号读入a；
do{
把栈顶符号弹出并放入x中；
if(x∈VT)
{
if(x＝＝a)  将下一输入符号读入a;
else error(3 );
}
else
if(M[x,a]＝“x→y1y2…yk”)
{
按逆序依次把yk、yk−1、…、y1压入栈中;
输出“x→y1y2…yk”;
}
else if  afollow（x）error(1 );  else  error（2）；
}while(x!=“#”)

三．实验要求
给定算术表达式文法，编写程序。
测试数据：
1．算术表达式文法

E→TE’
E’ → +TE’|- TE’|ε
T→FT’
T’ →*FT’ |/ FT’ |%FT’|ε
F→(E) |id|num

给定一符合该文法的句子，如id+id*id#，运行预测分析程序，给出分析过程和每一步的分析结果。
输出形式参考下图：

四、编写实验报告

实验分析：

1.将原算术表达式方法改写为LL(1)文法为：

E→TE’
E’ → +TE’|- TE’|ε
T→FT’
T’ →*FT’ |/ FT’ |%FT’|ε
F→(E) |id|num

2.求出每个非终结符的FIRST和FOLLOW集；

3.构造预测分析表

4.绘制编程流程图

5.c++代码实现

#include<stdio.h> 
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;
#define TT 0 
char aa[20]=" ";//用来存储从txt文件中读取的字符串 
int pp=0;//用来标记字符 
						
char VN[5]={'E','e','T','t','F'}; // 非终结符表
int length_vn=5; //非终结符的个数
char VT[10]={'*','l','m','+','-','(',')','i','n','#'}; //终结符表 l->/ m->% i->id n->num
int length_vt=10; // 终结符的个数
char Fa[12][6]={"Te","+Te","-Te","NULL","Ft","*Ft","nFt","mFt","NULL","(E)","i","n"};
//产生式表 :0:E->Te 1:e->+Te 2:e->-Te 3:e->空
char F[12][6]={"E->","E'->","E'->","E'->","T->","T'->","T'->","T'->","T'->","F->","F->","F->"};
//构造预测分析表,-1表示出错，-2表示该行终结符的follow集合，用于错误处理
int analysis_table[5][10]={
-2,-2,-2,-2,-2,0,-1,0,0,-1,
-2,-2,-2,1,2,-2,3,-2,-2,3,
-2,-2,-2,-1,-1,4,-1,4,4,-1,
5,6,7,8,8,-2,8,-2,-2,8,
-1,-1,-1,-1,-1,9,-1,10,11,-1}; 

char stack[50];
int top=-1;

// 程序初始化：输入并打开源程序文件
void initscanner() 
{
	int i=0;
	FILE *fp;
	if((fp=fopen("a.txt","r"))==NULL){
		printf("Open error!");
		exit(0);
	}
	char ch=fgetc(fp);
	while(ch!=EOF){
		aa[i]=ch;//将字符依次存入aa数组 
		i++;
		ch=fgetc(fp);
	}
	fclose(fp);
}
//字符入栈 
void push(char a)
{
	top++;
	stack[top]=a;
}
//字符出栈 ，弹出栈顶元素 
char pop()
{
	return stack[top--];
}
//字符x是否是终结符 
int includevt(char x)
{
	for(int i=0;i<length_vt;i++)
	{
		if(VT[i]==x) return 1;
	} 
	return 0;
}
//查找非终结符，终结符 在预测分析表中的坐标，返回坐标对应信息 
int includean(char x,char a)
{
	int i,j;
	//非终结符 
	for(i=0;i<length_vn;i++)
		if(VN[i]==x) break;
	//终结符 
	for(j=0;j<length_vt;j++)
		if(VT[j]==a) break;
	
	return analysis_table[i][j];
}

void destory()
{
	int flag=0;
	int flagg=0;
	push('#'); //将 "#"和文法开始符依次压入栈中
	push(VN[0]);//将第一个非终结符入栈 
	char a =aa[pp]; //把第一个输入符号读入 a,aa
	char x;
	//错误处理机制
	do{
	// printf("%s\t\t",stack);
		if(flag==0)
		x=pop(); //把栈顶符号弹出并放入 x 中
		flag=0;
		printf("%c\t\t\t\t%c\t\t",x,a);
		//如果a是终结符 
		if(includevt(a)==1)
		{
			if(includevt(x)==1)
			{
				if(x==a)
				{
					if(a=='#')
					{
						flagg=1;
						printf(" 结束 \n");
					}
					else printf(" 匹配终结符 %c\n",x);
					pp++;
					a=aa[pp]; //将下一输入符号读入 a;
				}
				else
				{
					flag=1;
					printf(" 出错 ,跳过 %c\n",a);
					pp++; 
					a=aa[pp];
				}
			}
			//存在该表达式 
			else if(includean(x,a)>=0)
			{
				//获取分析表对应坐标数据 
				int h=includean(x,a);
				
				printf(" 展开非终结符 %s%s\n",F[h],Fa[h]);
				int k;
				for(k=0;k<10;k++)
					if(Fa[h][k]=='\0') 
					break;
				if(k==4)
				{
					//printf("+++++++++++pop %c \n",x);
				}
				else
				{
					while(k!=0) //按逆序依次把 yk、yk?1、 , 、 y1 压入栈中
					{
						k--;
						push(Fa[h][k]);
					}
				}
			}
			//-1表示出错 
			else if(includean(x,a)==-1)
			{
				flag=1;
				printf(" 出错 ,从栈顶弹出 %c\n",x);
				x=pop();
			}
			// 
			else
			{
				flag=1;
				printf(" 出错 ,跳过 %c\n",a);
				pp++;
				a=aa[pp];
			}
		}
		else
		{
			flag=1;
			printf(" 出错 ,跳过 %c\n",a);
			pp++;
			a=aa[pp];
		}
		
	}while(x!='#');
	if(flagg==0)
	{
		printf("%c\t\t\t%c\t",x,a);
		printf(" 结束 \n");
	}
}
int main()
{
	printf(" 语法分析工程如下 :\n");
	initscanner();
	cout<<"-----------------文法如下---------------------"<<endl;
	cout<<"E->TE'"<<endl; 
	cout<<"E'->+TE'|-TE'|~"<<endl; 
	cout<<"T->FT'"<<endl; 
	cout<<"T'->*FT'|/FT'|%FT'|~"<<endl; 
	cout<<"F->(E)|id|num"<<endl; 
	printf(" 要分析的语句是 :%s\n",aa);
	printf(" 语法分析工程如下 :\n");
	printf("栈顶元素 \t\t 当前单词记号 \t\t 动作 \n");
	printf("--------------------------------------------------------------------\n");
	destory();
	return 0;
}

6.测试结果展示

7.不足分析

实验还存在一定的不足，相信一些同学通过对比测试结果会发现，与实验要求存在不小的差别，
首先<mark>栈顶元素</mark>输出的时候，没有输出T‘，取而带之的是小写的t，这里主要区别是前者是两个字符，后者是一个字符，相比易两个字符，一个字符在进行字符读取时更好处理，比如说在倒序入栈时，两个字符由于可以分割，进入栈中时就变成了’T，这样就导致了程序混乱。
还有不同的地方<mark>当前单词记号</mark>实验要求输出的时id，而我输出的时i，这里也是遇到了逆序入栈的问题，多于一个字符串，就会导致入栈出错，这里我想到了解决办法，这就需要于词法分析器联合使用，词法分析器将单词分析出来，然后再进行处理。
再然后就是<mark>动作</mark>动作中由于id是两个字符，所以在进行处理时，识别了i,但是在识别d是，发现终结符中不存在该字符，导致程序出错，识别不出，跳过。这个问题的解决方式也和上一个是一样的，利用词法分析，将语句进行词法分析。再进行处理，就不会出错了。
实验算是完成了，但是还有许多不足，下一篇文章将用python再做一遍，python相对于c++更易操作，对字符串的处理更加宽松灵活，好了，做完后我会把python版连接分享到这里。
最后！！！
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