编译原理-算符优先代码实现(java实现)

1.算符优先的概念：

firstvt: 当A->a…或者A->Ba…. 的时候 将a属于Firstvt(A), 并且FirstVt(B)当中的元素也属于Firstvt(A）,

lastvt:当A->…a或者A->….aB 的时候，则a属于lastvt(A) ,并且LastVt(B)当中的元素，也是属于LastVt(A)的。

对于A->…ac… 或者 …aBc… 的时候，a的优先级=c的优先级。

算符优先表是根据表达式来决定的，当遇到形如C->A+B ，由于匹配到A+,则，lastVt（A）的优先级 >(大于)+, 又匹配到+B, 则，+的优先级小于FirstVt（B）的所有的优先级。然后对于（E） ，则（ = ），#E#（起始符之前添加）,也是#的优先级也是等于#的 。

 2. 话不多说，直接上代码：（复制粘贴即可使用）

        主函数当中的调用，对于文法的表达如E->E+T 通过一个二维数组来表达的，表示为{“E”，“E+T”}

import java.util.*;

public class biaodashi {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner cd=new Scanner(System.in);
        Method method = new Method();
        String[][] arr=new String[][]{{"E","E+T"},{"T","T*F"},{"T","F"},{"P","(E)"},{"P","i"},{"E","T"},
                {"F","P^F"},{"F","P"}};
//        String[][] arr=new String[][]{{"S","a"},{"S","@"},{"S","(T)"},{"T","T,S"},{"T","S"}};
//        String[][] arr=new String[][]{{"E","E+E"},{"E","E*E"},{"E","i"}};
        Map> firstVt = method.getFirstVt(arr);
        System.out.println("======FirstVt========");
        PrintUtil.printMap(firstVt);
        Map> lastVt = method.getLastVt(arr);
        System.out.println("======LastVt======");
        PrintUtil.printMap(lastVt);
//        算符优先表
        System.out.println("=======算符优先表=========");
        Map> operator = method.getOperator(firstVt, lastVt, arr);
        PrintUtil.printMap_Map(operator);

        //设置一个根据右部推到左部的map,在最后的栈当中使用
        Map toLeft = method.rightToLeft(arr);
        Map map = method.getMap(arr);//初始化map
//        System.out.println("=======righttoleft=====");
//        System.out.println(toLeft);
//        System.out.println("==========operator=======");
//        System.out.println(map);


        //对输入的式子判断是否合法
        System.out.println("请输入你要进行验证的表达式：");
        String line = cd.nextLine();
        line=line+"#";
        method.isTrue(line,operator,toLeft,map);

    }
}

      以下是对算符优先的主要的方法和函数:上述函数的调用都在底下的代码当中，如果大家有什么问题，可以给我留言。

也欢迎大家来纠正我的错误。

// 优先级表用Map>来表示 1 0 -1
class Method{
    // 得到对应的firstvt
    
    public Map> getFirstVt(String[][] str)
    {
        Map> map=new HashMap<>();
        // 进行循环，直到没有数据map没有发声改变
        boolean flag=true;
        while(true)
        {
            if(!flag) break; //没有发声改变之后，退出循环
            int sum=0;
           for(int i=0;i> map)
    {
        String key=str[0];
        String value=str[1];
        char[] valueChar = value.toCharArray();
        boolean fg = false;
        if(!map.containsKey(key))  //没有这个key
        {
            HashSet set = new HashSet<>();
            if(valueChar.length>0&&valueChar[0]>='A'&&valueChar[0]<='Z')  //非终结符
            {
                if(map.containsKey(valueChar[0]+""))  //已经有这个key的时候
                {
                    fg = set.addAll(map.get(valueChar[0] + "")); //当这个数组发生改变就是true,证明已经发生改变
                    if (valueChar.length > 2 && !(valueChar[1] >= 'A' && valueChar[1] <= 'Z')) {
                        boolean add = set.add(valueChar[1] + "");
                        if (!fg) fg = add;
                    }
                }
            }
            else //终结符
            {
                fg = set.add(valueChar[0] + "");
            }
            Set put = map.put(key, set);
        }
        else    //包含这个key的时候
        {
            Set set = map.get(key);
            if(valueChar.length>=1 &&valueChar[0]>='A'&&valueChar[0]<='Z')  //非终结符
            {
                if(map.containsKey(valueChar[0]+""))  //已经有这个key的时候
                {
                    fg = set.addAll(map.get(valueChar[0] + "")); //当这个数组发生改变就是true,证明已经发生改变
                    if (valueChar.length >= 2 && !(valueChar[1] >= 'A' && valueChar[1] <= 'Z')) {
                        boolean add = set.add(valueChar[1] + "");
                        if (!fg) fg = add;
                    }
                }
            }
            else //终结符
            {
                fg = set.add(valueChar[0] + "");
            }
        }
        return fg;
    }


    //计算lastvt集合
    public static Map> getLastVt(String[][] str)
    {
        Map> map=new HashMap<>();
        // 进行循环，直到没有数据map没有发声改变
        boolean flag=true;
        while (true)
        {
            if(!flag) break;
            int num=0;
            for(int i=0;i> map)
    {
        String key=str[0];
        String value=str[1];
        char[] valueChar=value.toCharArray();
        boolean fg=false;
        int length=valueChar.length;
        if(!map.containsKey(key))
        {
            HashSet set = new HashSet<>();
            if(valueChar.length>1) {
                if (valueChar[length - 1] >= 'A' && valueChar[length - 1] <= 'Z') {
                    if (map.containsKey(valueChar[length - 1] + "")) {
                        fg = set.addAll(map.get(valueChar[length-1] + ""));
                    }
                    if (valueChar.length >= 2 && !(valueChar[length - 2] >= 'A' && valueChar[length - 2] <= 'Z')) {
                        boolean add = set.add(valueChar[length - 2] + "");
                        if (!fg) fg = add;
                    }
                } else {  //最后一个位小写
                    fg = set.add(valueChar[valueChar.length - 1] + "");
                }
            }
            map.put(key,set);
        }
        else  //当map当中包含这个key的时候
        {
            Set set = map.get(key);
            if(valueChar.length>=1&&valueChar[length-1]>='A'&&valueChar[length-1]<='Z')
            {
                if(map.containsKey(valueChar[length-1]+"")) {
                    fg = set.addAll(map.get(valueChar[0] + ""));
                }
                if(valueChar.length>=2&&!(valueChar[length-2]>='A'&&valueChar[length-2]<='Z'))
                {
                    boolean add = set.add(valueChar[length-2] + "");
                    if(!fg) fg=add;
                }
            }
            else{  //最后一个位小写
                fg = set.add(valueChar[valueChar.length - 1] + "");
            }
        }
        return fg;
    }


    public Map> getOperator(Map> firstVt ,Map> lastVt,String[][] str)
    {
       String[][] add =  new String[str.length+1][2];
       for(int i=0;i> operator1 = getOperator1(firstVt, lastVt, add);
        return operator1;
    }



//    算符优先表 0表示优先级相同，1表示前面大于后面 -1表示后面大于前面
    public Map> getOperator1(Map> firstVt ,Map> lastVt,String[][] str)
    {
        Map> map=new HashMap<>();
//                遍历每一个右部，将数据添加进去
        for(int i=0;i stringIntegerMap = map.get(valueChar[j] + "");
                   // if(stringIntegerMap.containsKey(valueChar[j+1]+"")) throw new RuntimeException("语法有错误,有冲突项,具有二义性");
                    stringIntegerMap.put(valueChar[j+1]+"",0);
                }
                else {
                    HashMap map1 = new HashMap<>();
                    map1.put(valueChar[j + 1] + "", 0);
                    map.put(valueChar[j] + "", map1);
                }
            }

            if(!isTerminal(valueChar[j])&&isTerminal(valueChar[j+1]))  //前一个是非终结符，后一个是终结符，将前一个的lastvt》后一个的终结符
            {
                String ch=valueChar[j]+"";
                if(lastVt.containsKey(ch)){
                Set set = lastVt.get(ch);
                if(!set.isEmpty()) {
                    Iterator iterator = set.iterator();
                    while (iterator.hasNext()) {
                        String next = iterator.next();
                        //HashMap stringIntegerHashMap = new HashMap<>();
                        //stringIntegerHashMap.put(valueChar[j + 1] + "", 1);
                        if(map.containsKey(next))
                        {
                            Map map1 = map.get(next);
                            if(map1.containsKey(valueChar[j+1]+"")) throw new RuntimeException("语法有错误，有冲突项,具有二义性");
                            map1.put(valueChar[j + 1] + "", 1);
                        }
                        else
                        {
                            HashMap map1 = new HashMap<>();
                            map1.put(valueChar[j+1]+"",1);
                            map.put(next,map1);
                        }
                    }
                }
                }
            }
            if(isTerminal(valueChar[j])&&!isTerminal(valueChar[j+1])) //前一个是终结符，后一个是非终结符 《
            {
                String ch=valueChar[j+1]+"";
                if(firstVt.containsKey(ch)) {
                    Set set = firstVt.get(ch);
//                    if((valueChar[j]+"").equals("+"))
//                    {
//                        System.out.println(ch+"   set的结果："+set);
//                    }
                    if (!set.isEmpty()) {
                        Iterator iterator = set.iterator();
                        while (iterator.hasNext()) {
                            String next = iterator.next();
                            if(map.containsKey(valueChar[j]+""))
                            {
                                Map map1 = map.get(valueChar[j] + "");
                                if(map1.containsKey(valueChar[j+1]+"")) throw new RuntimeException("语法有错误，有冲突项,具有二义性");
                                map1.put(next,-1);
                            }
                            else
                            {
                                HashMap map1 = new HashMap<>();
                                map1.put(next, -1);
                                map.put(valueChar[j] + "", map1);
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        for(int j=0;j<=length-3;j++)  //长度为三的时候
        {
            if(isTerminal(valueChar[j])&&!isTerminal(valueChar[j+1])&&isTerminal(valueChar[j+2])) //中间是非终结符，两边是终结符
            {
                if(map.containsKey(valueChar[j]+""))
                {
                    Map map1 = map.get(valueChar[j] + "");
                    if(map1.containsKey(valueChar[j+1]+"")) throw new RuntimeException("语法有错误，有冲突项,具有二义性");
                    map1.put(valueChar[j+2]+"",0);
                }else{
                    HashMap map1 = new HashMap<>();
                    map1.put(valueChar[j+2]+"",0);
                    map.put(valueChar[0]+"",map1);
                }
            }
        }
        }
        return map;
    }




//    判断是不是终结符
    private boolean isTerminal(char ch)
    {
     if(ch>='A'&&ch<='Z') return false;
     return true;
    }

    //从右向左推导

    
    public Map rightToLeft(String[][] arr) {
    Map map =new HashMap<>();
    for(int i=0;i0)
        map.put(str,arr[i][0]);
    }
    return map;
    }

    private String reverse(String str)
    {
        StringBuilder bd=new StringBuilder(str);
        StringBuilder reverse = bd.reverse();
        return reverse.toString();
    }


    public Map getMap(String[][] arr)
    {
        Map map=new HashMap<>();
        for(int i=0;i0)
        return s;
        else return null;
    }


//    判断是不是合法的表达式：
        public void isTrue(String line,Map> operatorMap,Map rightToLeft,
                           Map noOPerator)
        {
            Stack stack=new Stack<>();  //存储对应的元素
            Stack operatorStack=new Stack<>(); //保存距离顶部的终结符
            stack.push("#");
            operatorStack.push("#");
            line=line.trim();
            //int idnex=0; //索引，指向对应的位置
            for(int i=0;i='A'&&sub<='Z')  //如果是非终结符，直接加入到栈当中
                {
                    stack.push(sub+"");
                    operatorStack.push(operatorStack.peek());
                    System.out.println(stack);
                }
                else  //当前输入是终结符的时候
                {
                    Integer in = operatorMap.get(operatorStack.peek()).get(sub + "");
                   // System.out.println(operatorStack.peek()+"  "+sub+"   "+in);
                    if(in==0){
                        stack.push(sub+"");
                        operatorStack.push(sub+"");
                        System.out.println(stack);
                    }
                    else if(in==1)  //左边的运算符的优先级高于右边
                    {
                        StringBuilder bd=new StringBuilder();
                        String pop;
                        while (true) //找到第一个终结符
                        {
                             pop = stack.pop();
                            operatorStack.pop();
                            bd.append(pop);
                            if(isTerminal(pop.toCharArray()[0])) break;
                        }
                        a:while (true) {
                            String peek = stack.peek();
                            if(peek.toCharArray()[0]>='A'&&peek.toCharArray()[0]<='Z') //非结符
                            {
                                bd.append(stack.pop());
                                operatorStack.pop();
                            }
                            else  //终结符
                            {
                                Integer integer = operatorMap.get(stack.peek()).get(pop);
                                if(integer==0)
                                {
                                    bd.append(stack.pop());
                                    operatorStack.pop();
                                    continue ;
                                }
                                else
                                {
                                    break a;
                                }
                            }

                        }
                        String s = bd.toString();
                        s=reverse(s);
                        String s1;
                        s1 = rightToLeft.get(getOperator(s));
                        stack.push(s1);
                        operatorStack.push(operatorStack.peek());
                        System.out.println(stack);
                        i--;
                    }
                    else ///in==-1
                    {
                        stack.push(sub+"");
                        operatorStack.push(sub+"");
                        System.out.println(stack);
                    }
                }
            }
        }

}

最终结果：

算符优先表的表示方法为一个Map>类型的，最外侧的string是算符有左部，内侧的string是右部，然后用-1,0,1来表示优先级，-1表示左部小于右部，0表示左右部优先级相同，1表示左部大于右部。

最后，值得注意的是，算符优先的计算和非终结符无关。