編譯原理 自頂向下分析中FIRST集的計算

2021-08-20 02:27:35 字數 3389 閱讀 1665

α的first集,即first(α)被定義為:可從α推導得到的串的首符號的集合,其中α是任意的文法符號串。如果α經過若干步的推導得到乙個ε,那麼ε也在first(α)中。

比如:

①a=>cγ

a可以推導出cγ這個串,這個串的首符號為c,因此c在first(a)中。

②e=>+te|ε

e可以推導出+te,而+te的首符號為+,並且e經過推導之後可以得到乙個ε,因此+、ε在first(e)中,即first(e)=。

計算各個文法符號x的first(x)時,不斷應用下列規則,直到再沒有新的終結符號或ε可以被加入到任何first集合中為止。

1)如果x是乙個終結符號,那麼first(x) = x,即first(a) = a

2)如果x是乙個非終結符號,且x—>y1y2…yk是乙個產生式,其中k>=1,那麼如果對於某乙個yi,它的產生式的首字元為乙個終結符(比如為a),且first(y1)、first(y2)、…、first(yi-1)中都有ε,那麼就把a加到first(x)中。

3)如果x是乙個非終結符號,且x—>y1y2…yk是乙個產生式,其中k>=1。如果對於所有的j=1,2,3,…,k,   ε在first(yj)中,那麼將ε加入到first(x)中。

4)如果x—>ε是乙個產生式,那麼將ε加入到first(x)中。

現在,我們可以計算串x1x2…xn的first集合。先向first(x1x2…xn)加入f(x1)中所有的非ε符號。如果ε在first(x1)中,再加入first(x2)中所有非ε符號。如果ε在first(x2),那麼再加入first(x3)中所有非ε符合,以此類推。如果對於所有的i,ε都在first(xi)中,那麼就將ε新增到first(x1x2…xn)中。

//對於每乙個非終結符號,都進行初始化

foreach(nonterminal t)

first(t) = {}

//如果有first集在變化,那麼就繼續進行迴圈,直到所有的first集合都不變

while(some set

is changing)

foreach(production p:n->β1...βn)//遍歷n的每一條產生式

foreach(βi from β1 upto βn)//對於每一條產生式從左往右遍歷

if(βi == a...)//如果βi首字元是乙個終結符

first(n) u= //把a新增到n的first集合中

if(βi == m...)//如果βi的首字元是乙個非終結符

first(n) u= first(m)//把m的first集新增到n的first集中

if(m is not in nullable)//如果m不能推導出ε

//如果m可以推導出ε,那麼要繼續迴圈,對下乙個符號進行判斷

break;//跳出最內層的迴圈,進行一下條產生式的判斷

我們給出乙個文法g(e):

①e → te』

②e』 → +te』

③e』 →ε

④t → f t』

⑤t』 → *f t』

⑥t』 →ε

⑦f → (e)

⑧f → id

首先,我們分析能推出ε的文法符號,它們為:

有上述的偽**可知,一開始我們先進行初始化,因此每乙個左側非終結符號的first集都為空。

n\first01

23ee』

tt』f

下面進行第一輪的迭代:

我們看第①個產生式:e → te』

首符號為t,t為非終結符,此時表中t的first集為{},因此,此時e的first集仍為{}。

n\first01

23ee』

tt』f

我們看第②個產生式:e』 → +te』

首符號為+,+為終結符,因此把+新增到e』的first集中。

n\first01

23ee』

tt』f

我們看第③個產生式:e』 →ε

由規則4)可知,此時應將ε新增到e』的first集中。

n\first01

23ee』

tt』f

第④個產生式:t → f t』

首符號為f,此時first(f) = {},因此first(t) = {}。

n\first01

23ee』

{}tt』f

第⑤個產生式:t』 → *f t』

首符號為*,是乙個終結符號,因此first(t』) u= 。

n\first01

23ee』

tt』f

第⑥個產生式:t』 →ε與第③個產生式同理:將ε新增到t』的first集中。

n\first01

23ee』

tt』f

第⑦個產生式:f → (e)

首符號為(是乙個終結符號,因此直接新增到first(f)中。

n\first01

23ee』

tt』f

第⑧個產生式:f → id

首符號為id是乙個終結符號,因此直接新增到first(f)中。

n\first01

23ee』

tt』f

一輪迴圈之後,我們發現first集發生了變化,因此我們需要繼續進行一次迭代。

還是從第①個產生式e → te』開始看起,此時首符號t的first集仍然為空,因此e的first集還是為{}。

n\first01

23ee』

tt』f

第②、③個產生式與第一次時一樣

n\first01

23ee』

tt』f

第④個產生式t → f t』,首符號為f,此時first(f)為,因此first(t) u= first(f),而f無法推出ε,因此不用繼續看f的後跟符號t』。

n\first01

23ee』

tt』f

第⑤、⑥、⑦、⑧產生式與上一次一樣

n\first01

23ee』

tt』f

此時first(t)中發生了變化,所以我們還要繼續進行迭代

還是從第乙個產生式e → te』看起,首符號t的first集此時不再為,因此要把first(t)中的元素新增到first(e)中。

n\first01

23ee』

tt』f

之後的產生式,產生的first集並沒有發生變化,所以這一次迭代之後,只有first(e)發生了改變。

n\first01

23ee』

tt』f

因為first(e)發生了變化,所以我們還要進行一次迭代,這一次迭代後我們會發現與上一次迭代的結果完全相同,也就是所有的first集都沒有發生改變,所以迭代結束。

∴最終的結果為:

nfirst(n)ee』

tt』f

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