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
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
① 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u∈V＋，v∈V*，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。
② 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U∈VN；u∈V＋；x，y∈V*，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L1，1型语言可由线性有界自动机来识别。
③ 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U∈VN；u∈V＋，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。
④ 3型文法（正则文法，线性文法）
如果对于某文法G，P中的每个规则具有下列形式： U -> T 或 U -> WT
其中T∈VT；U,W∈VN，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：
2
U ->= T 或 U -> TW
其中T∈VT；U, W∈VN，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? L3
3.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：⑴文法的输入应简便。
⑵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。
3
5.实验代码与结果
本实验使用java语言编写，编程工具是eclipse，实验运行结果如下： ⑴几种非法输入测试
①产生式左部不含有非终结符：
②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。
⑵正确的输入：
①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。
4
实验结果：
②数据二：(2型文法) G=({S}, {0, 1}, P , S) , P={ S->0S1, S->01 };
数据的输入：
5