/// <summary>
/// 计算指定 LR(1) 项集的闭包。
/// </summary>
/// <param name="items">要计算闭包的项集。</param>
/// <param name="first">非终结符号的 FIRST 集合。</param>
private static void LR1Closure(LRItemCollection <T> items,
Dictionary <Symbol <T>, HashSet <Terminal <T> > > first)
{
bool changed = true;
while (changed)
{
changed = false;
for (int i = 0; i < items.Count; i++)
{
LRItem <T> item = items[i];
// 项的定点右边是非终结符。
NonTerminal <T> nextSym = item.SymbolAtIndex as NonTerminal <T>;
if (nextSym == null)
{
continue;
}
int index = item.Index + 1;
Production <T> production = item.Production;
HashSet <Terminal <T> > forwards = null;
if (index < production.Body.Count)
{
forwards = new HashSet <Terminal <T> >();
Symbol <T> nNextSym = production.Body[index];
Terminal <T> tSym = nNextSym as Terminal <T>;
if (tSym != null)
{
forwards.Add(tSym);
}
else
{
forwards.UnionWith(first[nNextSym]);
if (forwards.Contains(Empty))
{
// FIRST 中包含 ε，需要被替换为 item 的向前看符号。
forwards.Remove(Empty);
forwards.UnionWith(item.Forwards);
}
}
}
else
{
forwards = item.Forwards;
}
int pCnt = nextSym.Productions.Count;
for (int j = 0; j < pCnt; j++)
{
LRItem <T> newItem = items.AddOrGet(nextSym.Productions[j], 0);
if (newItem.AddForwards(forwards) && !changed)
{
changed = true;
}
}
}
}
}
/// <summary>
/// 确定指定的 <see cref="System.Object"/> 是否等于当前的 <see cref="LRItemCollection<T>"/>。
/// </summary>
/// <param name="obj">与当前的 <see cref="LRItemCollection<T>"/> 进行比较的 object。</param>
/// <returns>如果指定的 <see cref="System.Object"/> 等于当前的 <see cref="LRItemCollection<T>"/>，
/// 则为 <c>true</c>；否则为 <c>false</c>。</returns>
public override bool Equals(object obj)
{
LRItemCollection <T> col = obj as LRItemCollection <T>;
if (col == null)
{
return(false);
}
return(this.Equals(col));
}
/// <summary>
/// 构建 LR(0) 项集族。
/// </summary>
/// <param name="grammar">语法规则。</param>
private static List <LRItemset <T> > BuildLR0Itemsets(Grammar <T> grammar)
{
// LR(0) 项集族（现在只包含核心项）。
List <LRItemset <T> > itemsets = new List <LRItemset <T> >();
// LR(0) 项集的索引字典。
Dictionary <LRItemCollection <T>, int> itemsIndexMap = new Dictionary <LRItemCollection <T>, int>();
// 从增广文法的起始符号的产生式开始遍历。
itemsets.Add(new LRItemset <T>());
// 添加初始项集。
itemsets[0].Items.Add(grammar.AugmentedStart.Productions[0], 0);
itemsIndexMap.Add(itemsets[0].Items, 0);
// 项集的临时 GOTO 函数。
Dictionary <Symbol <T>, LRItemCollection <T> > tempGoto = new Dictionary <Symbol <T>, LRItemCollection <T> >();
for (int i = 0; i < itemsets.Count; i++)
{
LRItemset <T> itemset = itemsets[i];
// 在计算 GOTO 之前计算闭包。
LRItemCollection <T> closure = LR0Closure(itemset.Items);
tempGoto.Clear();
foreach (LRItem <T> tmpItem in closure)
{
// 仅对定点右边有符号的项进行处理。
Symbol <T> sym = tmpItem.SymbolAtIndex;
if (sym == null)
{
continue;
}
LRItemCollection <T> collection = null;
if (!tempGoto.TryGetValue(sym, out collection))
{
collection = new LRItemCollection <T>();
tempGoto.Add(sym, collection);
}
collection.Add(tmpItem.Production, tmpItem.Index + 1);
}
// 设置项集族的 GOTO 函数。
foreach (KeyValuePair <Symbol <T>, LRItemCollection <T> > pair in tempGoto)
{
// 用于识别项的集合。
LRItemCollection <T> items = pair.Value;
int index;
if (!itemsIndexMap.TryGetValue(items, out index))
{
index = itemsets.Count;
itemsets.Add(new LRItemset <T>(pair.Value));
itemsIndexMap.Add(items, index);
}
itemset.Goto.Add(pair.Key, index);
}
}
return(itemsets);
}
/// <summary>
/// 计算指定 LR(0) 项集的闭包。
/// </summary>
/// <param name="items">要计算闭包的项集。</param>
/// <returns>计算得到的闭包。</returns>
private static LRItemCollection <T> LR0Closure(IEnumerable <LRItem <T> > items)
{
LRItemCollection <T> list = new LRItemCollection <T>(items);
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
NonTerminal <T> nextSym = list[i].SymbolAtIndex as NonTerminal <T>;
if (nextSym == null)
{
continue;
}
int cnt = nextSym.Productions.Count;
for (int j = 0; j < cnt; j++)
{
list.Add(nextSym.Productions[j], 0);
}
}
return(list);
}
/// <summary>
/// 指示当前对象是否等于同一类型的另一个对象。
/// </summary>
/// <param name="other">与此对象进行比较的对象。</param>
/// <returns>如果当前对象等于 <c>true</c> 参数，则为 <c>true</c>；
/// 否则为 <c>false</c>。</returns>
public bool Equals(LRItemCollection <T> other)
{
if (other == null)
{
return(false);
}
if (this.Count != other.Count)
{
return(false);
}
if (this.itemDict.Count != other.itemDict.Count)
{
return(false);
}
foreach (KeyValuePair <Production <T>, LRItem <T>[]> pair in this.itemDict)
{
LRItem <T>[] otherItems;
if (!other.itemDict.TryGetValue(pair.Key, out otherItems))
{
return(false);
}
int cnt = otherItems.Length;
if (cnt != pair.Value.Length)
{
return(false);
}
for (int i = 0; i < cnt; i++)
{
if (otherItems[i] != pair.Value[i])
{
return(false);
}
}
}
return(true);
}
/// <summary>
/// 使用指定的项集合初始化 <see cref="LRItemset<T>"/> 类的新实例。
/// </summary>
/// <param name="items">当前项集中包含的项。</param>
internal LRItemset(LRItemCollection <T> items)
{
this.Items = items;
this.Goto = new Dictionary <Symbol <T>, int>();
}
/// <summary>
/// 对向前看符号进行传播，生成 LALR(1) 项集族。
/// </summary>
/// <param name="grammar">语法规则。</param>
/// <param name="itemsets">LR(0) 项集族。</param>
/// <param name="first">非终结符号的 FIRST 集。</param>
private static void SpreadForward(Grammar <T> grammar, List <LRItemset <T> > itemsets,
Dictionary <Symbol <T>, HashSet <Terminal <T> > > first)
{
// LALR 向前看符号的传播规则。
List <Tuple <LRItem <T>, LRItem <T> > > forwardSpread = new List <Tuple <LRItem <T>, LRItem <T> > >();
int cnt = itemsets.Count;
for (int i = 0; i < cnt; i++)
{
LRItemset <T> itemset = itemsets[i];
// 计算向前看符号的传播和自发生。
foreach (LRItem <T> item in itemset.Items)
{
// 为 item 临时添加传递标志。
item.Forwards.Add(SpreadFlag);
// 当前项的集合。
LRItemCollection <T> closure = new LRItemCollection <T>()
{
item
};
LR1Closure(closure, first);
foreach (LRItem <T> closureItem in closure)
{
// 仅对定点右边有符号的项进行处理。
Symbol <T> sym = closureItem.SymbolAtIndex;
if (sym == null)
{
continue;
}
LRItemCollection <T> gotoTarget = itemsets[itemset.Goto[sym]].Items;
LRItem <T> gotoItem = gotoTarget.AddOrGet(closureItem.Production, closureItem.Index + 1);
// 自发生成的向前看符号。
gotoItem.AddForwards(closureItem.Forwards);
// 传播的向前看符号。
if (gotoItem.Forwards.Contains(SpreadFlag))
{
forwardSpread.Add(new Tuple <LRItem <T>, LRItem <T> >(item, gotoItem));
gotoItem.Forwards.Remove(SpreadFlag);
}
}
// 移除 item 的传递标志。
item.Forwards.Remove(SpreadFlag);
}
}
// 为起始符号添加向前看符号 EOF
itemsets[0].Items[0].Forwards.Add(EndOfFile);
// 需要继续传播向前看符号。
bool continueSpread = true;
while (continueSpread)
{
continueSpread = false;
foreach (Tuple <LRItem <T>, LRItem <T> > tuple in forwardSpread)
{
int oldCnt = tuple.Item2.Forwards.Count;
tuple.Item2.Forwards.UnionWith(tuple.Item1.Forwards);
if (oldCnt < tuple.Item2.Forwards.Count)
{
continueSpread = true;
}
}
}
// 根据核心项构造完整项集。
for (int i = 0; i < cnt; i++)
{
LR1Closure(itemsets[i].Items, first);
}
}