#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
struct WF//产生式
{
string left; //左
string right; //右
};
//正规文法转换为正规式
//转换规则1(A->xB,B->y--->A->xy)
//转换规则2 (A->x,A|y--->A->x*(y))
//转换规则3(A->x,A-y,--->A->x|y)
void transform(WF *p,int n)
{
int i,j,m,flag;
//合并产生式
for (i=0; i<n; i++)
{
for(j=i+1; j<n; j++)
{
//合并:如A(S)->aA,A(S)->bA--->A(S)->aA|bA的形式
if((p[i].left==p[j].left)&&(p[i].right[1]==p[j].right[1]))
{
p[i].right=p[i].right+"|"+p[j].right;
p[j].left="";
p[j].right="";
}
//合并:转换规则3(合并如S->a,S->b，S->c--->S->a|b|c的形式)
if(p[i].right.length()==1&&p[j].right.length()==1&&p[i].left==p[j].left)
{
p[i].right=p[i].right+"|"+p[j].right;
p[j].left="";
p[j].right="";
}
}
}
//提取公因式:如S->aA|bA--->S->(a|b)A的形式
for(i=0; i<n; i++)
{
flag=p[i].right.length();
if(p[i].right.length()>2&&'A'<=p[i].right[1]&&p[i].right[1]<='Z'&&p[i].right[2]=='|')
{
for(j=1; j<flag-1; j=j+3)
{
p[i].right[j]=' ';//S->a |b ;
}
if(j==flag-1)
p[i].right="("+p[i].right.substr(0,p[i].right.length()-1)+")"+p[i].right.substr(p[i].right.length()-1);//S->(a|b)A;
}
}
//转换规则2.1 (A->xA|y--->A->x*(y))
for(i=0; i<n; i++)
{//P[i]=A->(a|d)A(a|d)
if(p[i].left[0]==p[i].right[p[i].right.length()-1]&&p[i].right.length()>1)
{
for(j=0; j<n; j++)
{
if(p[i].left==p[j].left&&j!=i)
{//p[j]=A->a|d
for(m=0; m<p[j].right.length(); m++)
if('A'<=p[j].right[m]&&p[j].right[m]<='Z')
break;
if(m==p[j].right.length())//无非终结符的产生式右部
{
p[i].right=p[i].right.substr(0,p[i].right.length()-1)+"*"+"("+p[j].right+")";//A->(a|d)*(a|d)
p[j].right="";
p[j].left="";
}
}
}
}
}
//转换规则2.2(S->(xx)A A->aA 转化为S->(xx)a*A)
for(i=0; i<n; i++)
{
if(p[i].right.length()>1 && p[i].left[0]!=p[i].right[p[i].right.length()-1])//左部的非终结符不等于右部的最后一个
{
for(j=0; j<n; j++)
{//右部的最后一个=和其他产生式左部相同，且另一产生式的左部与右部最后一个相同
if(p[j].right.length()>1 && p[i].right[p[i].right.length()-1]==p[j].left[0] && p[j].left[0]==p[j].right[p[j].right.length()-1])
{
p[i].right=p[i].right.substr(0,p[i].right.length()-1)+p[j].right.substr(0,p[j].right.length()-1)+"*"+p[j].right[p[j].right.length()-1];
p[j].right="";
p[j].left="";
}
}
}
}
//将表达式右部所有非终结符替换
flag=n;
while(flag>=0)//当所有产生式的右部均为终结符构成时停止转换
for(i=0,flag=flag-1; i<n; i++)
for(j=0; j<p[i].right.length(); j++)
if('A'<=p[i].right[j]&&p[i].right[j]<='Z')
{
for(m=0; m<n; m++)
{
if(p[m].left[0]==p[i].right[j]&&m!=i)
{
p[i].right=p[i].right.substr(0,j)+p[m].right+p[i].right.substr(j+1);
p[m].left="";
p[m].right="";
break;
}
}
}
//再次合并左部相等的产生式
for(i=0; i<n; i++)
for(j=0; j<n; j++)
{
if(p[i].left[0]==p[j].left[0]&&i!=j)
{
if(p[j].right.length()>1)
{
p[i].right=p[i].right+"|"+"("+p[j].right+")";
p[j].left="";
p[j].right="";
}
else
{
p[i].right=p[i].right+"|"+p[j].right;
p[j].left="";
p[j].right="";
}
}
}
}
//判断文法类型
bool IsZero(WF *p,int n) //判断0型文法(左部不含非终结符则不是0型文法)
{
int i,j;
for(i=0; i<n; i++) //遍历所有产生式
{
for(j=0; j<p[i].left.length(); j++) //判断左部是否含非终结符
{
if(p[i].left[j]>='A'&&p[i].left[j]<='Z')
break;
}
if(j==p[i].left.length())
{
cout<<"该文法不是0型文法"<<endl;
return false;
}
}
if(i==n)
return true;//如果每个产生式都能找到非终结符
}
bool IsFirst(WF *p,int n) //判断1型文法(右边长度大于等于左边长度)
{
if(IsZero(p,n)) //先判断是否是0型文法
{
int i;
for(i=0; i<n; i++)
{
if((p[i].left.length()>p[i].right.length())&&p[i].right.length()!=0) //判断产生式左部长度是否大于右部
break;
}
if(i==n)
return true;
cout<<"该文法是一个0型文法"<<endl;
}
return false;
}
bool IsSecond(WF *p,int n) //判断2型文法(左部是一个非终结符)
{
int i;
if(IsFirst(p,n)) //是否是1型文法
{
for(i=0; i<n; i++)
{
if((p[i].left.length()!=1) || !(p[i].left[0]>='A'&&p[i].left[0]<='Z')) //判断产生式左部长度是否为一，左部第一个是否是非终结符
break;
}
if(i==n)
return true;
cout<<"该文法是1型文法"<<endl;
}
return false;
}
bool IsThird(WF *p,int n) //判断3型文法(形如A→a,A→aB的形式)
{
int i;
if(IsSecond(p,n)) //是否是2型文法
{
for(i=0; i<n; i++)
{
if((p[i].right.length()==0)||(p[i].right.length()>=3)||(p[i].right[0]>='A'&&p[i].right[0]<='Z')) //判断产生式右部字符个数是否是1或者2，判断右部第一个字符是否是非终结符
break;
}
if(i==n)
{
for(i=0; i<n; i++)
{
if(p[i].right.length()==2)//如果右边长度为2，则判断第二个字符是否是非终结符
{
if(!(p[i].right[1]>='A'&&p[i].right[1]<='Z'))
break;
}
}
if(i==n)
{
cout<<"该文法属于3型文法"<<endl;
return true;
}
cout<<"该文法属于2型文法"<<endl;
}
}
return false;
}
int main( )
{
int i,j,n;
string input;
/*
fstream myFile;
myFile.open("1.txt");
string q[10];
int j=0;
int i=0;
if(myFile.is_open())
{
while(!myFile.eof())
{
getline(myFile,q[j]);
//cout<<q[j++]<<endl;
ss[i]=q[j];
ss1[i]=q[j];
i++;
j++;
}
}
*/
while(true)
{
cout<<"请输入文法产生式个数N"<<endl<<"N=";
cin>>n;
WF *p=new WF[n]; // 初始化产生式数组
for(i=0; i<n; i++) //输入产生式数组
{
input.erase(); //清除
cin>>input; //输入
for(j=0; j<input.length(); j++) //改变输入数据的形式
{
if(input[j]=='-')
{
p[i].left=input.substr(0,j);
p[i].right=input.substr(j+2,input.length());
}
}
}
if(IsThird(p,n)) //调用文法类型判断，自顶向下,如果是正规文法，则输出正规式
{
cout<<"该文法属于正规文法，它的正规式如下："<<endl;
transform(p,n);
for(i=0; i<n; i++) //输出转换后的文法
{
