求First集的Python代码实现
1. 理解First集
在开始编写求First集的Python代码之前，我们首先需要理解First集的概念。First集是一个文法（语法）符号串的集合，它表示以该符号串作为产生式左部的非终结符在推导过程中的首个终结符集合。求解First集的过程可以帮助我们分析文法规则，进而进行语法分析、预测分析和语法制导翻译等工作。
2. 求解First集的流程
为了帮助小白快速掌握求解First集的方法，下面是一个简化的求解流程图：
graph LR
A[初始化First集为空集] --> B[找到文法中的终结符]
B --> C[将终结符加入对应非终结符的First集]
C --> D[找到文法中的非终结符]
D --> E[将非终结符加入对应非终结符的First集]
E --> F[找到文法中的产生式]
F --> G[根据产生式右部的符号判断是否可以加入First集]
G --> H[如果可以加入，则将符号加入First集，并继续右部的下一个符号]
H --> F
G --> I[如果右部为空，则将空串加入First集]
I --> F
3. 求解First集的Python代码实现
首先，我们需要定义一个字典来存储每个非终结符的First集合。假设我们的文法规则存储在一个列表中，每个产生式用一个元组表示。代码如下所示：
# 定义文法规则
grammar = [
('E', ['T', 'E\'']),
("E'", ["+", 'T', "E'"]),
("E'", []),
('T', ['F', 'T\'']),
("T'", ["*", 'F', "T'"]),
("T'", []),
('F', ['(', 'E', ')']),
('F', ['id'])
]
# 定义存储First集的字典
first_sets = {}
接下来，我们需要找到文法中的终结符和非终结符，并将终结符加入对应非终结符的First集。代码如下所示：
# 找到文法中的终结符
terminals = set()
non_terminals = set()
for rule in grammar:
non_terminals.add(rule[0]) # 将产生式的左部加入非终结符集合
for symbol in rule[1]:
if symbol.islower(): # 判断是否为终结符，终结符通常为小写字母
terminals.add(symbol)
# 将终结符加入对应非终结符的First集
for terminal in terminals:
first_sets[terminal] = {terminal}
然后，我们需要找到文法中的非终结符，并将非终结符加入对应非终结符的First集。代码如下所示：
# 将非终结符加入对应非终结符的First集
for non_terminal in non_terminals:
first_sets[non_terminal] = set()
接下来，我们需要根据产生式右部的符号判断是否可以加入First集。如果可以加入，则将符号加入First集，并继续右部的下一个符号；如果右部为空，则将空串加入First集。代码如下所示：
# 根据产生式右部的符号判断是否可以加入First集
for rule in grammar:
non_terminal = rule[0]
symbols = rule[1]
for symbol in symbols:
if symbol.islower(): # 终结符可以加入First集
first_sets[non_terminal].add(symbol)
break
elif symbol == '': # 空串可以加入First集
first_sets[non_terminal].add('')
else:
first_sets[non_terminal].update(first_sets[symbol])
if '' not in first_sets[symbol]: # 如果右部符号的First集中不包含空串，则不再继续加入
break
最后，我们可以打印出求解得到的First集。代码
