编译原理课程设计.docx

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编译原理课程设计

实验名称：

C-语言词法分析器的手工构造

C-语言词法分析器的lex生成

C-语言语法分析器的手工构

学生姓名：

刘恺丽

学生学号：

0943041336

指导教师姓名：

于中华

实验一：

C-语言词法分析器的手工构造

实验目的及意义

1.理解C-语言的词法特点，并能构造各种token的正则表达式;

2.掌握将正则表达式转换为DFA的方法；

3.学会设计C-语言手动生成词法分析器的数据类型和数据结构。

二、实验环境

1.操作系统：

WindowXP/Windows7;

2.开发环境：

MicrosoftVisualC++6.0。

三、算法分析与设计

1.C语言的词法规则

（1）关键字

elseifintreturnvoidwhile

（2）特殊符号

+-*/<<=>>===!

==;,（）[]{}/**/

（3）其它token（区分大小写）

ID=letterletter*

NUM=digitdigit*

letter=a|…|z|A|...|ZDigit=0|…|9

（4）空白符号

空白\n\t

（5）注释

由标记符号/*…*/标记起来的部分。

2.C语言的词法正则表达式

digit[0-9]number{digit}+letter[a-zA-Z]identifier{letter}+newline\n

whitespace[""\t]+

3.C语言的DFA

4.重要数据类型设计

（1）token类型用枚举量分为以下几个

typedefenum

{ENDFILE,ERROR,

ELSE,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,

ID,NUM,

PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LTE,RT,RTE,EQ,NE,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPAREN,R

PAREN丄Z,RZ,LD,RD丄C,RC

}TokenType;

（2）DFA9个状态

typedefenum

{START,INNE,INEQ,INLT,INRT,INID,INNUM,INOVER,INCOMMENT1,INCOM

MENT2,DONE}

StateType;

四、代码实现

1.查找保留字

函数TokenTypeSFindResvdc（har*s）须注意：

对Keyword先将keyWord归为ID类。

getToken时再匹配。

保留字数据结构如下：

staticstruct

{char*str;

TokenTypetok;

}reservedWords[MAXRESERVED]

={{"else",ELSE},{"if",IF},{"int",INT},{"return",RETURN},{"void",VOID},{"while",WHILE}};

staticTokenTypereservedLookup（char*s）{inti;

for（i=0;i

if（!

strcmp（s,reservedWords[i].str））

returnreservedWords[i].tok;returnID;

2.getToken代码设计说明：

1）以状态表为驱动，根据当前的状态以及当前字符来决定下一个状态。

2）嵌套case通过一个状态标记来标记当前DFA所处的状态，通过

case分支语句来执行每一个转移的情况，直观易懂，但是随着DFA

状态数量的增多，循环嵌套的程序代码就会变得很冗长。

3）实现DFA的核心代码及分析：

扫描程序的主函数为getToken,用的是嵌套case的方法，通过自定义一个状态枚举类型来标记当前所处

的DFA状态，并用字符数组tokenString来保存已经扫描过的字符，每次调用getToken函数的时候，当前状态都会被初始化为START状态，用while循环当当前状态不为DONE状态，就从输入流获取一个字符，并根据上面给出的DFA判断如何进行状态转移；当当前状态为接收状态时，tokenString里面就是一个完整的token，于是将tokenString的内容打印到listing文件并返回tokenString里面的内容。

getToken函数调用getNextChar函数获取源文件中下一个字符，如果某些状态需要回溯一个字符，则调用ungetNextChar函数将已

经获取的字符释放出来等待下一个状态中重新获取。

GetToken函数中识别toker关键代码：

TokenTypegetToken（void）{

inttokenStringIndex=0;

TokenTypecurrentToken;

StateTypestate=START;

intsave;

while（state!

=DONE）

{intc=getNextChar（）;

save=true;

switch（state）

{caseSTART:

if（isdigit（c））

{

state=INNUM;}

elseif（isalpha（c））

state=INID;

elseif（c=='!

'）

state=INNE;

elseif（c=='='）

state=INEQ;

elseif（c=='>'）

state=INRT;

elseif（c=='<'）

state=INLT;

elseif（c=='/'）

state=INOVER;

elseif（（c==''）||（c=='\t'）||（c=='\n'））

{

save=false;

//state=START;

}

else

{

state=DONE;

switch（c）

{caseEOF:

save=false;currentToken=ENDFILE;break;

case'+':

currentToken=PLUS;break;

case'-':

currentToken=MINUS;break;

case'*':

currentToken=TIMES;break;

case';':

currentToken=SEMI;break;

case',':

currentToken=COMMA;break;

case'（':

currentToken=LPAREN;break;

case'）':

currentToken=RPAREN;break;

case'[':

currentToken=LZ;break;

case']':

currentToken=RZ;break;

case'{':

currentToken=LD;break;

case'}':

currentToken=RD;break;

default:

currentToken=ERROR;break;

}

break;

caseINNE:

state=DONE;

if（c=='='）

currentToken=NE;

else

{ungetNextChar（）;

save=false;currentToken=ERROR;

}

break;

caseINEQ:

state=DONE;

if（c=='='）

currentToken=EQ;

else

{ungetNextChar（）;currentToken=ASSIGN;

}

break;

caseINRT:

state=DONE;

if（c=='='）

currentToken=RTE;

else

{ungetNextChar（）;currentToken=RT;

}

break;

caseINLT:

state=DONE;

if（c=='='）

currentToken=LTE;

else

{ungetNextChar（）;

currentToken=LT;

}

break;

caseINNUM:

if（!

isdigit（c））

{ungetNextChar（）;save=false;state=DONE;

currentToken=NUM;

break;

caseINID:

if（!

isalpha（c））

{

ungetNextChar（）;

save=false;state=DONE;

}

currentToken=ID;break;

caseINOVER:

if（c=='*'）

{

save=false;

state=INCOMMENT1;tokenStringIndex=0;

//currentToken=LC;

}

else

{

ungetNextChar（）;save=false;state=DONE;currentToken=OVER;

}

break;

caseINCOMMENT1:

if（c=='*'）{

save=false;

state=INCOMMENT2;

}

elseif（c==EOF）{save=false;state=DONE;currentToken=ERROR;

}

else

{

save=false;

state=INCOMMENT1;//currentToken=ENDFILE;

}

break;

caseINCOMMENT2:

save=false;

if（c==7'）{

state=START;

}

elseif（c==EOF）

{state=DONE;currentToken=ERROR;}

elseif（c=='*'）

{

state=INCOMMENT2;

}

else

{

state=INCOMMENT1;

}

break;

caseDONE:

default:

fprintf（listing,"ScannerBug:

state=%d\n”,state）;state=DONE;

currentToken=ERROR;

break;

}

五、测试结果

测试小程序:

kelly.txt

+-*/

□+b-2+z;

inta（intbFintc[]）<

if（a+b==c）d=e[1+2];

r色turn0;

-ti&CMnp（u312sIQDwl«lt

quuEflu气AIllklp右onpunLmsEM

常uuEflll片AIII

“p£onporul2W2N：

7S0Au-H'q4匚T〉祐4U-I-I"9

wHr-lfln

AnEal

VECE

£=召出#姙

name=a

n^ne=b

name=c

暂11辽务狂隽仃9:

S8888008S8

'第

d=ell*21;

ID,name-d

ID-nane-e[

NUM,ual=l

nun,u^i=2

]

■

return0；^9fy:

r-eser-ueduor-d=return第谕亍:

NUM,ual=0

當诰:

；

10=>

诰按柱意键继黒・・

程序运行结果分析：

如上图所示：

通过观察分析，发现程序已经能够成功识别关键字，如第-

行的“T,能成功识别出NUM，如第六行的“int”，成功识别出reservedword等。

另外，第三行为注释部分，已经被识别出并跳过。

同时，第四行为空，跳过。

通过以上实例运行结果可以得知，源文件中的各种token无论正确与否，

都能够被本扫描程序准确的扫描出来。

当能够获取正确的token时，就输出

token；当遇到不能识别的token时，就输出一个ERROR：

token；当遇至U注释的时候，就说明是注释，并绕过。

程序运行成功，词法分析正确。

六、小结

通过g本次实验，我学会了根据目标语言的词法规则构造正则表达式，并通过正则表达式构造出对应的DFA，并用代码实现DFA，能够用DFA来对C-语言进行词法分析。

更深入的理解了DFA的精髓，了解了用代码实现DFA的各种方法以及它们各自的特点。

同时，也深入理解并实践了编译原理词法分析的相关理论。

实验二：

C-语言词法分析器的lex生成

一、实验目的及意义

1.实现基于Lex的C-语言的词法分析器

2.学会安装ParserGenerator2并且熟悉其环境

3.熟练配置MicrosoftVisualC++6.0，并实现与ParserGenerator2相应库的连接

4.学习基于Lex构造词法分析器的方法，以及实验过程

5.熟悉C-语言的各种Token

6.构造各种Token的正则表达式

7.设计词法分析器所需要的各种数据结构及Token识别成功后的动作

8.用ParserGenerator实现所设计的C-词法分析器

、实验环境

1.WindowsXP操作系统

2.编译环境ParserGenerator

3.VC6.0开发环境

三、分析与设计

1.C语言的词法规则

（1）关键字

elseifintreturnvoidwhile

（2）特殊符号

+-*/<<=>>===!

==;,（）[]{}/**/

（3）其它token（区分大小写）

ID=letterletter*

NUM=digitdigit*

letter=a|…|z|A|...|Z

Digit=0|…|9

（4）空白符号空白\n\t

（5）注释

由标记符号/*…*/标记起来的部分。

2.C语言的词法正则表达式设计

keyWord,SpecialChar,ID,ErrorlD,Num,Annotation,Whitespace,Enter,End,Other