词法分析设计方案实验报告附代码.docx
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词法分析设计方案实验报告附代码
实验一词法分析设计
实验学时：
4
实验类型：
综合
实验要求：
必修
一、实验目的
通过本实验的编程实践，使学生了解词法分析的任务，掌握词法分析程序设计的原理和构造方法，使学生对编译的基本概念、原理和方法有完整的和清楚的理解，并能正确地、熟练地运用。
二、实验内容
用VC++/VB/JAVA语言实现对C语言子集的源程序进行词法分析。
通过输入源程序从左到右对字符串进行扫描和分解，依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值；若遇到错误则显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示；同时进行标识符登记符号表的管理。
以下是实现词法分析设计的主要工作：
（1）从源程序文件中读入字符。
（2）统计行数和列数用于错误单词的定位。
（3）删除空格类字符，包括回车、制表符空格。
（4）按拼写单词，并用（内码，属性）二元式表示。
（属性值——token的机内表示）
（5）如果发现错误则报告出错
（6）根据需要是否填写标识符表供以后各阶段使用。
单词的基本分类：
◆关键字：
由程序语言定义的具有固定意义的标识符。
也称为保留字例如if、for、while、printf；单词种别码为1。
◆标识符：
用以表示各种名字，如变量名、数组名、函数名；
◆常数：
任何数值常数。
如125,1,0.5,3.1416；
◆运算符：
+、-、*、/；
◆关系运算符：
<、<=、=、>、>=、<>；
◆分界符：
；、，、（、）、[、]；
三、实验要求
1、编程时注意编程风格：
空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。
2、将标识符填写的相应符号表须提供给编译程序的以后各阶段使用。
3、根据测试数据进行测试。
测试实例应包括以下三个部分:
◆全部合法的输入。
◆各种组合的非法输入。
◆由记号组成的句子。
4、词法分析程序设计要求输出形式:
例：
输入VC++语言的实例程序：
Ifi=0thenn++。
a﹤=3b%）。
输出形式为：
单词二元序列类型位置（行，列）
（单词种别，单词属性）
for（1,for）关键字（1，1）
i（6,i）标识符（1，2）
=（4，=）关系运算符（1，3）
0（5，0）常数（1，4）
then（1，then）关键字（1，5）
n（6,n）标识符（1，6）
++ErrorError（1，7）
；（2,。
）分界符（1，8）
a（6,a）标识符（2，1）
﹤=（4,<=）关系运算符（2，2）
3bErrorError（2，4）
%ErrorError（2，4）
）（2,））分界符（2，5）
；（2,。
）分界符（2，6）
实验报告正文：
◆功能描述：
该程序具有词法分析功能，即面对一段程序源代码，通过该程序，能检查出源代码是否由词法错误。
◆三、词法分析实验设计思想及算法：
◆首先构造六个表，key[]={"auto","break","case","catch","char","class","const","continue","default","delete","do","double","else","enum","float","for","if","int","long","new","private","protected","public","register","return","short","static","struct","switch","this","void","while","then"}。
关键字表,单词种别码1。
Delimiter[]={"。
","（","）","[","]",",",".","{","}"}。
分界符表单词种别码2
Operator[]={"+","-","*","/"}。
算术运算符表单词种别码3
R_operators[]={"<","<=","==",">",">="},关键字表,单词种别码1。
stringNumber[100]。
常数表单词种别码5。
stringIdentifier[100]。
标示符表单词种别码6。
构造关键字判断函数Iskey（）,字母判断函数Isletter（）,数字判断函数Isnumber（）。
构造标示符判别函数InsertId（），若输入的标示符在标示符数组Identifier[]中，返回其下标，若不在，将该标示符插到数组末尾。
构造标示符判别函数InsertNumber（），若输入的数字在数字数组Number[]中，返回其下标，若不在，将该数字插到数组末尾。
具体分析函数analyse（）具体实现输入源代码的识别。
anaiyse（）构造思路，程序设计图：
综合以上分析，画出整个程序的运行分析程序图，如下：
整个程序的运行分析程序图
◆软件的测试方法和测试结果：
首先，将要分析的源代码写入一个文本，存于磁盘中，然后运行程序，输入源代码文件存放的路径，若输入路径正确，程序将自动分析源代码，若输入路径不正确，程序将显示，路径错误，请重新输入的提示。
下面为具体的运行实例：
源代码为：
Ifi=0thenn++。
a﹤=3b%）
输出满足要求。
◆实验总结（设计的特点、不足、收获与体会）：
通过此次实验，让我了解到如何设计、编制并调试词法分析程序，熟悉了构造词法分析程序的手工方式的相关原理，加深了对编译原理词法分析的理解，本次使用C++语言直接编写此法分析程序，也让我重新熟悉了C++语言的相关内容，加深了对C++语言的用途的理解。
本程序的数据输入采取直接从文件中读取，而不是由键盘输入，因此在测试过程中，输入得到大大简化，但是本程序的关键字表只初始化了一部分关键字，还可继续扩充（只需扩大数组，向其中补充要添加的关键字），而且程序的测试数据存在不足，程序可能存在未发现的漏洞，以上两点有待改善。
附录该程序的源代码：
#include
#include
usingnamespacestd。
//数据定义
#defineMAX33
charch=''。
staticintline=1,row=0。
intNumberCount=0,IdCount=0。
stringkey[]={"auto","break","case","catch","char","class","const","continue","default","delete","do","double",
"else","enum","float","for","if","int","long","new","private","protected","public","register","return","short","static",
"struct","switch","this","void","while","then"}。
//关键字表单词种别码1
stringDelimiter[]={"。
","（","）","[","]",",",".","{","}"}。
//分界符表单词种别码2
stringOperator[]={"+","-","*","/"}。
//算术运算符表单词种别码3
stringR_operators[]={"<","<=","==",">",">="}。
//关系运算符表单词种别码4
stringNumber[100]。
//常数表单词种别码5
stringIdentifier[100]。
//标示符表单词种
别码6//数据分析
intIskey（stringc）{//关键字判断
inti。
for（i=0。
ii++）{
if（key[i].compare（c）==0）return1。
}
return0。
}//判断是否为字母
intIsLetter（charc）{
if（（（c<='z'）&&（c>='a'））||（（c<='Z'）&&（c>='A'）））{
if（（ch<='Z'）&&（ch>='A'））ch=ch+32。
//转换成小写
return1。
}
elsereturn0。
}
intIsNumber（charc）{//判断是否为数字
if（c>='0'&&c<='9'）return1。
elsereturn0。
}
//将arr中的标示符插入符号表并且返回符号表的指针
intInsertId（strings）{
for（inti=0。
ii++）
{
if（Identifier[i]==s）{
returni。
break。
}
elseif（IdCount==i+1）{
Identifier[IdCount]=s。
returnIdCount。
IdCount++。
}
}
}//将arr中的常实数插入常数表并且返回常数表的指针
intInsertNumber（strings）{
for（inti=0。
ii++）
{
if（Number[i]==s）{
returni。
break。
}
elseif（NumberCount==i+1）{
Number[NumberCount]=s。
returnNumberCount。
NumberCount++。
}
}
}
voidanalyse（FILE*fpin）{
//arr相当于课本中的strToken
stringarr=""。
while（（ch=fgetc（fpin））!
=EOF）//判断是否读取到文件末尾或者读取出错
{
arr=""。
if（ch==''||ch=='\t'||ch=='\n'）//删除空格类字符，包括回车、制表符空格
{
if（ch=='\n'）{
line++。
row=0。
}
}
elseif（IsLetter（ch））
{
while（IsLetter（ch）||IsNumber（ch））
{
arr=arr+ch。
ch=fgetc（fpin）。
}
fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
//文件指针回移一个位置
if（Iskey（arr））
{
row++。
//识别出一个字符，列增加一
cout<<<"\t\t关键字"<<"\t\t（"<<}
else
{
row++。
//识别出一个字符，列增加一
InsertId（arr）。
cout<}
}
//处理常数
elseif（IsNumber（ch））
{
while（IsNumber（ch））//||ch=='.'&&IsNumber（fgetc（fpin））
{
arr=arr+ch。
ch=fgetc（fpin）。
}
if（IsLetter（ch））
{
while（IsLetter（ch）||IsNumber（ch））
{
arr=arr+ch。
ch=fgetc（fpin）。
}
fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
row++。
cout<}
else{
InsertNumber（arr）。
row++。
//识别出一个字符，列增加一
cout<}
}//处理算符
else{
row++。
arr=ch。
switch（ch）{
case'+':
{
ch=fgetc（fpin）。
if（ch=='（'||IsNumber（ch）||IsLetter（ch））
{
fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
cout<<"+"<<"\t\t（3,+）"<<"\t\t算术运算符"<<"\t\t（"<}
else
cout<}break。
case'-':
{
ch=fgetc（fpin）。
if（ch=='（'||IsNumber（ch）||IsLetter（ch））
{fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
cout<<"-"<<"\t\t（3,-）"<<"\t\t算术运算符"<<"\t\t（"<}
else{cout<}
}break。
case'*':
cout<<"-"<<"\t\t（3,*）"<<"\t\t算术运算符"<<"\t\t（"<case'=':
{
ch=fgetc（fpin）。
if（ch=='='）
{cout<<"=="<<"\t\t（4,==）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t\t（"<}
else{fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
cout<<"="<<"\t\t（4,=）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t（"<}
}break。
case'/':
cout<。
break。
case'（':
case'）':
case'[':
case']':
case'。
':
case'.':
case',':
case'{':
case'}':
cout<break。
case'>':
{ch=fgetc（fpin）。
if（ch=='='）cout<<">="<<"\t\t（4,>=）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t\t（"<else{cout<<">"<<"\t\t（4,>）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t\t（"<fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
}
}break。
case'<':
{ch=fgetc（fpin）。
if（ch=='='）cout<<"<="<<"\t\t（4,<=）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t（"<elseif（ch=='>'）cout<<"<>"<<"\t\t（4,<>）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t（"<else{cout<<"<"<<"\t\t（4,<）"<<"\t\t关系运算符"<<"\t（"<fseek（fpin,-1L,SEEK_CUR）。
}
}break。
default:
cout<break。
}
}
}
}
intmain（）{
charin_fn[30]。
FILE*fpin。
cout<<"请输入源文件名（包括路径和后缀名）:
"。
for（。
。
）{
cin>>in_fn。
if（（fpin=fopen（in_fn,"r"））!
=NULL）break。
elsecout<<"文件路径错误！
请输入源文件名（包括路径和后缀名）:
"。
}
cout<<"\n********************分析如下*********************"<cout<<"单词二元序列类型位置（行，列）"<analyse（fpin）。
fclose（fpin）。
return0。
}
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