LR语法分析实验报告.docx
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目 录
引言 1
第一章 概述 2
1.1设计题目及内容 2
1.2设计环境 2
第二章 设计的基本原理 3
2.1LR分析器的基本理 3
2.2LR分析器工作过程算法 3
第三章 程序设计 5
3.1总体方案设计 5
3.2各模块设计 5
第四章 程序测试和结论以及心得 7
参考文献 7
附录 程序清单 8
—概述
1.1设计题目及内容
设计题目：
根据LR分析表构造LR分析器
内容：
已知文法G：
（1）E→E+T
（2）E→T
（3）T→T*F
（4）T→F
（5）F→（E）
（6）F→I
LR分析表：
状态
ACTION（动作）
GOTO（转换）
I
+
*
（
）
#
E
T
F
0
S5
S4
1
2
3
1
S6
Acc
2
R2
S7
R2
R2
3
R4
R4
R4
R4
4
S5
S4
8
2
3
5
R6
R6
R6
R6
6
S5
S4
9
3
7
S5
S4
10
8
S6
S11
9
R1
S7
R1
R1
10
R3
R3
R3
R3
11
R5
R5
R5
R5
注：
sj 表示把下一状态j和现行输入符号a移进栈
rj 表示按第j个产生式进行规约
acc 表示接受
空格表示 出错标志，报错
根据以上文法和LR分析表，构造LR分析器，并要求输出LR工作过程。
1.2设计环境：
硬件设备：
一台PC机
软件设备：
Windows2000/XPOS，VC++6.0实现语言：
C语言
二 设计的基本原理
2.1基本原理：
1.LR方法的基本思想：
在规范规约的过程中，一方面记住已移进和规约出的整个符号串，即记
住“历史”，另一方面根据所用的产生式推测未来可能碰到的输入符号，即对未来进行“展望”。
当一串貌似句柄的符号串呈现于分析栈的顶端时，我们希望能够根据记载的“历史”和“展望”以及“现实”的输入符号等三个方面的材料，来确定栈顶的符号串是否构成相对某一产生式的句柄。
2.LR分析器实质上是一个带先进后出存储器（栈）的确定有限状态自动机。
3.LR分析器的每一步工作是由栈顶状态和现行输入符号所唯一决定的。
4.为清晰说明LR分析器实现原理和模型：
LR分析器的核心部分是一张分析表。
这张分析表包括两个部分，一是“动作”（ACTION）表，另一是“状态转换”（GOTO）表。
他们都是二维数组。
ACTION（s,a）规定了当状态s面临输入符号a时应采取什么动作。
GOTO（s，X）规定了状态s面对文法符号X（终结符或非终结符）时下一状态是什么。
显然，GOTO（s，X）定义了一个以文法符号为字母表的DFA。
每一项ACTION（s，a）所规定的动作不外是下述四种可能之一：
（1）移进 把（s，a）的下一个转态s’=GOTO（s，X）和输入符号a推进栈，下一输入符号变成现行输入符号。
（2）规约指用某一产生式A→β进行规约。
假若β的长度为r，规约的动作是A，去除栈顶的r个项，使状态Sm-r变成栈顶状态，然后把（Sm-r，A）的下一状态s’=GOTO（Sm-r,A）和文法符号A推进栈。
规约动作不改变现行输入符号。
执行规约动作意味着β（=Xm-r+1…Xm）已呈现于栈顶而且是一个相对于A的句柄。
（3）接受 宣布分析成功，停止分析器的工作。
（4）报错 发现源程序含有错误，调用出错处理程序。
2.2LR分析器工作过程算法描述：
一个LR分析器的工作过程可看成是栈里的状态序列，已规约串和输入串所
构成的三元式的变化过程。
分析开始时的初始三元式为
（s0, #, a1a2……an#）
其中，s0为分析器的初态；＃为句子的左括号；a1a2……an为输入串；其后的
＃为结束符（句子右括号）。
分析过程每步的结果可表示为
（s0s1……sm，#X1X2……Xmai,ai+1……an#）
分析器的下一步动作是由栈顶状态sm和现行输入符号ai所唯一决定的。
即，执行ACTION（sm，ai）所规定的动作。
经执行每种可能的动作之后，三元式的变化情形是：
（1）若ACTION（sm，ai）为移进，且s=GOTO（sm，ai），则三元式变成：
（s0s1……sms，#X1X2……Xmai,ai+1……an#）
（2）若ACTION（sm，ai）= {A→β},则按照产生式A→β进行规约。
此时三元式变为
（s0s1……sms，#X1X2……XmA,aiai+1……an#）此处s=GOTO（Sm-r，A），r为β的长度，β=Xm-r+1……Xm。
（3）若ACTION（sm，ai）为“接受”，则三元式不再变化，变化过程终止，宣布分析成功。
（4）若ACTION（sm，ai）为“报错”，则三元式的变化过程终止，报告错误。
一个LR分析器的工作过程就是一步一步的变换三元式，直至执行“接受”或
“报错”为止。
三 程序设计
3.1总体设计方案：
1．建模：
（1）分析表建模：
构造一个int 型二维数组table[13][9],用于存放LR分析表。
并初始化。
作者这样规定：
0～11 表示 状态sj，其中0对应s0，1对应s1……
21～26表示 规约rj，其中21对应r1，22对应r2……
12 表示 “接受”
-1 表示 规约出错，报错
（2）栈建模：
建立一个int型状态栈，该栈为顺序栈。
建立一个char型符号栈和一个char型输入串栈，该栈为顺序栈。
（3）规约表达式建模：
建立一个rule型结构，成员变量为char型非终结符和int型表示规约第几条表达式。
2.程序设计关键注意环节：
（1）在输入串（句子）输入的过程中，涉及到一个压栈的问题。
但是输入串
压入的字符顺序刚好与原理中的字符串模型刚好相反，这样需要先弹出的反而在栈底。
为了既要保证字符串输入，又要让输入的字符串存储顺序与输入的字符串相反。
采取以下措施：
先将输入的字符串压入符号栈symbol中，然后符号栈弹出的字符再压入输入串栈instr中，这样实现了输入串的倒序存储。
（2）状态栈status_stack（status_p）和符号栈symbol_instr（symbol_p）输出（遍历）过程均采取自栈底到栈顶的顺序，而输入串栈symbol_instr（instr_p）则是采取自栈顶到栈底的顺序输出。
3.2各模块设计：
1.栈设计：
构造一个int型“状态栈”status和一个char型“符号－输入串栈”
symbol_instr。
该栈包括初始化该栈init_status（），压栈push（），弹栈pop（），取栈顶元素get_top（），自栈底到栈顶遍历元素out_stack1（）和自栈顶到栈底遍历元素out_stack2（）.
2.LR分析器工作过程算法设计：
构造一个状态转换函数实现状态转换
intgoto_char（status*status_p,symbol_instr*instr_p）
构造一个移进－－规约函数实现移进规约动作
voidaction（status*status_p,symbol_instr*symbol_p,symbol_instr*instr_p）
构造一个打印LR分析器的工作过程函数实现输出
voidprint（status*status_p,symbol_instr*symbol_p,symbol_instr*instr_p）
3.流程图：
初始化状态栈，符号栈，输入串栈
输入串各字符压栈
i==-1?
i==12?
i>0&&i<=11
打印该步工作过程
规约动作：
1.求出i对应规约规则右部字符串长度x=r[i-21].y
2.在符号栈和状态栈中弹出x个字符。
然后将该规约规则左部压入输入串栈
移进动作：
1.将现状态i压栈
push（status_p,i）
2.将当前输入串字符压入符号栈a =
pop（instr_p）push（symbol_p,a）
求下一状态符号i
i=goto_char（status_p,instr_p）
规约成功！
退出
规约出错！
异常中止！
LR分析器设计流程图
四 程序测试和结果以及心得
1.测试结果：
见附录
经过测试，输入各种各样的正确句子，均能正确规约。
而且，输入错
误的句子，也能正确报错。
2.心得：
附录
程序源代码：
四：
主程序：
#include"status_stack.h"#include"symbol_instr_stack.h"#include"lr.h"
//打印LR分析器的工作过程
voidprint（status*status_p,symbol_instr*symbol_p,symbol_instr*instr_p）
{
inti;out_stack（status_p）;
for（i=0;i<20-status_p->top;i++）printf（""）;out_stack1（symbol_p）;for（i=0;i<20;i++）
printf（""）;out_stack2（instr_p）;printf（"\n"）;
}
//状态转换函数
intgoto_char（status*status_p,symbol_instr*instr_p）
{
charx;inty,z;
x=get_top（instr_p）;y=get_top（status_p）;
z=get_index_char（x）;returntable[y][z];
}
//移进－－规约函数
voidaction（status*status_p,symbol_instr*symbol_p,symbol_instr*instr_p）
{
inti,j,x;chara;
i=goto_char（status_p,instr_p）;
//规约出错if（i==-1）
printf（"\n===============规约出错!
================\n"）;
//规约成功if（i==12）
printf（"\n===============规约成功!
================\n"）;
//移进动作if（i>=0&&i<=11）
{
push（status_p,i）;a=pop（instr_p）;
push（symbol_p,a）;print（status_p,symbol_p,instr_p）;actio
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