编译原理实验.docx
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编译原理实验
实验一：
简易扫描器的DFA设计与实现
实验原理：
词法分析器的工作原理
实验内容：
用程序模拟实现一个简易扫描器的工作过程，从输入字符串到分析完以后以（CLASSVALUE的标准格式输出实验要求：
1.源程序设计语言G[v标志符＞]:
＜标志符＞f＜标志符＞＜字母＞|v标志符＞＜下划线＞|v标志符＞＜数字＞|＜字母＞|＜下划线＞
＜常数＞f＜整数＞
V整数＞f0|＜非零数字＞＜乏整数＞
＜泛整数＞fV数字＞|＜数字＞＜乏整数＞|£
V关系符＞f＜|＜=|=|＞|＞=|＜＞
V字母＞
A|B|C|D|E|F|G|H|I|J|K|L|M|N|O|P|Q|R|S|T|U|V|W|X|Y|Z|a|b|c|d|e|f|g|h|i|j|k|l|m|n|o|p|q|r|s|t|u|v|w|x|y|z
v非零数字＞f1|2|3|4|5|6|7|8|9
v数字＞fv非零数字＞|0
2.能识别下表所列的单词符号:
单词符号
类别编码
类别码的助记符
单词之值
begin
1
BEGIN
end
2
END
if
3
IF
then
4
THEN
else
5
ELSE
标识符
6
ID
整数
7
INT
数字串
<
8
LT
<=
9
LE
=
10
EQ
<>
11
NE
>
12
GT
>=
13
GE
+
14
ADD
-
15
SUB
*
16
MUL
/
17
DIV
•
18
SEM
（
19
LB
）
20
RB
3.能跳过源程序中的空白格：
两个单词之间的任何空格，
制表符，回车，换行都是白空格，除了用来分隔单词以
夕卜，没有意义；
4.能跳过注释:
1）接连出现的/*到下一次接连出现的*/之间的任何文字都是注释（多行）；
2）从某行接连出现的//到该行的结尾的任何文字都是注释（单行）。
实验步骤：
1．
DFA及相关语义过程；
2．
流程图（或程序的基本框架）；
3．
根据实验要求编写一个能够完全遍历整个词法分析程序
的输入字符串；
4．
把课本P81程序3-4的函数编写完整。
OUT（DIV,””
1.DFA及相关语义过程
START
非/或非*
非换行
空格
非空格
空格
8
非*
/
*
4
换行
歹
OUT（SUB'”）
OUTSEM”）
OUT（LB””）
OUT（RB,””）
23
OUT（ADD,””
24
25
OUT（MUL,””）
I
/I'
/|1
!
1
29
其他
字母
i!
5
非/
6
字母,d
非字母和
d
<
18
\十一=
非=和＞
非d
C=0时OUT（ID,TOKEN
10
12
xd
14
亠亠"J
OUT（EQ,
2219-
C不=0时OUT（c,”
OUT（INT,”TOKE
OUT（LE,””）
OUT（NE,””）
OUT（LT,””）
OUT（GE,””）
OUT（GT,””）
2.流程图（或程序的基本框架）
开始
是否文件尾
/
N
£
/
//
/
/
/
除去空格换行符合无意义字符
/
:
1
:
L卜1
除去注释
1
£
1
1
1
识别ID或标识符
1
-
I
1
\
1
1
\
识别数字
1
\
\
\
\
\
\
识别符
口
号
*
3.代码
#define
_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#define
BEGIN1
#define
END2
#define
IF3
#define
THEN4
#define
ELSE5
#define
ID6
#define
INT7
#define
LT8
#define
LE9
#define
EQ10
#define
NE11
#define
GT12
#define
GE13
#define
ADD14
#define
SUB15
#define
MUL16
#define
DIV17
#define
SEM18
#define
LB19
#define
RB20
charTOKEN[20];
intlookup（char*）;//查找标识符
voidout（int,char*）;//输岀扫描结果
voidreport_error（）;//错误信息
//externintlookup（char*）;
intlookup（char*temp）{
if（strcmp（temp,"begin"）==0）returnBEGIN;
else
if（strcmp（temp,"end"）==0）returnEND
else
if（strcmp（temp,"if"）==0）returnIF;
else
if（strcmp（temp,"then"）==0）returnTHEN
else
if（strcmp（temp,"else"）==0）returnELSE
else
return0;
}
//externvoidout（int,char*）;
voidout（inta,char*s）{
switch（a）
{
case
BEGIN:
printf（
"<%s,%s>\n"
"BEGIN","begin"
case
break;
ENDprintf（
"<%s,%s>\n",
"END"
"end"）;
case
break;
IF:
printf（
break;
"<%s,%s>\n",
"IF",
"if"）;
case
THENprintf（
break;
"<%s,%s>\n"
"THEN","then"）;
case
case
ELSEprintf（break;
ID:
printf（
"<%s,%s>\n"
"<%s,%s>\n",
"ELSE","else"）;
"ID",s）;
case
break;
INT:
printf（
"<%s,%s>\n",
"INT"
s）;
case
break;
LT:
printf（
break;
"<%s,%s>\n",
"LT",
"<"）;
case
LE:
printf（
break;
"<%s,%s>\n",
"LE",
"<="）;
case
case
EQprintf（break;
NE:
printf（
"<%s,%s>\n",
"<%s,%s>\n",
"EQ",
"NE",
"="）;
"<>"）;
case
break;
GT:
printf（
"<%s,%s>\n",
"GT",
">"）;
case
break;
GEprintf（
"<%s,%s>\n",
"GE",
">="）;
break;
case
ADDprintf（
break;
"<%s,%s>\n",
"ADD"
"+"）;
case
SUBprintf（
break;
"<%s,%s>\n",
"SUB"
"-"）;
case
MULprintf（
"<%s,%s>\n",
"MUL"
"*"）;
case
break;
DIV:
printf（
"<%s,%s>\n",
"DIV"
"/"）;
case
break;
SEMprintf（
"<%s,%s>\n",
"SEM"
";"）;
case
break;
LB:
printf（
break;
"<%s,%s>\n",
"LB",
"（"）;
case
RB:
printf（
break;
"<%s,%s>\n",
"RB",
"）"）;
）；
default
break;
}
//externreport_error（void）;
voidreport_error（）{
printf（"未识别字符\n"）;
}
voidseanner_example（FILE*fp）{
charch;
inti=0,c;
ch=fgetc（fp）;
if（ch==''||ch=='\n'||ch==-1）return;//略掉空格，换行符和无意义字符
if（ch=='/'）//如果扫描到/
{
charch2=fgetc（fp）;//取下一个字符
if（ch2=='/'）//判断这个字符是不是/
{
printf（"//"）;//条件成立构成//注释
while（ch2=fgetc（fp））
{
printf（"%c",ch2）;//输岀信息调试用，要跳过，注释这行即可
if（ch2=='\n'）{break;}//到了行尾跳岀
}
}
elseif（ch2=='*'）//判断是否多行注释
{
printf（"/*"）;
while（ch2=fgetc（fp））
{
if（ch2=='*'）{//如果遇到*
ch2=fgetc（fp）;
if（ch2=='/'）break;//切下一个为/跳岀
}
else
{
printf（"%c",ch2）;//输岀信息调试用，要跳过，注释这行即可
}
}
printf（"*/\n"）;
return;
}
fseek（fp,-1,1）;//没成立的话、文件指针回退1
}
if（isalpha（ch））{//扫描字母
TOKEN[i]=ch;i++;
while（isalnum（ch））{//字母后面带数字的也是合法ID
TOKEN[i]=ch;i++;
ch=fgetc（fp）;
}
TOKEN[i]='\0';//给串打上结束符
fseek（fp,-1,1）;
strncpy（TOKEN,TOKEN+1,i）;//剪切字串，不要头个字符c=lookup（TOKEN）;//查找是否关键字并得到返回值
if（c==0）{
out（ID,TOKEN）;//不是关键字则输岀ID
}
else{out（c,""）;}//否则则输岀关键字
}
else
if（isdigit（ch））{//扫描数字
TOKEN[0]=ch;
ch=fgetc（fp）;i=1;
while（isdigit（ch））
{
TOKEN[i]=ch;i++;
ch=fgetc（fp）;
}
TOKEN[i]='\0';
fseek（fp,-1,1）;
out（INT,TOKEN）;
}
else//前面都不成立的话、则查看是不是符号
switch（ch）{
case'<':
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）out（LE,""）;
elseif（ch=='>'）out（NE""）;
else
{
fseek（fp,-1,1）;
out（LT,""）;
break;
case'=':
out（EQ""）;break;
case'>':
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）out（GE""）;
elseif（ch=='>'）out（NE""）;
else
{
fseek（fp,-1,1）;
out（GT""）;
}
break;
case'+'
case'-'
:
out（ADD""
:
out（SUB""
）;break;
）;break;
case'*'
:
out（MUL""
）;break;
case'/'
:
out（DIV,""
）;break;
case'（'
:
out（LB,""）
;break;
case'）'
:
out（RB""）
;break;
case';'
:
out（SEM""
）;break;
break;
default
:
report_error（）;
//报错
break;
}
return;
}
intmain（）{
FILE*fp;
fp=fopen（"d:
\\test.txt","r"）;
inttt;
while（!
feof（fp））//如果文件没到行尾则循环{
scanner_example（fp）;
}
return0;
}
测试文件:
结果:
心得:
经过这次实验，虽然在课堂上写的程序有许多缺陷，但回去后，我认真的重写了一遍，实现了要求的功能，并通过这次的实验，加深了对扫描器的理解。
实验二：
自顶向下分析：
LL
（1）分析方法
实验原理：
语法分析器的工作原理
实验内容：
1、了解语法分析的其中一种自顶向下分析方式LL
（1）；
2、学会构造LL
（1）分析表；
3、上机实现课本P120预测分析器的工作流程。
实验要求：
要求能对下列文法所产生的符号串进行语法分析：
1EE+T|E-T|T
2TT*F|T/F|F
3F（E）|num|id
对输入的符号在分析完之后，如果正确就报告，有误就停止。
实验步骤：
1、消除文法的左递归（①、②产生式）；
2、对消除左递规后的文法分别求出各FIRST集和FOLLOW集，再构造相应的LL
（1）分析表；
3、根据参考程序（见程序设计指导），实现预测分析器的工作流程。
程序设计指导：
1、本次实验要完成的程序功能为：
用程序实现预测分
析器的工作流程，根据不断地查找指定文法得出的
LL
（1）分析表，最终判断输入串是否符合该文法的语法要求；
2、首先，在本次实验的预习报告中要先完成实验步骤中的前面两条；
3、参考程序：
charstack[50];//分析栈chara[100];//输入器
gettop（stack）;//自己定义is_nonterminal（x）;//自己定义is_terminal（x）；//自己定义pop
（1）;//自己定义push（）;//自己定义
intLL1driver（void）
{
stack[0]='#';
stack[1]='E';//把初始符号移入空栈
/*输入指示器指向输入器的初始位置*/
while（！
stack_empty（））
x=gettop（stack）;/*取当前栈顶的符号x*/
/*取当前指示器指向的位置*/
if（is_nonterminal（x））
{
/*查LL（1分析表,对应有产生式：
xdyl…y2*/
if（查表成功）
{pop
（1）;//栈顶x出栈
push（）;/*把产生式右部的侯选式反序
（y2…y1）压入分析栈*/
}
elseprintf（"语法分析过程有误！
"）;//查表不成
功
}//endifelse
if（is_terminal（x）&&x=ai）
{pop
（1）;//栈顶x出栈
/*输入指示器向前推进一个位置*/}
else
if（x=ai=#）
printf（"success!
"）;
elseprintf（"error!
"）;
}//endwhile
}//endLLIdriver
1.消除文法的左递归（①、②产生式）；
1EE+T|ET|T
ETE'
E'+TE'TE'd
2TT*F|T/F|F
TFT'
T'*FT'|/FTd'|
3F（E）|num|id
2•对消除左递规后的文法分别求出各FIRST集和FOLLOW
集，再构造相应的LL
（1）分析表；
FIRST
FLOLLOW
E
{（,num,id}
{）,#}
E'
{+,-,£}
{）,#}
T
{（,num,id}
{+,-,）,#}
T'
{*,/,£}
{+,-,）,#}
F
{（,num,id}
{*,/,+,-,）,#}
num
id
+
-
*
/
（
）
#
E
ETE'
ETE
ETE
E'
E'+
TE'
E'-
TE'
E'
£
E'
£
T
TF
T'
TF
T'
TF
T'
T'
T
£
T
£
T*
FT'
T/
FT'
T
£
T
£
F
Fn
um
Fi
d
F（
E）
3.根据参考程序（见程序设计指导），实现预测分析器的工作流程。
#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
structanlysis
{
charvn;
charvt;
charrs[20];
}productions[19]={
},
{
'E'
'n'
"TX"
{
'E'
'i'
"TX"
},
{
'E'
'（'
"TX"
},
{
X
'+'
"+TX"
},
{
X
11
J-
"-TX"
},
{
X
'）'
""},
{
X
""},
{
'T'
'n'
"FY"
},
{
'T'
'i'
"FY"
},
{
'T'
'（'
"FY"
},
{
Y
'*'
5
"*F丫"
},
{
Y
7'
"/FY"},
{
Y
'+'
""},
{
Y
11
J-
""},
{
Y
'）'
""},
{
Y
'#'
""},
{
'F'
'n'
"n"},
{'F','i',"i"},
{'F','（',"（E）"},
}；
charstack[50],a[50],token[20];
chargettop（）|
{
chartop;|
intj=strlen（stack）-1;
top=stack[j];returntop;
}
intis_vn（charx）
{
inti,c;|
for（i=0;i<19;i++）
{
if（productions[i].vn==x）
{
c=1;
returnc;
}
}
c=0;
returnc;|
}
voidpop（）|
{
intj;
j=strlen（stack）-1;stack[j]='\0';
}
voidpush（）
{
strcat（stack,token）;
}
voidinv（）|
{
chartemp;
intn=strlen（token）;inti,j,m=（n-2）/2;for（i=0;i<=m;i++）{
j=n-1-i;
temp=token[i];
token[i]=token[j];
token[j]=temp;
}
}
void
LL1driver（
chara[]）
{
stack[0]=
#;
stack[1]='E';
printf（"\nstack=%s,a=%s",stack,a）;
intk=0;
charx;
do
{
start:
x=gettop（）;
if（is_vn（x））
{
for（inti=0;i<=19;i++）
{
if（（productions[i].vt==a[k]）&&（productions[i].vn==x））
{
for（intj=0;j<20;j++）
{
token[j]=productions[i].rs[j];
}
inv（）;
pop（）;
push（）;
printf（"\nstack=%s,a[k]=%c",stack,a[k]）;gotostart;
}
}
printf（"\nerror"）;
return;
}
else
if（x!
='#'）
{
if（a[k]==x）
pop（）；
a[k+1]）;
printf（"\nstack=%s,a[k]=%c",stack,
}
else
{
printf（"\nerror"）;
return;
}
}
else
if（a[k]=='#'&&x=='#'）
{
printf（"\nsuccess"）;
return;
}
elseprintf（"error"）;
k++;
}while（strlen（stack）!
=0）;
}
voidmain（）
{
printf（"pleaseinputstring:
"）;
scanf（"%s",a）;
LL1driver（a）;
getchar（）;
getchar（）;
运
升级会员 