编译原理实验报告.docx
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编译原理实验报告
《编译原理》
实
验
报
告
学号：
1441901105
姓名：
谢卉
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、词法分析实验设计思想及算法
1、主程序设计考虑：
◆程序的说明部分为各种表格和变量安排空间。
在具体实现时，将各类单词设计成结构和长度均相同的形式，较短的关键字后面补空。
k数组------关键字表，每个数组元素存放一个关键字（事先构造好关键字表）。
s数组------存放分界符表（可事先构造好分界符表）。
为了简单起见，分界符、算术运算符和关系运算符都放在s表中（编程时，应建立算术运算符表和关系运算符表，并且各有类号），合并成一类。
id和ci数组分别存放标识符和常数。
instring数组为输入源程序的单词缓存。
outtoken记录为输出内部表示缓存。
还有一些为造表填表设置的变量。
◆主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造k表；再输入分界符等造p表。
◆主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。
每个循环处理一个单词；接收键盘上送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。
例如，把每一单词设计成如下形式:
（type,pointer）
其中type指明单词的种类，例如：
Pointer指向本单词存放处的开始位置。
还有一些为造表填表设置的变量。
◆主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造k表；再输入分界符等造p表。
◆主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。
每个循环处理一个单词；接收键盘上送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。
例如，把每一单词设计成如下形式:
（type,pointer）
其中type指明单词的种类，例如：
Pointer指向本单词存放处的开始位置。
词法分析设计流程图
2、词法分析过程考虑
◆根据输入单词的第一个字符（有时还需读第二个字符），
判断单词类，产生类号：
以字符k表示关键字；id表示标识符；
ci表示常数；s表示分界符。
◆对于标识符和常数，需分别及标识符表和常数表中已登记的元素相比较，如表中已有该元素，则记录其在表中的位置，如未出现过，将标识符按顺序填入数组id中，将常数变为二进制形式存入数组中ci中，并记录其在表中的位置。
lexical过程中嵌有两个小过程：
一个名为getchar，其功能为从instring中按顺序取出一个字符，并将其指针pint加1；另一个名为error，当出现错误时，调用这个过程，输出错误编号。
◆要求：
所有识别出的单词都用两个字节的等长表示，称为内部码。
第一个字节为t，第二个字节为i。
t为单词的种类。
关键字的t=１；分界符的t=２；算术运算符的t=３；关系运算符的t=４；无符号数的t=５；标识符的t=６。
i为该单词在各自表中的指针或内部码值。
表1为关键字表；表2为分界符表；表3为算术运算符的i值；表4为关系运算符的i值。
取字符和统计字符行列位置子程序
四、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）
五、实验步骤
1、根据流程图编写出各个模块的源程序代码上机调试。
2、编制好源程序后，设计若干用例对系统进行全面的上机测试，并通过所设计的词法分析程序；直至能够得到完全满意的结果。
3、书写实验报告；实验报告正文的内容：
◆功能描述：
该程序具有什么功能？
◆程序结构描述：
函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能；函数之间的调用关系图。
◆详细的算法描述（程序总体执行流程图）。
◆给出软件的测试方法和测试结果。
◆实验总结（设计的特点、不足、收获及体会）。
六、实验代码
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineMAX10000
structWordString
{
stringWord;//单词
intcategory;//类别
};
char*key[7]={"int","for","while","do","return","break","continue"};//关键字
WordStringwords[MAX];//创建一个单词符号串
stringtext;//读入的文本存入text中
stringword;//分割出的单词用word表示
intlength;//字符个数
intk;//总单词个数
char*fenhao[1]={";"};
introwx;
introwy;
voidscan（）
{
inti,j;
k=0;
word="";
for（i=0;i<=length-1;i++）
{
if（word!
=""）{
if（（（word[0]>='A'）&&（word[0]<='Z'））||（（word[0]>='a'）&&（word[0]<='z'）））//首字符是字母
{
if（（（text[i]>='A'）&&（text[i]<='Z'））||（（text[i]>='a'）&&（text[i]<='z'））||（（text[i]>=48）&&（text[i]<=57）））
{
word+=text[i];
}
else
{
words[k].Word=word;
for（j=0;j<7;j++）
{
if（words[k].Word==key[j]）
{
words[k].category=1;//表示关键字
break;
}
elseif（j==6）
words[k].category=2;//表示标识符
}
k++;
word="";
i--;
}
}
elseif（word[0]==','||word[0]=='{'||word[0]=='}'||word[0]=='（'||word[0]=='）'）//首字符是界限符
{
words[k].Word=word;
words[k].category=5;//表示界限符
k++;
word="";
i--;
}
elseif（word[0]==';'）
{
words[k].Word=word;
words[k].category=7;//表示界限符
k++;
word="";
i--;
}
elseif（word[0]=='+'||word[0]=='-'||word[0]=='*'||word[0]=='/'||word[0]=='='||word[0]=='>'||word[0]=='<'||word[0]=='!
'）//首字符是运算符
{
if（text[i]=='='）
{
word+=text[i];
words[k].Word=word;
words[k].category=4;//表示运算符
k++;
word="";
}
else
{
words[k].Word=word;
words[k].category=4;//表示运算符
k++;
word="";
i--;
}
}
elseif（word[0]>=48&&word[0]<=57）//首字符是数字
{
if（text[i]>=48&&text[i]<=57）
{
word+=text[i];
}
elseif（（text[i]>='A'&&text[i]<='Z'）||（text[i]>='a'&&text[i]<='z'））
{
word+=text[i];
words[k].category=6;//表示出错，标识符以数字开头
}
else
{
words[k].Word=word;
if（words[k].category!
=6）
words[k].category=3;//表示常数
k++;
word="";
i--;
}
}
}
else
{
if（text[i]!
=10&&text[i]!
=32&&text[i]!
=9）
{
word+=text[i];
}
}
}
}
intmain（）
{
introwx=1,rowy=1;
FILE*fp;//文件指针
fp=fopen（"F:
//text.txt","r"）;//打开文件
if（fp==NULL）
{
printf（"文件打开错误\n"）;
exit（0）;
}
inti=0;
while（!
feof（fp））//判断是否到文件结尾
{
text+=fgetc（fp）;
i++;
}
length=i;//text最后一个字符是空字符
fclose（fp）;//关闭文件
scan（）;
printf（"\t—————————词法分析器—————————\n"）;
printf（"\t单词\t\t类型\t\t二元序列\t坐标\n"）;
for（i=0;i{
if（words[i].category==1）
{
printf（"\t%s\t\t关键字\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
}
if（words[i].category==2）
{
printf（"\t%s\t\t标识符\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
}
if（words[i].category==3）
{
printf（"\t%s\t\t常数\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
}
if（words[i].category==4）
{
printf（"\t%s\t\t运算符\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
}
if（words[i].category==5）
{
printf（"\t%s\t\t分界符\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
}
if（words[i].category==7）
{
printf（"\t%s\t\t分界符\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
rowx=1;
rowy+=1;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
}
if（words[i].category==6）
{
printf（"\t%s\t\tEorror\t\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
}
}
/*switch（words[i].category）
{
case1:
printf（"%s\t关键字\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
rowx+=1;
break;
case2:
printf（"%s\t标识符\t",words[i].Word.c_str（））;
printf（"（%d,%s）\t",words[i].category,words[i].Word.c_str（））;
if（word==";"）
{
rowy++;
rowx=1;
}
printf（"（%d,%d）\n",rowx,rowy）;
break;
}*/
getchar（）;
return0;
}
七、实验结果
实验二LL
（1）分析法
实验学时：
2
实验类型：
综合
实验要求：
必修
一、实验目的
通过完成预测分析法的语法分析程序，了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。
使学生了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法，训练学生掌握开发应用程序的基本方法。
有利于提高学生的专业素质，为培养适应社会多方面需要的能力。
二、实验内容
◆根据某一文法编制调试LL
（1）分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。
◆构造预测分析表，并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分析程序。
◆分析法的功能是利用LL
（1）控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号以及LL
（1）分析表，对输入符号串自上而下的分析过程。
三、LL
（1）分析法实验设计思想及算法
◆模块结构：
（1）定义部分：
定义常量、变量、数据结构。
（2）初始化：
设立LL
（1）分析表、初始化变量空间（包括堆栈、结构体、数组、临时变量等）；
（3）控制部分：
从键盘输入一个表达式符号串；
（4）利用LL
（1）分析算法进行表达式处理：
根据LL
（1）分析表对表达式符号串进行堆栈（或其他）操作，输出分析结果，如果遇到错误则显示错误信息。
四、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、如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息。
3、对下列文法，用LL
（1）分析法对任意输入的符号串进行分析：
（1）E->TG
（2）G->+TG|—TG
（3）G->ε
（4）T->FS
（5）S->*FS|/FS
（6）S->ε
（7）F->（E）
（8）F->i
输出的格式如下：
五、实验步骤
1、根据流程图编写出各个模块的源程序代码上机调试。
2、编制好源程序后，设计若干用例对系统进行全面的上机测试，并通过所设计的LL
（1）分析程序；直至能够得到完全满意的结果。
3、书写实验报告；实验报告正文的内容：
◆写出LL
（1）分析法的思想及写出符合LL
（1）分析法的文法。
◆程序结构描述：
函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能；函数之间的调用关系图。
◆详细的算法描述（程序执行流程图）。
◆给出软件的测试方法和测试结果。
◆实验总结（设计的特点、不足、收获及体会）。
六、实验代码
//ConsoleApplication1.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
#include
charA[20];/*分析栈*/
charB[20];/*剩余串*/
charv1[20]={'i','+','*','（','）','#'};/*终结符*/
charv2[20]={'E','G','T','S','F'};/*非终结符*/
intj=0,b=0,top=0,l;/*L为输入串长度*/
typedefstructtype/*产生式类型定义*/
{
charorigin;/*大写字符*/
chararray[5];/*产生式右边字符*/
intlength;/*字符个数*/
}type;
typee,t,g,g1,s,s1,f,f1;/*结构体变量*/
typeC[10][10];/*预测分析表*/
voidprint（）/*输出分析栈*/
{
inta;/*指针*/
for（a=0;a<=top+1;a++）
printf（"%c",A[a]）;
printf（"\t\t"）;
}/*print*/
voidprint1（）/*输出剩余串*/
{
intj;
for（j=0;jprintf（""）;
for（j=b;j<=l;j++）
printf（"%c",B[j]）;
printf（"\t\t\t"）;
}/*print1*/
voidmain（）
{
intm,n,k=0,flag=0,finish=0;
charch,x;
typecha;/*用来接受C[m][n]*/
/*把文法产生式赋值结构体*/
e.origin='E';
strcpy（e.array,"TG"）;
e.length=2;
t.origin='T';
strcpy（t.array,"FS"）;
t.length=2;
g.origin='G';
strcpy（g.array,"+TG"）;
g.length=3;
g1.origin='G';
g1.array[0]='^';
g1.length=1;
s.origin='S';
strcpy（s.array,"*FS"）;
s.length=3;
s1.origin='S';
s1.array[0]='^';
s1.length=1;
f.origin='F';
strcpy（f.array,"（E）"）;
f.length=3;
f1.origin='F';
f1.array[0]='i';
f1.length=1;
for（m=0;m<=4;m++）/*初始化分析表*/
for（n=0;n<=5;n++）
C[m][n].origin='N';/*全部赋为空*/
/*填充分析表*/
C[0][0]=e;C[0][3]=e;
C[1][1]=g;C[1][4]=g1;C[1][5]=g1;
C[2][0]=t;C[2][3]=t;
C[3][1]=s1;C[3][2]=s;C[3][4]=C[3][5]=s1;
C[4][0]=f1;C[4][3]=f;
printf（"提示:
本程序只能对由'i','+','*','（','）'构成的以'#'结束的字
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