编译原理实验报告三.docx
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编译原理实验报告三
实验三语义分析程序实现
一、实验目的与要求
在实现词法、语法分析程序的基础上，编写相应的语义子程序，进行语义处理，加深对语法制导翻译原理的理解，进一步掌握将语法分析所识别的语法范畴变换为某种中间代码（四元式）的语义分析方法，并完成相关语义分析器的代码开发。
二、一般实现方法
语法制导翻译模式是在语法分析的基础上，增加语义操作来实现的，实际上是对前后文无关文法的一种扩展。
一般而言，首先需要根据进行的语义分析工作，完成对给定文法的必要拆分和语义动作的编写，从而为每一个产生式都配备相应的语义子程序，以便在进行语法分析的同时进行语义解释。
即在语法分析过程中，每当用一个产生式进行推导或归约时，语法分析程序除执行相应的语法分析动作之外，还要调用相应的语义子程序，以便完成生成中间代码、查填有关表格、检查并报告源程序中的语义错误等工作。
每个语义子程序需指明相应产生式中各个符号的具体含义，并规定使用该产生式进行分析时所应采取的语义动作。
这样，语法制导翻译程序在对源程序从左到右进行的一遍扫描中，既完成语法分析任务，又完成语义分析和中间代码生成方面的工作。
本实验要求从编译器的整体设计出发，重点通过对实验二中语法分析程序的扩展，完成一个编译器前端程序的编写、调试和测试工作，形成一个将源程序翻译为中间代码序列的编译系统。
三、实验内容
基本实验题目：
对文法G2[<算术表达式>]中的产生式添加语义处理子程序，完成运算对象是简单变量（标识符）和无符号数的四则运算的计值处理，将输入的四则运算转换为四元式形式的中间代码。
输入：
包含测试用例（由标识符、无符号数和+、−、*、/、（、）构成的算术表达式）的源程序文件。
输出：
将源程序转换为中间代码形式表示，并将中间代码序列输出到文件中。
若源程序中有错误，应指出错误信息。
五、源程序
#include
#include
#include
#include
#include
#defineUNKNOWN-1
#defineLB0
#defineRB1
#definePL2
#defineMI3
#defineMU4
#defineDI5
#defineUCON6//Supposetheclassnumberofunsignedconstantis7
#defineOVER
#defineLT8
#defineLE9
#defineEQ10
#defineNE11
#defineGT12
#defineGE13
#defineIS19//14至18被五个关键字占用
#defineID20
#defineMAX_KEY_NUMBER20/*关键字的数量*/
#defineKEY_WORD_END"waitingforyourexpanding"/*关键字结束标记*/
char*KeyWordTable[MAX_KEY_NUMBER]={"begin","end","if","then","else",KEY_WORD_END};
charTOKEN[20]="";//存储已扫描的单词
charch='';//用于存储带判断的字符
introw=1;
////////////////////////无符号数部分
#defineDIGIT1
#definePOINT2
#defineOTHER3
#definePOWER4
#definePLUS5
#defineMINUS6
#defineClassOther200
#defineEndState-1
intindex=0;
intw,n,p,e,d;
intClass;//Usedtoindicateclassoftheword
intICON;
floatFCON;
staticintCurrentState;//Usedtopresentcurrentstate,theinitialvalue:
0
////////////////////////语法分析部分
////////////////////////产生式
//1、E->E+T2、E->E-T3、E->T4、T->T*F5、T->T/F6、T->F7、F->（E）8、F->i
#defineSMAX256
///////////////////////goto表的列项
#defineE0
#defineT1
#defineF2
intStateStack[SMAX];//状态栈
intStackPoint;//状态栈指针
intTopState;//作为状态栈盏栈顶指针
intInputWordType;//输入的单词类型
////////////////（）+-*/i#
charAction[16][8][4]={"s4","","","","","","s5","",
"","","s6","s7","","","","A",
"","r3","r3","r3","s8","s9","","r3",
"","r6","r6","r6","r6","r6","","r6",
"s4","","","","","","s5","",
"","r8","r8","r8","r8","r8","","r8",
"s4","","","","","","s5","",
"s4","","","","","","s5","",
"s4","","","","","","s5","",
"s4","","","","","","s5","",
"","s15","s6","s7","","","","",
"","r1","r1","r1","s8","s9","","r1",
"","r2","r2","r2","s8","s9","","r2",
"","r4","r4","r4","r4","r4","","r4",
"","r5","r5","r5","r5","r5","","r5",
"","r7","r7","r7","r7","r7","","r7",};//action表
//ETF
intGoto[16][3]={{1,2,3},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{10,2,3},
{-1,-1,-1},
{-1,11,3},
{-1,12,3},
{-1,-1,13},
{-1,-1,14},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},};//goto表
////////////////////////语义分析部分
#definePMAX5//define后面不加括号，定义产生式符号属性字符串的长度
intNXQ=0;/*全局变量NXQ用于指示所要产生的下一个四元式的编号*/
intNXTemp=1;//整型变量NXTemp指示临时变量的编号
intSentenceCount=1;//存放文件中句子的个数
structQUATERNION/*四元式表的结构*/
{
charop[PMAX];/*操作符*/
chararg1[PMAX];/*第一个操作数*/
chararg2[PMAX];/*第二个操作数*/
charresult[PMAX];/*运算结果*/
}pQuad[256];/*存放四元式的数组*/
charEBracket_Place[PMAX];//（E）的语义属性
chari_Place[PMAX];
charE_Place[PMAX];
charT_Place[PMAX];
charF_Place[PMAX];
intEXCUTE（intstate,intsymbol,FILE*fp,charJudgeStr[],introw,intindex）;
intGetChar（charch）;
intHandleError（charStrJudge[],introw）;
intPush（intState）;
intPop（intcount）;
intSLRControl（FILE*fp）;
voidGEN（char*Op,char*Arg1,char*Arg2,char*Result）;
char*NewTemp（void）;
voidNextSentence（FILE*fp）;//当语法或者词法产生错误的时候，跳过当前错误的句子，将文件指针指向下一个句子的开始
////////////////////////查保留字表，判断是否为关键字
intlookup（char*token）
{
intn=0;
while（strcmp（KeyWordTable[n],KEY_WORD_END））//strcmp比较两串是否相同，若相同返回0
{
if（!
strcmp（KeyWordTable[n],token））//比较token所指向的关键字和保留字表中哪个关键字相符
{
returnn+1;//根据单词分类码表I，设置正确的关键字类别码，并返回此类别码的值
break;
}
n++;
}
return6;//单词不是关键字，而是标识符
}
////////////////////////输出分析结果
voidout（inti,char*pStr）
{
charMnemonic[5];
if（0==i）
{
strcpy（Mnemonic,"LB"）;
}
elseif（1==i）
{
strcpy（Mnemonic,"RB"）;
}
elseif（2==i）
{
strcpy（Mnemonic,"PL"）;
}
elseif（3==i）
{
strcpy（Mnemonic,"MI"）;
}
elseif（4==i）
{
strcpy（Mnemonic,"MU"）;
}
elseif（5==i）
{
strcpy（Mnemonic,"DI"）;
}
elseif（6==i）
{
strcpy（Mnemonic,"UCON"）;
}
elseif（7==i）
{
strcpy（Mnemonic,"OVER"）;
}
elseif（8==i）
{
strcpy（Mnemonic,"LT"）;
}
elseif（9==i）
{
strcpy（Mnemonic,"LE"）;
}
elseif（10==i）
{
strcpy（Mnemonic,"EQ"）;
}
elseif（11==i）
{
strcpy（Mnemonic,"NE"）;
}
elseif（12==i）
{
strcpy（Mnemonic,"GT"）;
}
elseif（13==i）
{
strcpy（Mnemonic,"GE"）;
}
elseif（14==i）
{
strcpy（Mnemonic,"BEGIN"）;
}
elseif（15==i）
{
strcpy（Mnemonic,"END"）;
}
elseif（16==i）
{
strcpy（Mnemonic,"IF"）;
}
elseif（17==i）
{
strcpy（Mnemonic,"THEN"）;
}
elseif（18==i）
{
strcpy（Mnemonic,"ELSE"）;
}
elseif（19==i）
{
strcpy（Mnemonic,"IS"）;
}
elseif（20==i）
{
strcpy（Mnemonic,"ID"）;
}
else
{
strcpy（Mnemonic,"UnkownType"）;
}
printf（"（%s）对应%s\n",Mnemonic,pStr）;
}
////////////////////////报错部分
voidreport_error（introw）
{
printf（"%s无法识别的单词!
Inthe%drow\n",TOKEN,row）;
}
////////////////////////扫描程序部分
voidscanner（FILE*fp）
{
inti,c;
fseek（fp,-1,1）;//首先回溯一个字符，就是将文件所有的字符都在scanner内部判断，外部while循环不会浪费任何字符
ch=fgetc（fp）;//scanner中要想判断字符，必须开头先读一个字符
while（''==ch||'\n'==ch||'\t'==ch）//消耗文件中空字符串
{
if（'\n'==ch）
{
row++;
}
ch=fgetc（fp）;
}
if（EOF==ch）
{
return;
}
if（isalpha（ch））/*itmustbeaidentifer!
*/
{
TOKEN[0]=ch;ch=fgetc（fp）;i=1;
while（isalnum（ch））
{
TOKEN[i]=ch;i++;
ch=fgetc（fp）;
}
TOKEN[i]='\0';
fseek（fp,-1,1）;/*retract*/
c=lookup（TOKEN）;
if（c!
=6）out（c+13,TOKEN）;elseout（c+14,TOKEN）;//此处加13或者14因为一些常量的定义产生冲突，被迫修改以适应
}
elseif（isdigit（ch）||'.'==ch）
{
fseek（fp,-1,1）;//回溯一个字符，为下面循环内部使用先读字符后判断的格式。
intType;
CurrentState=0;
i=0;
do
{
ch=fgetc（fp）;
TOKEN[i]=ch;
i++;
TOKEN[i]='\0';
Type=GetChar（ch）;
EXCUTE（CurrentState,Type,fp,TOKEN,row,i）;
}while（CurrentState!
=EndState）;
}else
switch（ch）
{
case'<':
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）out（LE,"<="）;
elseif（ch=='>'）out（NE,"<>"）;
else
{
out（LT,"<"）;
}
break;
case'=':
{
ch=fgetc（fp）;
if（'='==ch）
{
out（EQ,"=="）;
}
else
{
out（IS,"="）;
}
}
break;
case'>':
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）out（GE,">="）;
else
{
out（GT,">"）;
}
break;
case'+':
{
InputWordType=PL;
out（PL,"+"）;
}
break;
case'-':
{
InputWordType=MI;
out（MI,"-"）;
}
break;
case'*':
{
InputWordType=MU;
out（MU,"*"）;
}
break;
case'/':
{
InputWordType=DI;
out（DI,"/"）;
}
break;
case'（':
{
InputWordType=LB;
out（LB,"（"）;
}
break;
case'）':
{
InputWordType=RB;
out（RB,"）"）;
}
break;
case'#':
{
InputWordType=OVER;
out（OVER,"#"）;
}
break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;
report_error（row）;
}break;
}
return;
}
/////////////////////////无符号数判断矩阵执行程序
intEXCUTE（intstate,intsymbol,FILE*fp,charJudgeStr[],introw,intindex）//row用于指示出错的行数，index用于为待输出的字符串赋结束符‘\0’时用
{
switch（state）
{
case0:
switch（symbol）
{
caseDIGIT:
n=0;p=0;e=1;w=d;CurrentState=1;Class=UCON;break;
casePOINT:
w=0;n=0;p=0;e=1;CurrentState=3;Class=UCON;break;
default:
{
Class=ClassOther;
CurrentState=EndState;
InputWordType=UNKNOWN;
printf（"无符号数的第一个字符是非法的！
\n"）;
}
}
break;
case1:
switch（symbol）
{
caseDIGIT:
w=w*10+d;break;//CurrentState=1
casePOINT:
CurrentState=2;break;
casePOWER:
CurrentState=4;break;
default:
{
if（ch!
=EOF）//如果是因为读到文件结束字符而终止识别（是正确识别一个无符号数结束），就不应该回退，否则可能造成死循环
{
fseek（fp,-1,1）;//遇到其他的字符，可能是一条语句中的其他字符，需后退，因为主函数外层循环每次都要读一个字符进行判断，而这个判读不回溯，所以在内部把这个多读的字符回溯
}
ICON=w;CurrentState=EndState;
JudgeStr[index-1]='\0';
InputWordType=UCON;
printf（"（UCON,%i）对应%s\n",ICON,JudgeStr）;
}break;
}
break;
case2:
switch（symbol）
{
caseDIGIT:
n++;w=w*10+d;break;
casePOWER:
CurrentState=4;break;
default:
{
if（ch!
=EOF）
{
fseek（fp,-1,1）;
}
FCON=w*pow（10,e*p-n）;CurrentState=EndState;
JudgeStr[index-1]='\0';
InputWordType=UCON;
printf（"（UCON,%f）对应于%s\n",FCON,JudgeStr）;
}
}
break;
case3:
switch（symbol）
{
caseDIGIT:
n++;w=w*10+d;CurrentState=2;break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;
HandleError（JudgeStr,row）;CurrentState=EndState;
}
}
break;
case4:
switch（symbol）
{
caseDIGIT:
p=p*10+d;CurrentState=6;break;
caseMINUS:
e=-1;CurrentState=5;break;
casePLUS:
CurrentState=5;break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;
HandleError（JudgeStr,row）;CurrentState=EndState;
}
}
break;
case5:
switch（symbol）
{
caseDIGIT:
p=p*10+d;CurrentState=6;break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;//判断一个无符号数的最后一个字符应该都是多余读取的，所以为了防止引起后面再次判断下一无符号数时产生呑字符的现象，都应该回溯一个字符
HandleError（JudgeStr,row）
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