LR分析实验报告.docx
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LR分析实验报告
学号:
E专业:
计算机科学与技术二班姓名:
杨雨露
实验日期:
2012/5/25教师签字:
成绩:
《编译原理》
课程实验报告
Word上实验四:
LR分析
引言..............................................................1
第一章概述....................................................2
设计题目及内容.............................................2
设计环境...................................................2
第二章设计的基本原理..........................................3
LR分析器的基本理..........................................3
LR分析器工作过程算法......................................3
第三章程序设计................................................5
总体方案设计..............................................5
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
第一章概述
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++
实现语言：
C语言
第二章设计的基本原理
2．1基本原理
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。
第三章程序设计
3．1总体设计方案
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。
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
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（）。
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）
流程图
LR分析器设计流程图
附录
程序源代码
一：
头文件
h
#include<>
#include<>
#defineMAX20
typedefstruct{
charstack[MAX];
inttop;
}symbol_instr;
;
for（j=0;j{
pop（status_p）;
pop（symbol_p）;
}
push（instr_p,r[i-21].x）;
action（status_p,symbol_p,instr_p）;
}
}
intmain（）
{
charx;
//分配空间
status*status_p;
symbol_instr*symbol_p,*instr_p;
status_p=（status*）malloc（sizeof（status））;
symbol_p=（symbol_instr*）malloc（sizeof（symbol_instr））;
instr_p=（symbol_instr*）malloc（sizeof（symbol_instr））;
//初始化各栈
init_stack（status_p）;
init_stack（symbol_p）;
init_stack（instr_p）;
//压进栈初始元素
push（status_p,0）;//
push（symbol_p,'#'）;//
//输入表达式
printf（"\n请输入要规约的输入串，各字符之间不能有空格，以'#'字符结束!
\n"）;
printf（"===========Expression="）;
//先将输入串压进符号栈
do{
scanf（"%c",&x）;
push（symbol_p,x）;
}while（x!
='#'）;
//然后由符号栈弹出，压进输入栈
while（symbol_p->top!
=0）
{
x=pop（symbol_p）;
push（instr_p,x）;
}
printf（"\n\n"）;
//打印框架
printf（"\n状态栈==============符号栈==============输入串\n"）;
print（status_p,symbol_p,instr_p）;//打印初始分析表
//移进，规约，并打印每一步分析过程
action（status_p,symbol_p,instr_p）;
return0;
}
程序测试截图
图
（1）
图
（2）
图（3）
经过各种不同的输入表达式进行测试，测试结果准确无误。
完全符号设计要求。
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