西南交大编译原理课程设计词法分析器和语法分析器.docx
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西南交大编译原理课程设计词法分析器和语法分析器
编译原理
课程设计报告
院系
专业
年级
学号
姓名
西南交通大学信息科学与技术学院
2013年12月8日
课程设计一：
手工设计C语言的词法分析器
一、设计内容
手工设计c语言的词法分析器，结合状态转换图的原理完成对c语言源程序的基本单词的分析及提取，并设计相应的数据结构保存提取出来的单词。
以及对c语言中的保留字的处理策略，实现一个完整的C语言的词法分析器的编写。
二、设计目的
通过本实验的设计更具体的理解词法分析器的工作机制。
同时更理解C语言的结构体系。
从而更深刻的透析编译原理过程。
三、设计平台
1、硬件环境
（1）Intel（R）Core（TM）i3-2310MCPU@2.10GHz2.10GHz
（2）内存4G
2、软件环境
（1）Window8Professor
（2）VisualC++6.0开发软件
3、开发语言：
C语言。
四、需求分析：
词法分析程序又称词法分析器或词法扫描器。
可以单独为一个程序；也可以作为整个编译程序的一个子程序，当需要一个单词时，就调用此法分析子程序返回一个单词，这里，作为子程序
词法分析器的结构:
状态转换图的程序实现
为便于程序实现,假设每个单词间都有界符或运算符或空格隔开,并引入下面的全局变量及子程序:
1）ch存放最新读进的源程序字符
2）strToken存放构成单词符号的字符串
3）Buffer字符缓冲区
4）structkeyType存放保留字的符号和种别
五、概要设计
保留字表的设计结构：
基本功能状态转换：
六、详细设计
1.GETCHAR读一个字符到ch中
2.GETBC读一个非空白字符到ch中
3.CONCAT把CHAR中字符连接到strToken之后
4.LETTER判断CHAR中字符是否为字母
5.DIGIT判断ch中字符是否为数字
6.RESERVE用strToken中的字符串查找保留字表,并返回保留字种别码,若返回零,则非保留字
7.RETRACT把CHAR中字符回送到缓冲区
源程序：
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#include"conio.h"
#include"string.h"
#defineN47//保留字个数
charch='\0';//存放最新读进的源程序字符
charstrToken[20]="\0";//存放构成单词符号的字符串
charbuffer[257]="\0";//字符缓冲区
/*------------保留字结构-------------*/
structkeyType{
charkeyname[256];
intvalue;
}Key[N]={{"$ID",0},{"$INT",1},{"auto",2},{"break",3},{"case",4},
{"char",5},{"const",6},{"continue",7},{"default",8},{"do",9},
{"double",10},{"else",11},{"enum",12},{"extern",13},{"float",14},
{"for",15},{"goto",16},{"if",17},{"int",18},{"long",19},{"register",20},
{"return",21},{"short",22},{"signed",23},{"sizeof",24},{"static",25},
{"struct",26},{"switch",27},{"typedef",28},{"union",29},{"unsigned",30},
{"void",31},{"volatile",32},{"while",33},{"=",34},{"+",35},{"-",36},{"*",37},
{"/",38},{"%",39},{",",40},{";",41},{"（",42},{"）",43},{"?
",44},{"clear",45},{"#",46}};
/*-------------子过程-------------*/
voidGetChar（）//读一个字符到ch中
{inti;
if（strlen（buffer）>0）{
ch=buffer[0];
for（i=0;i<256;i++）
buffer[i]=buffer[i+1];
}
else
ch='\0';
}
voidGetBC（）//读一个非空白字符到ch中
{inti;
while（strlen（buffer））{
i=0;
ch=buffer[i];
for（;i<256;i++）buffer[i]=buffer[i+1];
if（ch!
=''&&ch!
='\n'&&ch!
='\0'）break;
}
}
voidConCat（）//把ch连接到strToken之后
{chartemp[2];
temp[0]=ch;
temp[1]='\0';
strcat（strToken,temp）;
}
boolLetter（）//判断ch是否为字母
{if（ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z'）
returntrue;
else
returnfalse;
}
boolDigit（）//判断ch是否为数字
{if（ch>='0'&&ch<='9'）
returntrue;
else
returnfalse;
}
intReserve（）//用strToken中的字符查找保留字表，并返回保留字种别码，若返回0，则非保留字
{inti;
for（i=0;iif（strcmp（strToken,Key[i].keyname）==0）
returnKey[i].value;
return0;
}
voidRetract（）//把ch中的字符回送到缓冲区
{inti;
if（ch!
='\0'）{
buffer[256]='\0';
for（i=255;i>0;i--）
buffer[i]=buffer[i-1];
buffer[0]=ch;
}
ch='\0';
}
/*----------词法分析器------------*/
keyTypeReturnWord（）
{strcpy（strToken,"\0"）;
intc;
keyTypetempkey;
GetBC（）;
if（ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z'）{
ConCat（）;
GetChar（）;
while（Letter（）||Digit（））{
ConCat（）;
GetChar（）;
}
Retract（）;
c=Reserve（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
if（c==0）
tempkey.value=0;
else
tempkey.value=Key[c].value;
}
elseif（ch>='0'&&ch<='9'）{
ConCat（）;
GetChar（）;
while（Digit（））{
ConCat（）;
GetChar（）;
}
Retract（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
tempkey.value=1;
}
else{
ConCat（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
tempkey.value=Reserve（）;
}
returntempkey;
}
/*-------------主函数-------------*/
intmain（）{
keyTypetemp;
strcpy（buffer,"if（a>0）a=b+c;"）;
printf（"buffer:
\n%s\n\t\t单词\t种别号\n",buffer）;
while（strlen（buffer））{
printf（"按任意键提出一个词：
"）;
getch（）;
temp=ReturnWord（）;
printf（"%s\t%d\n\n",temp.keyname,temp.value）;
}
printf（"theend!
\n"）;
return0;
}
七、测试
当输入字符“if（i>0）a=b+c”，当缓冲区接受这串字符后，通过调用词法分析子程序，可有如下的显示结果：
八、结束语
通过对C语言词法分析器的设计和编写，更加了解了编译程序在编译过程中的效用。
同时，也更加了解了C语言的结构。
对于词法分析器这一章的理论知识也有了较深入的理解。
课程设计二：
手工设计简单的语法分析器
一、设计内容
用算符优先分析方法设计一个分析解释程序，对输入的赋值语句、输出语句、清除语句进行词法分析、语法分析、表达式求值并存储于指定变量中；若存在错误，提示错误相关信息。
二、设计目的
了解掌握算符优先分析的基本方法、内容；
学会科学思考并解决问题，提高程序设计能力。
三、设计平台
1、硬件环境
（1）Intel（R）Core（TM）i3-2310MCPU@2.10GHz2.10GHz
（2）内存4G
2、软件环境
（1）Window8Professor
（2）VisualC++6.0开发软件
3、开发语言：
C语言。
四、需求分析：
语法分析的任务:
把单词符号作为基本单位,分析程序是否为合法的程序.
算符优先分析法是自下而上的语法分析方法，即根据文法,对输入字串进行归约,若能正确地归约为文法的初始符号,则表示输入字串是合法的.
该试验主要研究对输入的赋值语句、输出语句、清除语句进行词法分析、语法分析、表达式求值并存储于指定变量中；若存在错误，提示错误相关信息。
文法表示：
S→v=E|E?
|clear
E→E+T|E-T|T
T→T*F|T/F|F
F→（E）|v|c
五、概要设计
单词种别码设计：
符号
种别码
=
1
？
2
+
3
-
4
*
5
/
6
（
7
）
8
v
9
c
10
clear
11
#
12
N
13
六、详细设计
1.优先关系矩阵：
intpriority[NUM][NUM]
2.单词种别码结构：
structWordType
3.变量表中的元素结构：
structVarWord
4.变量表结构：
structVarTable
5.归约栈：
mainStack
6.单词串：
wordStack
7.输入串转化成单词串：
GetwordStack（）
8.从单词串中取单词：
GetWord（）
9.清空单词串和归约栈：
ClearwordStack（）、ClearmainStack（）
10.查看变量在变量
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