编译原理 实验一 词法分析程序开发.docx
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编译原理实验一词法分析程序开发
集美大学计算机工程学院实验报告
课程名称：
编译原理
指导教师：
付永钢
实验成绩：
实验编号：
实验一
实验名称：
词法分析程序开发
班级：
计算1214
姓名：
学号：
上机实践日期：
2014.11
上机实践时间：
4学时
一、实验目的
1、深入理解有限自动机及其应用；
2、掌握词法分析程序的开发。
；
3、掌握根据语言的词法规则构造识别其单词的有限自动机的方法；
4、深入理解词法分析程序自动生成原理。
二、实验环境
Windows7x64、VC6.0
三、实验原理
词法分析是编译过程的第一阶段。
它的任务就是对输入的字符串形式的源程序按顺序进行扫描，根据源程序的词法规则识别具有独立意义的单词（符号），并输出与其等价的Token序列。
有限自动机是描述程序设计语言单词构成的工具，而状态转换图是有限自动机的比较直观的描述方法。
我们使用确定的有限状态自动机，简记为DFA。
PL/0的语言的词法分析器将要完成以下工作：
（1）跳过分隔符（如空格，回车，制表符）；
（2）识别诸如begin，end，if，while等保留字；
（3）识别非保留字的一般标识符，此标识符值（字符序列）赋给全局量id，而全局量sym赋值为SYM_IDENTIFIER。
（4）识别数字序列，当前值赋给全局量NUM，sym则置为SYM_NUMBER；
（5）识别:
=，<=，>=之类的特殊符号，全局量sym则分别被赋值SYM_BECOMES，SYM_LEQ，SYM_GEQ等。
相关过程（函数）有getsym（），getch（），其中getch（）为获取单个字符的过程，除此之外，它还完成：
（1）识别且跳过行结束符；
（2）将输入源文件复写到输出文件；
（3）产生一份程序列表，输出相应行号或指令计数器的值。
下面给出能够识别PL0语言中各类单词的DFA：
根据语言的词法规则构造出识别其单词的确定有限自动机DFA,仅仅是词法分析程序的一个形式模型，距离词法分析程序的真正实现还有一定的距离。
状态转换图的程序实现通常是采用直接转向法。
直接转向法又称为程序中心法，是把状态转换图看成一个流程图，从状态转换图的初态开始，对它的每一个状态结点都编写一段相应的程序。
四、实验步骤
1、用自动生成工具LEX生成上述给定DFA所对应的PL0语言的词法分析程序
①在txt文档中编写lex文件test1.l
②在命令行下执行命令flex解析test.l文件，自动生成lex.yy.c文件
③在C环境编译lex.yy.c，生成可执行文件lex.yy.exe对测试用例进行测试
2、根据DFA在C环境下构造词法分析器对测试用例进行测试
五、实验结果
测试程序：
proceduredivide;
varw;
begin
r:
=x;q:
=0;w:
=y;
end
1、自动生成工具LEX测试：
2、C环境分析器测试：
六、实验小结
1、通过本次实验，对有限自动机及其应用有了进一步的了解，对词法分析程序的开发有了一定的认识；
2、第一次使用自动生成工具LEX，对LEX语法不熟悉，通过查阅网上资料，词法分析程序自动生成原理有了一定的认识，能够基本完成本实验的需求，同时对本课程的实际意义也有了全面的理解；
3、在通过C语言编写词法分析器的过程中，用二维数组构造分析表，但是不断出现栈溢出问题，后将分析表缩小，仅存保留字，对其他符号逐一判断，实现本实验要求词法分析器；
4、利用C语言构造词法分析器，考虑到分隔符问题，在本次实验中，仅考虑了‘\n’、‘\t’、空格、以及‘；’，凡不以这四个字符结束的串都被视为错误。
程序代码：
1、LEX：
digit[0-9]
letter[A-Za-z]
id（{letter}|[_]）（{letter}|{digit}|[_]）*
%%
[|\t|\n]+
"var"{printf（"21,\"%s\"\n",yytext）;}
"if"{printf（"22,\"%s\"\n",yytext）;}
"then"{printf（"23,\"%s\"\n",yytext）;}
"else"{printf（"24,\"%s\"\n",yytext）;}
"while"{printf（"25,\"%s\"\n",yytext）;}
"for"{printf（"26,\"%s\"\n",yytext）;}
"begin"{printf（"27,\"%s\"\n",yytext）;}
"writeln"{printf（"28,\"%s\"\n",yytext）;}
"procedure"{printf（"29,\"%s\"\n",yytext）;}
"end"{printf（"30,\"%s\"\n",yytext）;}
{id}{printf（"1,\"%s\"\n",yytext）;}
{digit}+{printf（"2,\"%s\"\n",yytext）;}
"+"{printf（"3,\"%s\"\n",yytext）;}
"-"{printf（"4,\"%s\"\n",yytext）;}
"*"{printf（"5,\"%s\"\n",yytext）;}
"/"{printf（"6,\"%s\"\n",yytext）;}
"="{printf（"7,\"%s\"\n",yytext）;}
">"{printf（"8,\"%s\"\n",yytext）;}
"<"{printf（"9,\"%s\"\n",yytext）;}
"<>"{printf（"10,\"%s\"\n",yytext）;}
"<="{printf（"11,\"%s\"\n",yytext）;}
">="{printf（"12,\"%s\"\n",yytext）;}
"（"{printf（"13,\"%s\"\n",yytext）;}
"）"{printf（"14,\"%s\"\n",yytext）;}
"{"{printf（"15,\"%s\"\n",yytext）;}
"}"{printf（"16,\"%s\"\n",yytext）;}
";"{printf（"17,\"%s\"\n",yytext）;}
","{printf（"18,\"%s\"\n",yytext）;}
"\""{printf（"19,\"%s\"\n",yytext）;}
":
="{printf（"20,\"%s\"\n",yytext）;}
%%
#include
intmain（）{
yylex（）;
return0;
}
yywrap（）{
return1;
}
2、C程序
#include"stdio.h"
#include"conio.h"
#include"string.h"
voidmain（）
{
inti=0,j;
intk1=0,k2=0;
chartable[10][10]={"var","if","then","else","while","for","begin","writeln","procedure","end"};
charc;
chart[20]={"\0"};//缓冲，用于存放临时串
freopen（"D:
\\学习相关\\编译原理\\第一部分实验内容\\C\\in.txt","r",stdin）;
c=getchar（）;
while（c!
=EOF）{
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
c=getchar（）;
}
elseif（（c>='a'&&c<='z'）||（c>='A'&&c<='Z'））{
t[i++]=c;
c=getchar（）;
while（（c>='a'&&c<='z'）||（c>='A'&&c<='Z'）||（c>='0'&&c<='9'））{
t[i++]=c;
c=getchar（）;
}
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'||c==';'）{
for（j=0;j<10;j++）{
if（strcmp（t,table[j]）==0）{
printf（"%d,\"%s\"\n",j+21,t）;
k1=1;//不是保留字标志
break;
}
}
if（k1==0）
printf（"1,\"%s\"\n",t）;//标识符
if（c==';'）
printf（"17,\";\"\n"）;
c=getchar（）;
}
else
printf（"100,error\n"）;
for（j=0;j<=i;j++）
t[j]='\0';
k1=0;
i=0;
}
elseif（c>='0'&&c<='9'）{
t[i++]=c;
c=getchar（）;
while（（c>='0'&&c<='9'））{
t[i++]=c;
c=getchar（）;
}
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'||c==';'）{
printf（"2,\"%s\"\n",t）;
}
if（c==';'）
printf（"17,\";\"\n"）;
for（j=0;j<=i;j++）
t[j]='\0';
i=0;
}
elseif（c=='>'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"8,\">\"\n"）;
}
elseif（c=='='）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）
printf（"12,\">=\"\n"）;
else
printf（"100,error\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='<'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"9,\"<\"\n"）;
}
elseif（c=='>'||c=='='）{
if（c=='='）
k2=1;
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
if（k1==0）
printf（"10,\"<>\"\n"）;
else
printf（"11,\"<=\"\n"）;
}
else
printf（"100,error\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='+'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"3,\"+\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='-'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"4,\"-\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='*'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"5,\"*\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='/'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"6,\"/\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='='）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"7,\"=\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='（'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"13,\"（\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='）'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"14,\"）\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='{'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"15,\"{\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='}'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"16,\"}\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c==';'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"17,\";\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='\''）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"18,\"\'\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c=='\"'）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）{
printf（"19,\"\"\"\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
elseif（c==':
'）{
c=getchar（）;
if（c=='='）{
c=getchar（）;
if（c==''||c=='\n'||c=='\t'）
printf（"20,\":
=\"\n"）;
else
printf（"100,error\n"）;
}
else{
printf（"100,error\n"）;
}
}
else{
printf（"100,error\n"）;
c=getchar（）;
}
}
fclose（stdin）;//关闭文件
}
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