DOWHILE循环语句的翻译程序设计LL1法输出三地址表示word文档良心出品.docx

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DOWHILE循环语句的翻译程序设计LL1法输出三地址表示word文档良心出品

课程设计任务书

学生姓名：

专业班级：

指导教师：

工作单位：

题目:

DO-WHILE循环语句的翻译程序设计（LL

（1）法、输出三地址表示）

初始条件：

理论：

学完编译课程，掌握一种计算机高级语言的使用。

实践：

计算机实验室提供计算机及软件环境。

如果自己有计算机可以在其上进行设计。

要求完成的主要任务:

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

（1）写出符合给定的语法分析方法的文法及属性文法。

（2）完成题目要求的中间代码三地址表示的描述。

（3）写出给定的语法分析方法的思想，完成语法分析和语义分析程序设计。

（4）编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。

（5）设计报告格式按附件要求书写。

课程设计报告书正文的内容应包括：

1系统描述（问题域描述）；

2文法及属性文法的描述；

3语法分析方法描述及语法分析表设计；

4按给定的题目给出中间代码形式的描述及中间代码序列的结构设计；

5编译系统的概要设计；

6详细的算法描述（流程图或伪代码）；

7软件的测试方法和测试结果；

8研制报告（研制过程，本设计的评价、特点、不足、收获与体会等）；

9参考文献（按公开发表的规范书写）。

时间安排：

设计安排一周：

周1、周2：

完成系统分析及设计。

周3、周4：

完成程序调试及测试。

周5：

撰写课程设计报告。

设计验收安排：

设计周的星期五第1节课开始到实验室进行上机验收。

设计报告书收取时间：

设计周的次周星期一上午10点。

指导教师签名：

年月日

系主任（或责任教师）签名：

年月日

DO-WHILE循环语句的翻译程序设计

（LL

（1）方法、输出三地址表示）

1.系统描述

1.1目的

通过设计、编制、生成、调试一个do-while循环语句的语法及语义分析程序，以加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检查和分析。

1.2设计内容

对循环语句：

do{赋值语句}while<表达式>

1）设计符合自身语法分析方法要求的文法和属性文法（LL

（1）语法）。

2）设计LR分析法相关的语法分析表（LL

（1）分析表）。

3）设计中间代码格式（三地址中间代码）。

4）对源文件进行词法和语法分析的同时进行语义处理（语法制导分析）。

5）对源文件中的错误进行输出。

1.3系统体系结构描述

本系统为子模块的体系结构风格，系统由两大模块组成：

1）词法分析模块

2）语法分析模块（调用语义分析模块）

1.3.1系统结构图

说明：

输入do-while语句后，词法分析模块对文件进行处理并输出单词序列到队列queue[i]，随后的语法分析模块将此队列内容作为输入，通过语法制导分析方法调用语义分析模块最终生成中间代码。

1.3.2词法分析模块

说明：

对输入的源文件进行处理，逐个读入字符，将字符流进行合并并进行判断归类，将单词和其类型输入队列并保存。

1.3.3语法分析模块

说明：

接受由词法分析得到的队列queue，进行语法分析和语法制导翻译，最后得到三地址中间代码。

2.文法及属性文法描述

2.1文法：

文法是用于描述语言的语法结构的形式规则（即语法规则）。

这些规则必须是准确的、易于理解的以及有相当强的描述能力。

由这种规则所产生的程序语言应有利于句子分析和翻译，而且，最好能通过这些规则自动产生有效的语法分析程序。

DO-WHILE循环语句的文法如下所示：

K->DLWS

L->SP

P->;SP

P->ε

D->do

W->while

2.2属性文法：

属性文法是在上下文无关文法的基础上，为每个文法符号（终结符或者非终结符）配备若干相关的“值”（与文法符号相关的属性）。

在一个属性文法中，对应于每个产生式A→a都有一套与之相关联的语义规则，每规则的形式为：

b:

=f（c1,c2,…，ck）其中f是一个函数，而且或者①b是A的一个综合属性并且c1,c2,…，ck是产生式右边文法符号的属性或者②非终结符既可有综合属性也可有继属性，文法开始符号的所有继承属性作为属性计算前的初始值。

属性文法为：

1-{if（S.value==true）emit（‘if（‘,S.value,‘）goto’,codebegin）elseemit（‘-‘,‘-‘,‘goto’,nextstate）}

2-{p=lookup（id.name）;if（p!

=NULL）L.place=p;elseerror;E.place=L.place;emit（‘=‘,id,‘-’,L.place）}

3-{L.place=newtemp;emit（‘+’,F1.place,F2.place,F.place）}

4-{S.place=newtemp;S.value=（F1.value>F2.value）;emit（‘>’,F1.place,F2.place,S.place）}

5-{F.place=newtemp;p=lookup（id.name）;if（p!

=NULL）F.place=p;elseerror}

6-{F.place=newtemp;p=lookup（digit.name）;if（p!

=NULL）F.value=digit.value;elseerror}

3.语法分析方法描述及语法分析表设计

3.1语法分析

为实现LL

（1）算法,可以使用栈结构，算法的基本思想是:

首先定义栈结构，栈中的元素是一个二维数组：

voidsemantic（）

{

if（VT[opr]=='='）

{

arr[d][0]=arr_i[opd];

arr[d][1]='=';

arr[d][2]=id;

arr[d][3]='';

arr[d][4]='';

id++;

}

elseif（opr==-2）

{

arr[d][0]=id-1;

arr[d][1]='=';

arr[d][2]=arr_i[opd];

arr[d][3]='';

arr[d][4]='';

}

else

{

if（VT[opr]!

='<'&&VT[opr]!

='>'）

arr[d][0]=id-1;

else

arr[d][0]=id+1;

arr[d][1]='=';

arr[d][2]=arr_i[opd];

arr[d][3]='+';

arr[d][4]=id;

id++;

}

d++;

}

3.2预测分析部分：

intM[10][14]={{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,-1,-1,-1},

{1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,3,2,-1},

{4,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1},

{5,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,5,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,-1,-1,-1,6,7,-1,-1,-1,-1,-1,8,8,8},

{9,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,9,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,-1,-1,-1,12,12,10,11,-1,-1,-1,12,12,12},

{14,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,13,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,15,16,17,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1},

};

3.3语法分析过程：

voidsyntax（）

{

intn;

count++;

print（）;

X=stack[sp];//将sp压入栈STACK中

a=queue[front];//从queue队列中读取词法分析后的字符

if（X=='#'&&a=='#'）f=4;

if（X<'A'||X>'Z'）

{

if（X==a）

{

sp--;

front++;

if（a!

='i'）

{

if（a!

='d'&&a!

='w'&&a!

=';'&&a!

='#'）

{

opr=index（a,VT）;

semantic（）;//语法分析调用

}

elseif（a==';'||a=='w'||a=='#'）

{

opr=-2;

semantic（）;//语法分析调用

}

cout<<'\t'<<'\''<

}

else

{

opd=c;

//cout<

cout<<'\t'<<'\''<

}

}

elsef=1;//转入出错处理

}

else

{

inttx=index（X,VN）;

intta=index（a,VT）;

n=M[tx][ta];

td[t++]=M[tx][ta];

if（ta==-1）

{

f=2;//转入出错处理

cout<

}

elseif（n==-1）f=3;//转入出错处理

else

{

sp--;

cout<<'\t'<";

if（len（p[n]）!

=0）

{

for（inti=len（p[n]）-1;i>=0;i--）

{

stack[++sp]=p[n][i];

cout<

}

cout<

}

elsecout<<"空串"<

}

}

if（f==0）syntax（）;

else

{

td[t]='-1';

err（f）;

}

}

4.中间代码形式及其序列的结构设计

中间代码是3地址码形式来表示，即4元式的变形。

三地址码由5个域构成：

中间代码地址标号，操作符，左操作数，右操作数，目的操作数

操作符：

=，+，>，<（文法仅定义这些操作）；

左操作数，右操作数：

opt，opr；

目的操作数：

用来存放操作值的变量。

例如：

i=（0）

（0）=i+1

（1）=i

表示i=i+1。

5.简要分析与概要设计

5.1系统分析

5.1.1词法分析

输入源程序文本，对输入串进行预处理，然后从左至右逐个字符地对源程序进行扫（超前搜索法），产生一个一个的单词符号，在状态转换图的基础上，把作为字符串源程序改造成为单词符号串。

概要流程图见图1.3.2。

5.1.2语法分析

在完成词法分析的基础上对DO-WHILE循环语句进行语法分析，对状态栈、符号栈分别进行移进、规约（采用LL

（1）分析方法）、接受和出错处理四步操作，从而分析判定程序的语法结构是否符合语法规则。

概要流程图见1.3.3节。

5.1.3语义分析以及三地址码表示

当在栈中找到可归前缀后，进行规约时，根据相应产生式对应的语义子程序进行语法制导翻译（在语法的分析过程中，随着分析的步步进展，根据每一个产生式所对应的语义子程序进行翻译的方法）.三地址指令很类似于四元式,这种中间表示通常称为三地址代码,三个地址即是两个为操作数,一个是操作符。

5.1.4LL

（1）语法分析中的出错处理

1）字符不匹配,转去出错处理。

2）字符没有出现在产生式终结符集VT[]中,转去出错处理

3）没有找到合适的候选产生式来做进一步推导,转去出错处理

5.2概要设计（系统总体描述）

6.详细的算法描述

详细的伪代码（源程序）

#include

#defineMAX35

charX,a;

charVN[11]={'K','L','P','S','E','G','T','R','F','Q','\0'};

charVT[15]={'i','=','<','>','+','-','*','/','（','）','d','w',';','#','\0'};

charp[18][6]={"dLwS\0","SP\0",";SP\0","\0","iQE\0","TG\0","+TG\0","-TG\0","\0","FR\0","*FR\0","/FR\0","\0","（E）\0","i\0","=\0","<\0",">\0"};

charstack[MAX];

charqueue[MAX];

intsp,front;

intM[10][14]={{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,-1,-1,-1},

{1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,3,2,-1},

{4,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1},

{5,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,5,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,-1,-1,-1,6,7,-1,-1,-1,-1,-1,8,8,8},

{9,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,9,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,-1,-1,-1,12,12,10,11,-1,-1,-1,12,12,12},

{14,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,13,-1,-1,-1,-1,-1},

{-1,15,16,17,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1},

};

intf=0;

intcount=0;

intc=0;

chararr_i[MAX];

charvar[MAX];//表格管理

inttd[MAX];//输出产生式序列

intt=0;

intopd=-1;

intopr=-1;

intid=0;

//intptr[MAX];

intd=0;

chararr[MAX][5];//存放待输出的三地址

//charkeyword[2][7]={"do\0","while\0"};

intlen（charstr[]）

{

inti=0;

while（str[i]!

='\0'）i++;

returni;

}

intindex（charch,charstr[]）

{

inti=0;

while（str[i]!

='\0'）

{

if（ch!

=str[i]）i++;

elsebreak;

}

if（str[i]=='\0'）return-1;

returni;

}

voiderr（intn）

{

if（n==1）

cout<<"字符不匹配"<

elseif（n==2）

cout<<"字符没有出现在产生式终结符集VT中"<

elseif（n==3）

cout<<"没有找到合适的候选产生式来做进一步推导"<

else

cout<<"该句子是文法语言的句子！

"<

}

voidprint（）

{

cout<<"（";

if（count<10）cout<<'0';

cout<

inti;

for（i=0;i<=sp;i++）cout<

for（;i<=20;i++）cout<<"";

for（i=0;i

for（;queue[i]!

='#';i++）cout<

cout<

for（;i<=20;i++）cout<<"";

}

voidsemantic（）

{

if（VT[opr]=='='）

{

arr[d][0]=arr_i[opd];

arr[d][1]='=';

arr[d][2]=id;

arr[d][3]='';

arr[d][4]='';

id++;

}

elseif（opr==-2）

{

arr[d][0]=id-1;

arr[d][1]='=';

arr[d][2]=arr_i[opd];

arr[d][3]='';

arr[d][4]='';

}

else

{

if（VT[opr]!

='<'&&VT[opr]!

='>'）

arr[d][0]=id-1;

else

arr[d][0]=id+1;

arr[d][1]='=';

arr[d][2]=arr_i[opd];

arr[d][3]='+';

arr[d][4]=id;

id++;

}

d++;

}

voidsyntax（）

{

intn;

count++;

print（）;

X=stack[sp];

a=queue[front];

if（X=='#'&&a=='#'）f=4;

if（X<'A'||X>'Z'）

{

if（X==a）

{

sp--;

front++;

if（a!

='i'）

{

if（a!

='d'&&a!

='w'&&a!

=';'&&a!

='#'）

{

opr=index（a,VT）;

semantic（）;

}

elseif（a==';'||a=='w'||a=='#'）

{

opr=-2;

semantic（）;

}

cout<<'\t'<<'\''<

}

else

{

opd=c;

//cout<

cout<<'\t'<<'\''<

}

}

elsef=1;//字符不匹配,转去出错处理

}

else

{

inttx=index（X,VN）;

intta=index（a,VT）;

n=M[tx][ta];

td[t++]=M[tx][ta];

if（ta==-1）

{

f=2;cout<

}//字符没有出现在产生式终结符集VT中,转去出错处理

elseif（n==-1）f=3;//没有找到合适的候选产生式来做进一步推导,转去出错处理

else

{//用产生式M[tx][ta]来做进一步推导

sp--;

cout<<'\t'<";

if（len（p[n]）!

=0）

{

for（inti=len（p[n]）-1;i>=0;i--）

{

stack[++sp]=p[n][i];

cout<

}

cout<

}

elsecout<<"空串"<

}

}

if（f==0）syntax（）;

else

{

td[t]='-1';

err（f）;

}

}

voidlexical（）

{//do{m=m+i;i=i+1;}while（i<4）;#

inti,j,d;

charch;

j=d=0;

for（i=0;var[i]!

='#';i++）

{

ch=var[i];

if（ch=='d'&&var[i+1]=='o'）

{

cout<<"do"<<'\t'<<"keyword"<

queue[j++]='d';i+=1;

}

elseif（ch=='w'）

{

ch=var[i+1];

if（ch=='h'）

{

ch=var[i+2];

if（ch=='i'）

{

ch=var[i+3];

if（ch=='l'）

{

ch=var[i+4];

if（ch=='e'）

{

ch=var[i+5];

}

}

}

}

cout<<"while"<<'\t'<<"keyword"<

queue[j++]='w';i+=4;

}

elseif（index（ch,VT）<=0）

{

if（ch!

='{'&&ch!

='}'&&ch!

='（'&&ch!

='）'）

{

cout<

i["<

arr_i[d-1]=ch;

queue[j++]='i';

}

elsecout<

}

elseif（index（ch,VT）>0）

{

cout<

queue[j++]=ch;

}

}

queue[j]='#';

for（i=0;queue[i]!

='#';i++）cout<

cout<

}

intmain（）//主程序

{

inti=0;

charS='K';

sp=front=0;

stack[0]='#';

sp++;

stack[1]='K';

cout<<"LL

（1）文法如下:

"<

cout<<"（0）K->dLwS\n

（1）L->SP\n

（2）P->;SP\n（3）P->ε\n（4）S->iQE\n（5）E->TG\n（6）G->+TG\n"<<"（7）G->-TG\n（8）G->ε\n（9）T->FR\n（10）R->*FR\n（11