实验四用语法分析器生成工具实现语法分析器.docx
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实验四用语法分析器生成工具实现语法分析器
魏陈强23020092204168
实验4用语法分析器生成工具实现语法分析器
一、实验目的
掌握移进-归约技术语法分析技术，利用语法分析器生成工具Yacc/Bison实现语法分析器的构造。
二、实验内容
利用语法分析器生成工具Yacc/Bison编写一个语法分析程序，与词法分析器结合，能够根据语言的上下文无关文法，识别输入的单词序列是否文法的句子。
源语言的文法定义见教材附录A.1，p394，要求实现完整的语言。
三、实验要求
１．个人完成，提交实验报告。
２．实验报告中给出采用测试源代码片断，及其对应的最右推导过程（形式可以自行考虑）。
例如，程序片断
四、实验思路
本实验在linux环境下编写。
首先使用lex工具，编写词法分析器，对于识别出的token，比如id类的，则return（ID）；单个字符的，比如‘>’，则return（‘>’），其他类似。
然后生成lex.yy.c文件。
接着使用yacc工具，编写语法分析器，在*.y文件中调用#include”lex.yy.c”，main（intargc,char**argv）函数中调用yyparse（），并给出yyerror（）的处理方式。
这样，就能将lex和yacc结合起来。
生成y.tab.c文件后，gcc编译，生成a.out可执行文件。
执行./a.out<1.txt，即可对1.txt文档中的程序进行语法分析。
五、详细代码
1）lex.l
%optionnoyywrap
%{
#include
#include
#include
#include
%}
delim[\t\n]
ws{delim}+
letter[A-Za-z]
digit[0-9]
%%
{ws}{}
"if"{printf（"IF"）;return（IF）;}
"else"{printf（"ELSE"）;return（ELSE）;}
"int"{printf（"INT"）;return（BASIC）;}
"float"{printf（"FLOAT"）;return（BASIC）;}
"break"{printf（"BREAK"）;return（BREAK）;}
"do"{printf（"DO"）;return（DO）;}
"while"{printf（"WHILE"）;return（WHILE）;}
"true"{printf（"TRUE"）;return（TRUE）;}
"index"{printf（"INDEX"）;return（INDEX）;}
"bool"{printf（"BOOL"）;return（BASIC）;}
"char"{printf（"CHAR"）;return（BASIC）;}
"real"{printf（"real"）;return（REAL）;}
"false"{printf（"FLASE"）;return（FALSE）;}
[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*{printf（"ID"）;return（ID）;}
[+-]?
[0-9]+{printf（"NUM"）;return（NUM）;}
[+-]?
[0-9]*[.][0-9]+{printf（"NUM"）;return（NUM）;}
"<"{printf（"LT"）;return（'<'）;}
"<="{printf（"LE"）;return（LE）;}
"="{printf（"="）;return（'='）;}
"=="{printf（"EQ"）;return（EQ）;}
"!
="{printf（"NE"）;return（NE）;}
">"{printf（"GT"）;return（'>'）;}
">="{printf（"GE"）;return（GE）;}
"+"{printf（"+"）;return（'+'）;}
"-"{printf（"-"）;return（'-'）;}
"["{printf（"["）;return（'['）;}
"]"{printf（"]"）;return（']'）;}
"{"{printf（"{"）;return（'{'）;}
"}"{printf（"}"）;return（'}'）;}
"（"{printf（"（"）;return（'（'）;}
"）"{printf（"）"）;return（'）'）;}
";"{printf（";"）;return（';'）;}
","{printf（","）;return（','）;}
"&&"{printf（"&&"）;return（AND）;}
"||"{printf（"||"）;return（OR）;}
%%
2）yacc.y
%{
#include
#include
%}
%tokenNUM
%tokenID
%tokenIFWHILEDOBREAKREALTRUEFALSEBASICELSEINDEXGELENEEQANDOR
%%
program:
block{printf（"program-->block\n"）;}
;
block:
'{'declsstmts'}'{printf（"block-->{declsstmts}\n"）;}
;
decls:
|declsdecl{printf（"decls-->declsdecl\n"）;}
;
decl:
typeID';'{printf（"decl-->typeid;\n"）;}
;
type:
type'['NUM']'{printf（"type-->type[num]\n"）;}
|BASIC{printf（"type-->basic\n"）;}
;
stmts:
|stmtsstmt{printf（"stmts-->stmtsstmt\n"）;}
;
stmt:
matched_stmt{printf（"stmt-->matched_stmt\n"）;}
|open_stmt{printf（"stmt-->open_stmt\n"）;}
;
open_stmt:
IF'（'booL'）'stmt{printf（"open_stmt-->if（bool）stmt\n"）;}
|IF'（'booL'）'matched_stmtELSEopen_stmt{printf（"open_stmt-->if（bool）matched_stmtelseopen_stmt\n"）;}
;
matched_stmt:
IF'（'booL'）'matched_stmtELSEmatched_stmt{printf（"matched_stmt-->if（bool）matched_stmtelsematched_stmt\n"）;}
|other{printf（"matched_stmt-->other\n"）;}
;
other:
loc'='booL';'{printf（"stmt-->loc=bool;\n"）;}
|WHILE'（'booL'）'stmt{printf（"stmt-->while（bool）stmt\n"）;}
|DOstmtWHILE'（'booL'）'';'{printf（"stmt-->dostmtwhile（bool）;\n"）;}
|BREAK';'{printf（"stmt-->break;\n"）;}
|block{printf（"stmt-->block\n"）;}
;
loc:
loc'['booL']'{printf（"loc-->loc[bool]\n"）;}
|ID{printf（"loc-->id\n"）;}
;
booL:
booLORjoin{printf（"bool-->bool||join\n"）;}
|join{printf（"bool-->join\n"）;}
;
join:
joinANDequality{printf（"join-->join&&equality\n"）;}
|equality{printf（"join-->equality\n"）;}
;
equality:
equalityEQrel{printf（"equality-->equality==rel\n"）;}
|equalityNErel{printf（"equality-->equality!
=rel\n"）;}
|rel{printf（"equality-->rel\n"）;}
;
rel:
expr'<'expr{printf（"rel-->expr|exprLEexpr{printf（"rel-->expr<=expr\n"）;}
|exprGEexpr{printf（"rel-->expr>=expr\n"）;}
|expr'>'expr{printf（"rel-->expr>expr\n"）;}
|expr{printf（"rel-->expr\n"）;}
;
expr:
expr'+'term{printf（"expr-->expr+term\n"）;}
|expr'-'term{printf（"expr-->expr-term\n"）;}
|term{printf（"expr-->term\n"）;}
;
term:
term'*'unary{printf（"term-->term*unary\n"）;}
|term'/'unary{printf（"term-->term/unary\n"）;}
|unary{printf（"term-->unary\n"）;}
;
unary:
'!
'unary{printf（"unary-->!
unary\n"）;}
|'-'unary{printf（"unary-->-unary\n"）;}
|factor{printf（"unary-->factor\n"）;}
;
factor:
'（'booL'）'{printf（"factor-->（bool）\n"）;}
|loc{printf（"factor-->loc\n"）;}
|NUM{printf（"factor-->num\n"）;}
|REAL{printf（"factor-->real\n"）;}
|TRUE{printf（"factor-->true\n"）;}
|FALSE{printf（"factor-->false\n"）;}
;
%%
#include"lex.yy.c"
main（intargc,char**argv）
{
yyparse（）;
}
yyerror（char*s）
{
fprintf（stderr,"error:
%s\n",s）;
}
六、实验结果
Lex.l词法分析结果：
Yacc.y语法分析结果：
…..
XX文库-让每个人平等地提升自我…..
…..
七、实验总结
遇到的问题1）：
刚开始在window环境下使用lex和yacc工具，编写lex.l文件的时候，在识别到if时，return（IF），提示IF没有定义，定义#defineIF265后，在yacc.y文件中，再定义%tokenIF，发生重定义错误。
解决办法：
在lex.l文件中，无须定义#defineIF265，只在yacc.y文件中定义%tokenIF即可，不过在yacc.y中要加入#include”lex.yy.c”，使两个文件关联起来。
遇到的问题2）：
在使用yacc工具编译yacc.y文件时，提示缺少bison.simple。
解决办法：
上网下载一个bison.simple，放到yacc工具主目录下。
遇到的问题3）：
在lex.l和yacc.y文件的第三部分同时写了main函数，导致错误。
解决办法：
Lex.l文件中第三部分为空，不需要任何函数。
因为关联lex.l和yacc.y后，yyparse（）会自动调用yylex（）。
遇到的问题4）：
生成yacc.tab.c文件后，放入VC++编译器中编译，提示错误如下：
errorLNK2001:
unresolvedexternalsymbol_yyerror
Debug/main.exe:
fatalerrorLNK1120:
1unresolvedexternals
解决办法：
未找到解决办法，无奈只能放弃window环境，改用linux环境编写。
遇到的问题5）：
IF'（'bool'）'stmt{printf（"stmt--if（bool）stmt\n"）;}
IF'（'bool'）'stmtELSEstmt{printf（"stmt-->if（bool）stmtelsestmt\n"）;}
存在冲突。
解决办法：
改为：
stmt:
matched_stmt{printf（"stmt-->matched_stmt\n"）;}
|open_stmt{printf（"stmt-->open_stmt\n"）;}
;
open_stmt:
IF'（'booL'）'stmt{printf（"open_stmt-->if（bool）stmt\n"）;}
|IF'（'booL'）'matched_stmtELSEopen_stmt{printf（"open_stmt-->if（bool）matched_stmtelseopen_stmt\n"）;}
;
matched_stmt:
IF'（'booL'）'matched_stmtELSEmatched_stmt{printf（"matched_stmt-->if（bool）matched_stmtelsematched_stmt\n"）;}
|other{printf（"matched_stmt-->other\n"）;}
遇到的问题6）：
这是一个致命性的问题，由于使用的linux下的lex版本太低，导致照抄课本上的ID和NUM正则表达式无法识别，困扰了我很久很久。
解决办法：
多亏了朋友的帮助，终于发现错误，把{letter}（{letter}|{digit}）*改为[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*；把{digit}+（\.{digit}+）?
（E[+-]?
{digit}+）?
改为[+-]?
[0-9]+和[+-]?
[0-9]*[.][0-9]+，分别用于识别整数和浮点数。
遇到的问题7）：
一些小错误，比如词法分析中，漏识别while等，还有把‘=’误当做了EQ。
解决办法：
仔细检查lex.l，对错漏的部分进行改补。
遇到的问题8）：
对IF和IFELSE消除二义性后，依然存在冲突如下：
解决办法：
尚未找到解决办法。
本次实验主要是学习结合lex和yacc工具进行语法分析，通过工具文档，了解lex和yacc的编写规则，然后使用教程后的源语言定义规则，即语法分析的各个文法即可编写出正确的yacc.y。
在linux下使用lex和yacc比较容易，而在window下使用，就相对麻烦，会遇到的各种问题，所以该实验选用linux环境是不二选择。
其次，linux环境可能存在lex和yacc的版本比较低，导致一些教程上的一些正则表达式无法识别，这个错误比较难发现。
总之，通过本次实验，用了近一天的时间调试程序，对词法分析和语法分析有了进一步的认识，同时对程序纠错有了进一步的体会，再者更加熟悉了linux环境操作，更加体会到了linux功能的强大。
但本实验还有一些令人不太满意的地方，比如*.y文件中依然存在冲突没有解决彻底，而且*.l文件中对于浮点数的识别还是具有一定的局限性，不能识别所有可能出现的浮点数。
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