C-Minus词法分析和语法分析设计编译器编译原理课程设计.docx
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编译原理课程设计报告
课题名称：
C-Minus词法分析和语法分析设计
1.课程设计目标
实验建立C-编译器。
只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分。
2.分析与设计
C-编译器设计的整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）。
打开源代码文件
source.txt
扫描处理
（词法分析）
记号
语法分析程序
语法树
语义分析程序
错误处理器
注释树
记号表
源代码优化程序
文字表
中间代码
代码生成器
目标代码
目标代码优化程序
目标代码
2.1、扫描程序scanner部分
2.1.1系统设计思想
设计思想：
根据DFA图用switch-case结构实现状态转换。
惯用词法：
①语言的关键字：
else if int return void while
②专用符号：
+ - * / < <= > >= == !
= = ; , （ ） [ ] { } /*
*/
③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义：
ID=letterletter*
NUM=digitdigit*letter=a|..|z|A|..|Zdigit=0|..|9
大写和小写字母是有区别的
④空格由空白、换行符和制表符组成。
空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关
键字。
⑤注释用通常的C语言符号/*...*/围起来。
注释可以放在任何空白出现的位置（即注释不能放在标记内）上，且可以超过一行。
注释不能嵌套
scanner的DFA
+-*<=>===!
=;,（）[]{}
INASSIGN
Whitespace
\t
\n
>,<,=,!
digit
=
NUM
[other]
digit
[other]
START
letter
DONE
letter
[other]
/
INID
ZHU
[other]
*
/
[other]
INCOMMENT
*
[other]
ZZHU
*
说明：
当输入的字符使DFA到达接受状态的时候，则可以确定一个单词了。
初始状态设置为
START，当需要得到下一个token时，取得次token的第一个字符，并且按照DFA与对此字符的类型分析，转换状态。
重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型。
当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他的则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”。
2.1.2程序流程图
源文件
读取源文件一
行输出
读取一个字符
否
是否到达终态
是
赋值token
输出token
2.1.3各文件或函数的设计说明
扫描程序用到:
scanner.h,scanner.cpp
Øscanner.h：
声明词法状态，词法分析
//DFA中的状态typedefenum
{
START=1,INNUM,INID,INDBSYM,DONE
}DFAState;
//定义的Token的类型（31种），分别对应于else、if、int、return、void、while、+、
-、*、/、<、<=、>、>=、==、!
=、=、;、,、（、）、[、]、{、}、/*、*/、num、id、错误、结束
typedefenum
{
ELSE=1,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LEQ,GT,GEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPAREN,RPAREN,LMBRACKET,RMBRACKET,LBBRACKET,RBBRACKET,LCOMMENT,RCOMMENT,NUM,ID,ERROR,ENDFILE
}TokenType;
//定义的Token结构体，包括类型、对应的串、所在代码的行号structToken
{
TokenTypetokenType;stringtokenString;intlineNo;
};
//每种TokenType对应的串，如tokenTypeString[ELSE]=="ELSE"
conststringtokenTypeString[32]={"OTHER","ELSE","IF","INT","RETURN","VOID","WHILE","PLUS","MINUS","TIMES","OVER","LT","LEQ","GT","GEQ","EQ",
"NEQ","ASSIGN","SEMI","COMMA","LPAREN","RPAREN","LMBRACKET","RMBRACKET",
"LBBRACKET","RBBRACKET","LCOMMENT","RCOMMENT","NUM","ID","ERROR","ENDFILE"};
classScanner定:
义scanner.cpp中函数
Øscanner.cpp文件函数说明
voidScanner:
:
scan（：
）设置输出结果界面以及设置各种输出状态。
if（scanSuccess==false）
cout<<"词法分析出错！
"<cout<<"词法分析成功了！
"<printToken（）;/输*出Token到文件Token.txt中*/
//正在删除注释
voidScanner:
:
deleteComments（）
TokenTypeScanner:
:
returnTokenType（strings返）/回/Token的类型DFAStateScanner:
:
charType（charc）返//回字符的类型
typedefenum
{ENDFILE,ERROR,IF,ELSE,INT,RETURN,VOID,WHILE, //关键字
ID,NUM,ASSIGN,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,EQ,UEQ,LT,LPAREN,RPAREN,SEMI,BT,LQ,BQ,
DOU,LZGH,RZGH,LDGH,RDGH,//特殊字符：
=+-*/==!
=<等
} TokenType;
2.1.4测试程序说明
根据附录A后面的例子，程序输入两个整数，计算并打印出它们的最大公因子，保存为
a.txt。
/*AprogramtoperformEucild'sAlgorithmtocomputegcd.*/
intgcd（intu,intv）
{
if（v==0）
returnu;elsereturn
gcd（v,u-u/v*v）;/*u-u/v*v==umodv*/
}
voidmain（void）
{
intx;inty;
x=input（）;y=input（）;output（gcd（x,y））;
}
2.2、语法分析parse部分
2.2.1系统设计思想
设计思想：
parser用递归下降分析方法实现,通过调用词法分析函数getToken实现语法分析。
根据C-语言的规则，得出BNF语法如下：
1.program->declaration-list
2.declaration-list->declaration-listdeclaration|declaration3.declaration->var-declaration|fun-declaration
4.var-declaration->type-specifierID;|type-specfierID[NUM]5.type-specifier->int|void
6.fun-specifierID（parans）compound-stmt7.params->params-list|void
8.param-list->param-list,param|param
9.param->type-specifierID|type-specifierID[]pound-stmt->{local-declarationsstatement-list}
11.local-declarations->local-declarationsvar-declaration|empty12.statement-list->statement-liststatement|empty
13.statement->expression-stmt|compound-stmt|selection-stmt|iteration-stmt|return-stmt
14.expression-stmt->expression;|;
15.selection-stmt->if（expression）statement|if（expression）statementelsestatement
16.iteration-stmt->while（expression）statement17.return-stmt->return;|returnexpression;18.expression->var=expression|simple-expression19.var->ID|ID[expression]
20.simple-expression->additive-expression relopadditive-expression|additive-expression
21.relop-><=|<|>|>=|==|!
=
22.additive-expression->additive-expressionaddopterm|term23.addop->+|-
24.term->termmulopfactor|factor25.mulop->*|/
26.factor->（expression）|var|call|NUM27.call->ID（args）
28.args->arg-list|empty
29.arg-list->arg-list,expression|expression
2.1.2语法分析程序流程图
符号表文件
获取终结符和
非终结符
构造文法分析
表
分析句型句子
输出结果
2.1.3各文件或函数的设计说明
语法分析程序包括：
parser.cpp,parser.h
Øparser.cpp：
Parser:
:
Parser（）//界面设计
TokenParser:
:
getToken（）//获取scanner中保存在TokenList数组中的Token，并且每次获取完之后数组下标指向下一个
voidParser:
:
syntaxError（strings）出//错处理voidParser:
:
match（TokenTypeex）匹//配出错
TreeNode*Parser:
:
declaration（void）类/型/匹配错误
TreeNode*Parser:
:
param_list（TreeNode*k）可//能k是已经被取出来的VoidK，但又不是（void）类型的参数列表，所以一直传到par
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