计科1304班廖成0902130408编译原理实验报告.docx
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计科1304班廖成0902130408编译原理实验报告
CENTRALSOUTHUNIVERSITY
编译原理课程
实验报告
姓名：
廖成
学号：
0902130408
专业班级：
计算机科学与技术1304班
指导老师：
张修如
实验一计算FIRSTVT集
一、实验目的
进一步培养学生编译器设计的思想，加深对编译原理和应用程序的理解，针对编译过程的重点和难点内容进行编程，独立完成有一定工作量的程序设计任务，同时强调好的程序设计风格，并综合使用程序设计语言、数据结构和编译原理的知识，熟悉使用开发工具VC。
二、实验内容
设计一个由正规文法生成FIRSTVT集的算法动态模拟，实现以下功能：
1．输入一个文法G；
2．输出由文法G构造FIRSTVT集的算法；
3．输出FIRSTVT集。
三、实验要求
1．思想的正确性，采用合适的数据存储结构等；
2．程序实现的正确性，程序整体结构合理、编程风格规范等；
3．程序功能的完善程度，包括功能的基本实现、基本完善、完全实现；
4．工作认真、独立完成实验。
四、实验步骤
1．问题理解和分析：
充分地分析和理解问题本身，弄清要求做什么；
2．确定解决问题的方法：
主要是找到解决问题的主要思路，该怎么做；
3．详细设计和编码：
确定算法的主要流程，再进行编程；
4．程序调试和运行：
掌握程序调试和排错的基本方法，增加编程的感觉和解决问题的成就感；
五、程序设计
5.1基本算法：
构造集合FIRSTVT（P）的算法，按FIRSTVT（P）的定义，可以用如下两条归则来构造：
（1）若有产生式P→a…或→Qa…，则a∈FIRSTVT（P）
（2）若a∈FIRSTV且有产生式P→Q…，则a∈FIRSTVT（P）构造算法：
建立一个二维布尔数组F[P,a]，使得F[P,a]为真的条件适当且仅当a∈FIRSTVT（P）；再用一个栈STACK，把所有初值为真的数组元素F[P,a]的符号对（P,a）全都放到栈中；算法如下：
（1）将布尔矩阵各元素置假；栈置空；
（2）按照归则
（1）查看产生式，对于P→a…或P→Qa..，置相应F[P,a]为真，符号对（P,a）入栈；
（3）按规则
（2），对栈施加如下操作：
弹出栈定符号对记作（Q,a），查看所有产生式是否有形如P→Q…产生式，若有，且a∈FIRSTVT（P），则将F[P,a]置为真，并把（P,a）入栈；
（4）重复（3），直到栈空为止。
5.2定义数据结构：
在程序中，用两个字符数组vn[M]和vt[N]分别用来存储所有的非终结字符集与终结字符集。
为了记录非终结符的FIRSTVT集，为此建立一个布尔数组F[M][N]，记录非终结符的FIRSTVT集。
比如，F[i][j]=true表示vt[j]属于FIRSTVT（vn[i]），值为false表示相应的终结符不属于非终结符的FIRSTVT集。
为了简便起见，程序中又构造了一个两维布尔数组first[M][MN]来表示推导关系。
数组第一维的M个字符代表非终结符；数组第二维的前M个字符代表非终结符，后N个字符代表终结符。
以first数组为例，fist[i][Mj]代表非终结符vn[i]=P与非终结符vt[j]=a有推导关系P→a…；fist[i][j]代表非终结符vn[i]=P与非终结符vt[j]=Q有推导关系或P→Qa..。
相关的数据结构定义如下：
charvn[M],vt[N];//非终结字符与终结字符数组
boolfirst[M][MN],last[M][MN];//以布尔数组形式定义推导关系
charvn[M],vt[N];//非终结字符与终结字符数组
intstp;//堆栈栈顶指针
符号栈的数据结构：
structrelationintvn;intvt;//结构体用来说明终结符vt与非终结符vn之间的关系，若关系存在说明vt属于FIRSTVT（vn）
六、关键代码
#include
#include
#defineN10
#defineM10
usingnamespacestd;//用于存储FIRSTVT集
charFIRSTVT0[N],FIRSTVT1[N],FIRSTVT2[N],FIRSTVT3[N],FIRSTVT4[N];//接受输入
charINPUT[N][M];//存储FIRSTVT集
voidsetFIRSTVT（charX,intT）
voidFIRSTVT（charX,intS）
voidmain（）
inti,j;
printf（"请输入文法（按两次回车结束）:
"）;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
scanf（"%c",&INPUT[i][j]）;
if（INPUT[i][j]==''）break;
if（INPUT[i][0]==''）break;
}
}//保存FIRSTVT集
for（i=0;INPUT[i][0]!
='';i++）
{
FIRSTVT（INPUT[i][0],i）;
}
printf（"FIRSTVTSET:
"）;
for（i=0;INPUT[i][0]!
='';i++）
{}
switch（i）
{
case0:
{
printf（"FIRSTVT（"）;
printf（"%",INPUT[0][0]）;
printf（"）="）;
for（j=0;FIRSTVT0[j]!
='0';j++）
{
printf（"%c",FIRSTVT0[j]）;
if（FIRSTVT0[j1]!
='0'）
printf（""）;
}
printf（","）;
break;
}
case1:
{
printf（"FIRSTVT（"）;
printf（"%c",INPUT[1][0]）;
printf（"）="）;
for（j=0;FIRSTVT1[j]!
='0';j++）
{
printf（"%c",FIRSTVT1[j]）;
if（FIRSTVT1[j1]!
='0'）
printf（","）;
}
printf（""）;
break;
}
case2:
{
printf（"FIRSTVT（"）;
printf（"%c",INPUT[2][0]）;
printf（"）="）;
for（j=0;FIRSTVT2[j]!
='0';j++）
{
printf（"%c",FIRSTVT2[j]）;
if（FIRSTVT2[j1]!
='0'）
printf（","）;
}
printf（""）;
break;
}
case3:
{
printf（"FIRSTVT（"）;
printf（"%c",INPUT[3][0]）;
printf（"）="）;
for（j=0;FIRSTVT3[j]!
='0';j++）
{
printf（"%c",FIRSTVT3[j]）;
if（FIRSTVT3[j1]!
='0'）
printf（","）;
}
printf（""）;
break;
}
case4:
{
printf（"FIRSTVT（"）;
printf（"%c",INPUT[4][0]）;printf（"）="）;
for（j=0;FIRSTVT4[j]!
='0';j++）
{
printf（"%c",FIRSTVT4[j]）;
if（FIRSTVT4[j1]!
='0'）
printf（","）;
}
printf（""）;
break;
}
default:
break;
printf（""）;
system（"pause"）;
实验二自上而下语法分析
1、实验目的
加深对语法分析器工作过程的理解；加强对预测分析法实现语法分析程序的掌握；能够采用一种编程语言实现简单的语法分析程序；能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段进行语法翻译。
2、实验内容
在实验1的基础上，用自上而下语法分析分析程序，语法分析程序的实现可以采用任何一种编程语言和工具。
3、实验要求：
1.对语法规则有明确的定义；
2.编写的分析程序能够对实验一的结果进行正确的语法分析；
3.对于遇到的语法错误，能够做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，保证顺利完成语法分析过程；
4.实验报告要求用文法的形式对语法定义做出详细说明，说明语法分析程序的工作过程，说明错误处理的实现。
4、实验步骤
1.定义目标语言的语法规则；
2.求解预测分析方法需要的符号集和分析表；
3.依次读入实验一的分析结果，根据预测分析的方法进行语法分析，直到源程序结束；
4.对遇到的语法错误做出错误处理。
5、设计思路和实现过程
本实验是使用LL
（1）方法实现的语法分析器，我是用的是MFC实现的设计思路分为以下几步：
1、先读入输入串，判断输入串有没有语法错误，如有语法错误，提示第几个语法错误，退出；
2、将“或”语句拆开，如果有左递归，消除左递归；
3、判断可以产生空字符的非终结符，将其储存在一个数组中；
4、计算非终结符的first集，follow集；
5、计算select集；
6、创建预测分析表；
7、对照预测分析表对句子进行分析，输出每一步的操作。
6、错误处理
1、如果未输入文法，则提示输入文法；
2、如果文法有错误，既不是以类似于“S->”开头的，则提示错误发生在第几行；
3、如果文法不是LL
（1）文法，程序会予以提示；
4、如果句子不是以“#”结尾的，或者句子中含有大写字母的，予以提示；
5、计算follow集时，如果follownumkey大于某个值，则可认定求follow集陷入死循环，即有右递归或间接右递归，此时跳出去，终止死循环。
7、关键代码
voidCGrammaanalysisDlg:
:
OnChange（）
{
intn=0;
UpdateData（）;
inti,nLineCount=m_gramma1.GetLineCount（）;//m_gramma是与edit控件关联的变量
CStringstrText;
//Dumpeverylineoftextoftheeditcontrol.
for（i=0;i{
//lengthoflinei:
intlen=m_gramma1.LineLength（m_gramma1.LineIndex（i））;
m_gramma1.GetLine（i,strText.GetBuffer（len）,len）;
strText.ReleaseBuffer（len）;
if（strText.IsEmpty（））
break;
if（!
getin（i,strText））//整理
return;
//MessageBox（strText）;//输出得到的每行数据
}
m_gramma.Empty（）;
Delpare（）;//消除左递归
deduce0_colec（）;//将所有能推导出0的非终符放在数组colec0[30]中
Select_Collection（）;//创建select集
Estab_preanatab（）;//创建预测分析表
key=1;
}
boolCGrammaanalysisDlg:
:
getin（inti,CStringstrLine）//整理
{
charline_no=i+'0';
if（!
isupper（strLine[0]）||strLine[1]!
='-'||strLine[2]!
='>'）
{
CStringerror="TheSyntaxonline"+（CString）line_no+"iswrong!
pleasecheckandenteragain:
\n";
MessageBox（error）;
returnfalse;
}
else
{
intm=0;
for（intj=0;j{
if（strLine[j]!
='|'）
{
stotax[sto_tax][m++]=strLine[j];
continue;
}
else
{
stotax[sto_tax][m]='\0';
sto_tax++;
stotax[sto_tax][0]=stotax[sto_tax-1][0];
stotax[sto_tax][1]=stotax[sto_tax-1][1];
stotax[sto_tax][2]=stotax[sto_tax-1][2];
m=3;
continue;
}
}
stotax[sto_tax][m]='\0';
sto_tax++;
i=0;
startchar=stotax[0][0];
returnTRUE;
}
}
voidCGrammaanalysisDlg:
:
Delpare（）//消除左递归
{
ll_key=0;
keylr=0;
for（inti=0;istrcpy（_stotax[i],stotax[i]）;
_sto_tax=sto_tax;
intkey;
charp[30];
charkey_c;
for（i=0;i<_sto_tax;i++）
{
key_c=_stotax[i][0];
if（_stotax[i][0]==_stotax[i][3]）
{
findcapital（）;
for（intj=0;j<_sto_tax;j++）
{
if（_stotax[j][0]==key_c）
{
keylr=1;
if（_stotax[j][3]==_stotax[j][0]）
{
strcpy（&_stotax[j][3],&_stotax[j][4]）;
_stotax[j][strlen（_stotax[j]）]=capital;
_stotax[j][0]=capital;
_stotax[j][strlen（_stotax[j]）+1]='\0';
_stotax[_sto_tax][0]=capital;
_stotax[_sto_tax][1]=':
';
_stotax[_sto_tax][2]='=';
_stotax[_sto_tax][3]='0';
_stotax[_sto_tax][4]='\0';
_sto_tax++;
}
elseif（_stotax[j][3]!
='0'）
{
intd;
d=strlen（_stotax[j]）;
_stotax[j][d]=capital;
_stotax[j][d+1]='\0';
}
}
}
}
}
charkeyc[30];
for（i=0;i<_sto_tax;i++）
{
key=0;
strcpy（keyc,_stotax[i]）;
if（isupper（_stotax[i][3]））
{
for（intj=0;j<=_sto_tax;j++）
{
if（keyc[0]!
=_stotax[j][0]）
if（_stotax[j][0]==keyc[3]）
{
if（key==0）
{
strcpy（p,&_stotax[i][4]）;
strcpy（&_stotax[i][3],&_stotax[j][3]）;
strcpy（&_stotax[i][strlen（_stotax[i]）],p）;
key=1;
}
else
{
_stotax[_sto_tax][0]=_stotax[i][0];
_stotax[_sto_tax][1]=':
';
_stotax[_sto_tax][2]='=';
strcpy（&_stotax[_sto_tax][3],&_stotax[j][3]）;
strcpy（&_stotax[_sto_tax][strlen（_stotax[_sto_tax]）],p）;
_sto_tax++;
}
}
}
}
for（intn=0;n<_sto_tax;n++）
{
key_c=_stotax[n][0];
if（_stotax[i][0]==_stotax[i][3]）
{
keylr=1;
findcapital（）;
for（intj=0;j<_sto_tax;j++）
{
if（_stotax[j][0]==key_c）
{
if（_stotax[j][3]==_stotax[j][0]）
{
strcpy（&_stotax[j][3],&_stotax[j][4]）;
_stotax[j][strlen（_stotax[j]）]=capital;
_stotax[j][0]=capital;
_stotax[j][strlen（_stotax[j]）+1]='\0';
_stotax[_sto_tax][0]=capital;
_stotax[_sto_tax][1]=':
';
_stotax[_sto_tax][2]='=';
_stotax[_sto_tax][3]='0';
_stotax[_sto_tax][4]='\0';
_sto_tax++;
}
elseif（_stotax[j][3]!
='0'）
{
intd;
d=strlen（_stotax[j]）;
_stotax[j][d]=capital;
_stotax[j][d+1]='\0';
}
}
}
}
}
}
if（keylr==1）
{
MessageBox（"该文法有直接或间接左递归，消除左递归后的文法为：
\n"）;
for（i=0;i<_sto_tax;i++）
{
strcpy（stotax[i],_stotax[i]）;
}
sto_tax=_sto_tax;
}
for（i=0;i<_sto_tax;i++）
{
m_gramma+=_stotax[i];
m_gramma.Delete（m_gramma.GetLength（））;
m_gramma+="\r\n";
//m_gramma[m_gramma.GetLength（）-1]="\r\n";
}
m_gramma+='\0';
UpdateData（false）;
}
voidCGrammaanalysisDlg:
:
First_Collection（charp[]）//求字符串p的first集，把结果保存在数组firstchars[30]中
{
if（islower（p[0]））
firstchars[first_num++]=p[0];
elseif（isupper（p[0]））
{
for（inti=0;iif（stotax[i][0]==p[0]）
if（islower（stotax[i][3]））
firstchars[first_num++]=stotax[i][3];
for（i=0;i{
if（isupper（p[i]））
{
char*q;
for（intn=0;nif（p[i]==stotax[n][0]）
{
q=&stotax[n][3];
First_Collection（q）;
}
intkey=0;
for（intj=0;jif（colec0[j]==p[i]）
{
key=1;
break;
}
if（key==0）
break;
}
elseif（islower（p[i]））
{
firstchars[first_num++]=p[i];
break;
}
}
}
}
voidCGrammaanalysisDlg:
:
Follow_Collection（charp）//求字符p的follow集，把结果保存在数组followchars中
{
if（p==stotax[0][0]）
followchars[follow_num++]='#';
for（inti=0;i{
for（intj=3;jif（p==stotax[i][j]）
{
if（islower（stot
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