编译原理词法分析器语法分析器实验报告.docx
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编译原理词法分析器语法分析器实验报告
编译原理词法分析器语法分析器实验报告
班级网络0802学号
姓名叶晨舟指导老师朱玉全
2021年7月4日
一、目的
编译技术是理论与实践并重的课程，而其实验课要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。
从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。
二、任务及要求
基本要求：
1．词法分析器产生下述小语言的单词序列
这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内部值如下表：
对于这个小语言，有几点重要的限制：
首先，所有的关键字（如IFpWHILE等）都是“保留字”。
所谓的保留字的意思是，用户不得使用它们作为自己定义的标示符。
例如，下面的写法是绝对禁止的：
IF（5）=x其次，由于把关键字作为保留字，故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。
也就是说，对于关键字不专设对应的转换图。
但把它们（及其种别编码）预先安排在一张表格中（此表叫作保留字表）。
当转换图识别出一个标识符时，就去查对这张表，确定它是否为一个关键字。
再次，如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔，则必须至少用一个空白符作间隔（此时，空白符不再是完全没有意义的了）。
例如，一个条件语句应写为
IFi0i=1;而绝对不要写成
IFi0i=1;
因为对于后者，我们的分析器将无条件地将IFI看成一个标识符。
这个小语言的单词符号的状态转换图，如下图：
2．语法分析器能识别由加+减-乘*除/乘方^括号（）操作数所组成的
算术表达式，其文法如下：
E→E+T|E-T|TT→T*F|T/F|FF→P^F|Pp→（E）|i
使用的算法可以是：
预测分析法；递归下降分析法；算符优先分析法；
LR分析法等。
3．中间代码生成器产生上述算术表达式的中间代码（四元式序列）
三、实现过程
给出各题目的详细算法描述，数据结构和函数说明，流程图。
1、词法分析器的流程图
2、语法分析器主程序图
3、中间代码生成器流程图：
四、源程序
词法分析器:
#includestring.h#includemalloc.h
#includeiostreamusingnamespacestd;
typedefstructtable//分析表存储结构{
charm;}table;
tableM;//定义分析表
typedefstructstacknode//定义栈内元素节点（带头结点（为空）的）{
chardata;
structstacknode*next;}stackk;
voidinitlink（stackk*s）//初始化新栈{
s=（stackk*）malloc（sizeof（stackk））;s-next=NULL;}
voidpoplink（stackk*s）//顶元素出栈{
stackk*p;charv;
if（s-next!
=NULL）{
p=s-next;
v=p-data;s-next=p-next;}free（p）;}
voidpushlink（stackk*s,charx）//新元素入栈{
stackk*p;
p=（stackk*）malloc（sizeof（stackk））;p-data=x;
p-next=s-next;s-next=p;}
voiddisplay（stackk*s）//打印现实显示栈内元素{
inti=0,j;charst;p=s-next;
while（p!
=NULL）{
st[i++]=p-data;p=p-next;}for（j=i-1;jj--）printf（“%c“,st[j]）;
for（j=0;j16-i;j++）//打印对齐格式printf（"%c",''）;}
chargettop（stackk*s）//返回栈顶元素值{
if（s-next==NULL）return0;else
returns-next-data;}
intfind（charc,chararray[]）//查找函数，{inti;
intflag=0;
for（i=0;ii++）{
if（c==array[i]）flag=1;}
returnflag;}
intlocation（charc,chararray[]）//定位函数,指出字符所在位置{inti;
for（i=0;ii++）{
if（c==array[i]）
}}
voiderror（）//出错函数定义{
printf（"%15c出错!
\n",''）;}
voidanalyse（charVn[],charVt[]）{
inti,j,m,p,q,length,t,h;charw,X;charstr;opt0:
scanf（"%s",str）;
for（i=0;istrlen（str）;i++）{
if（!
find（str[i],Vt））{
printf（"输入字符串有误!
请重新输入!
"）;gotoopt0;break;}}
stackk*st;initlink（st）;
pushlink（st,'#'）;pushlink（st,Vn）;//#与识别符号入栈j=0;
h=1;w=str;
printf（"步骤%-12c分析栈%-24c剩余输入串%-12c所用产生式\n",'','',''）;opt1:
printf（"%-16d",h）;//显示步骤h++;
display（st）;//显示分析栈中内容X=gettop（st）;//上托栈顶符号放入Xpoplink（st）;
for（intk=0;k14+j;k++）//打印对齐格式
printf（"%c",''）;
for（t=j;tstrlen（str）;t++）
{
printf（"%c",str[t]）;//显示剩余字符串}
if（find（X,Vt）X!
='#'）//分析栈的栈顶元素和剩余输入串的第一个元素相比较{
if（X==w）{printf（"%15c匹配\n",X）;j++;w=str[j];gotoopt1;}else
error（）;}else{
if（X=='#'）{
if（X==w）{
printf（"%8c是该文法的句子！
\n",''）;}else
error（）;}else{
p=location（X,Vn）;q=location（w,Vt）;
char*S1="null",*S2="NULL";
if（strcmp（M[p][q].m,S1）==0||strcmp（M[p][q].m,S2）==0）//查找产生式error（）;else
{
charstr0;
strcpy（str0,M[p][q].m）;
printf（"%15c--%s\n",X,str0）;//显示对应的产生式if（strcmp（str0,"$"）==0）gotoopt1;else{
length=strlen（str0）;//逆序进栈for（m=length-1;mm--）{
pushlink（st,str0[m]）;}
gotoopt1;}}}}}
intmain（）{
inti,k,n,r;
charVn,Vt,select;
printf（"******************************************************************\n"）;printf（"对任意输入LL
（1）文法的分析表，判断验证字符串是否为该文法的句子\n"）;printf（"并能给出分析和演示过程。
\n"）;
printf（"******************************************************************\n"）;opt2:
printf（"请输入各终结符（#号表示结束）Vt[i]:
\n"）;for（i=0;ii++）{
scanf（"%c",Vt[i]）;if（Vt[i]=='#'）{
r=i;break;}}
printf（"请输入非终结符个数:
\n"）;scanf（"%d",getchar（）;
for（i=0;ii++）{
printf（"请输入非终结符Vn[%d]:
\n",i）;scanf（"%c",Vn[i]）;getchar（）;
printf（"请输入此非终结符对应各终结符的产生式右部（null或NULL表示出错;$表示空串）:
\n"）;
for（k=0;kk++）{
scanf（"%s",M[i][k].m）;getchar（）;}}opt3:
printf（"请输入要分析的字符串，且以#结束:
\n"）;analyse（Vn,Vt）;
printf（"********************请选择***********************\n"）;printf（"1:
输入字符串\n"）;printf（"2:
输入新分析表\n"）;printf（"0:
退出\n"）;printf（"*************************************************\n"）;opt4:
cinselect;switch（select）{
case'1':
{gotoopt3;break;}case'2':
{gotoopt2;}case'0':
{break;}
default:
{printf（"输入错误!
请重新选择:
"）;gotoopt4;break;}}
return0;}
运行结果：
语法分析器源程序：
#includestring.h#includeiostreamusingnamespacestd;charprog,token;charch;
intsyn,p,m=0,n,row,sum=0;
char*rwtab={"dim","if","do","stop","end","and","begin","bool","case","char","false","for","int","not","or","set","then","true","until","while"};
voidscaner（）{for（n=0;nn++）token[n]=NULL;ch=prog[p++];while（ch==''）{ch=prog[p];p++;}if（（ch='a'ch='z'）||（ch='A'ch='Z'））
{m=0;while（（ch='0'ch='9'）||（ch='a'ch='z'）||（ch='A'ch='Z'））{token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';p--;syn=21;for（n=0;nn++）{if（strcmp（token,rwtab[n]）==0）{syn=n+1;break;}}}elseif（（ch='0'ch='9'））{{sum=0;while（（ch='0'ch='9'））{sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}}p--;syn=7+15;if（sum*****）syn=-1;}elseswitch（ch）{
case'=':
syn=8+15;token=ch;break;case'+':
syn=9+15;token=ch;break;case'*':
m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if（ch=='*'）{
syn=11+15;token[m++]=ch;}else{syn=10+15;p--;}
break;
case',':
syn=12+15;token=ch;break;case'（':
syn=13+15;token=ch;break;case'）':
syn=14+15;token=ch;break;case'#':
syn=0;token=ch;break;case'':
m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if（ch==''）{syn=17+15;token[m++]=ch;}elseif（ch=='='）{syn=16+15;token[m++]=ch;}else{syn=15+15;p--;}break;
case'':
m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if（ch=='='）{syn=19+15;token[m++]=ch;}else{syn=18+15;p--;
}break;
case':
':
m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if（ch=='='）{syn=21+15;token[m++]=ch;}else{syn=20+15;p--;}break;
case'/':
syn=22+15;token=ch;break;case'-':
syn=23+15;token=ch;break;case';':
syn=24+15;token=ch;break;default:
syn=-1;break;}}
voidmain（）{p=0;row=1;coutendlendlendl;cout"***************************小型词法**********************************"endlendl;cout"请输入一段程序（以#结束）:
";do{cin.get（ch）;prog[p++]=ch;}while（ch!
='#'）;p=0;coutendl"**************************词法分析*********************************"endl;cout"种别编码自身值"endl;do{scaner（）;switch（syn）
分析结果如器
下
{case22:
cout"（"syn","sum"）"endl;break;case-1:
cout"Errorinrow"row"!
"endl;break;
default:
cout"（"syn","token"）"endl;break;}}while（syn!
=0）;}
运行结果：
}
中间代码生成器源程序：
表达式生成四元式递归子程序法
#includestring#includeiostreamusingnamespacestd;
#define*****_SIZE100
charEMachine（charw）;//表达式E的自动机charTMachine（charw）;//表达式T的自动机charFMachine（charw）;//表达式F的自动机boolZMachine（）;//表达式Z的自动机stringintToString（inta）;//整形变成字符串形函数
classstack//栈类定义{
private:
inttop;
string*stacka;intmaxsize;public:
stack（intsize=*****_SIZE）;~stack（）{delete[]stacka;}voidpush（conststringitem）;stringpop（void）;
stringgettop（void）const;
boolempty（void）const{return（top==-1）;}
boolfull（void）const{return（top==maxsize-1）;}voidclear（void）{top=-1;}};
stack:
:
stack（intsize）//栈类的构造函数{
top=-1;
maxsize=size;
stacka=newstring[maxsize];if（!
stacka）{
cerr"allocatememoryfailed."endl;exit
（1）;}}
voidstack:
:
push（conststringitem）//压栈操作{
if（full（））{
cerr"stackfull,cannotpush."endl;return;}
top++;
stacka[top]=item;}
stringstack:
:
pop（void）//出栈操作{
if（empty（））{
cerr"stackempty,cannotpop."endl;exit
（1）;}
stringitem=stacka[top];top--;
returnitem;}
stringstack:
:
gettop（void）const//取栈顶操作{
if（empty（））{
cerr"stackempty,cannotgettop."endl;exit
（1）;}
returnstacka[top];}
staticstackwordStack;//符号栈staticintnoOfQuet=0;//静态四元式个数记录staticintnoOfT=1;//静态状态个数记录
voidmain（）{//主函数charyesOrNo;//进行一个循环操作控制do{cout"请输入算术表达式：
"endl;noOfT=1;//每次结束询问ZMachine（）;coutendl"Continue?
YesorNot:
";cinyesOrNo;//输入“Y”则继续}while（yesOrNo=='y'）;//否则程序结束}
boolZMachine（）{//Z自动机charw;cinw;w=EMachine（w）;//调用E自动机
if（w=='#'）{//遇到“#”则结束returntrue;}else{returnfalse;}}
charEMachine（charw）{//E自动机stringoperate,a,b,c;stringstate;w=TMachine（w）;//调用T自动机while（w=='+'||w=='-'）{//是加或减符号operate=w;cinw;//读入下一字符w=TMachine（w）;//调用T自动机b=wordStack.pop（）;//字符栈弹出a=wordStack.pop（）;//两个操作字符cout"（\""operate"\","a","b",t"noOfT"）"endl;c="t"+intToString（noOfT）;//输出四元式wordStack.push（c）;//新状态压栈noOfT++;//状态计数加一}returnw;}
charTMachine（charw）{stringoperate,a,b,c;stringstate;w=FMachine（w）;//调用F自动机while（w=='*'||w=='/'）{//是乘除号operate=w;cinw;//读取下一字符w=FMachine（w）;//调用F自动机b=wordStack.pop（）;//符号栈弹出a=wordStack.pop（）;//两个操作字符cout"（\""operate"\","a","b",t"noOfT"）"endl;c="t"+intToString（noOfT）;//输出四元式wordStack.push（c）;//新状态压栈noOfT++;//状态计数加1}returnw;}
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