编译原理第二次上机实验报告软工李U172xx.docx

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编译原理第二次上机实验报告软工李U172xx

编译原理第二次上机实验报告

姓名：

李x

班级：

软工140x班

学号：

U2014172xx

实验二　设计实现简单语言的语法分析器

1、实验目的

通过该实验,熟练应用编译原理关于语法分析的基本理论和方法；学会用C/C++高级程序设计语言设计一个语法分析器；加深对编译原理理论的分析理解，提高实际操作和解决具体问题的能力。

2、实验条件

计算机上安装C/C++编译处理软件。

3、实验内容及要求

对下述单词表与语法定义的语言设计编制一个语法分析器。

单词符号及种别表、语法及语法分析器功能、基本要求如下：

（1）单词符号及种别表

单词符号

种别编码

单词值

main

1

int

2

float

3

double

4

char

5

if

6

else

7

do

8

while

9

l（l|d）*

10

内部字符串

（+|-|ε）dd*（.dd*|ε）（e（+|-|ε）dd*|ε）

20

二进制数值表示

=

21

+

22

-

23

*

24

/

25

（

26

）

27

{

28

}

29

30

;

31

>

32

>=

33

<

34

<=

35

==

36

!

=

37

#

0

（2）语法结构定义

<表达式>:

:

=<项>{+<项>|-<项>}

<项>:

:

=<因子>{*<因子>|/<因子>}

<因子>:

:

=ID|num|（<表达式>）

num:

:

=（+|-|ε）数字数字*（.数字数字*|ε）（e（+|-|ε）数字数字*|ε）

ID:

:

=字母（字母|数字）*

字母:

:

=a|b|c…|z|A|B|C…|Z

数字:

:

=0|1|2…|9

（3）语法分析器功能及基本要求

处理用户提交的符合上述文法的源代码序列，进行语法分析，并给出语法是否正确的结论。

（1）总体设计思想

利用自上而下的分析方法；本实验所采用的是LL

（1）分析法即预测分析法；每次通过词法分析模块读入一个完整的单词，在语法分析中判断正确性，最终将结果输出。

（2）详细算法设计

语法分析

<表达式>:

:

=<项>{+<项>|-<项>}

<项>:

:

=<因子>{*<因子>|/<因子>}

<因子>:

:

=ID|num|（<表达式>）

num:

:

=（+|-|ε）数字数字*（.数字数字*|ε）（e（+|-|ε）数字数字*|ε）

ID:

:

=字母（字母|数字）*

字母:

:

=a|b|c…|z|A|B|C…|Z

数字:

:

=0|1|2…|9

用字母替代后写成如下：

E→T{+T|-T}

T→F{*F|/F}

F→i|n|（E）

将该扩充文法还原

EE+T|E-T|T

TT*F|T/F|F

F（E）|i|n

消除非终结符E、T的直接左递归后，文法变为

ETE’

E’+TE’|-TE’|ε

TFT’

T’*FT’|/FT’|ε

F（E）|i|n

此文法是LL

（1）文法

求出该文法的预测分析表

i

n

+

-

*

/

（

）

$

E

ETE’

ETE’

ETE’

E’（e）

E’+TE’

E’TE’

E’ε

E’ε

T

TFT’

TFT’

TF’

T’（t）

T’ε

T’ε

T’*FT’

T’/FT’

T’ε

T’ε

F

Fi

Fn

F（E）

根据预测分析表、分析栈和一个总控程序来判断一个语句是否正确；

（3）流程框图

（4）函数相关说明

charinput[300];//存放输入的字符串

chartoken[20];//存放符合C语言词法规则的单词

charch;//单个字符

charprevious;//ch的前一个字符

charlatter;//ch的后一个字符

charch1,ch2;//当处理注释的时候使用

inttypenum;//表示单词的种别码

intp,m,n,cx;

doubledecimal;//记录小数

doublesum;//存放数字

intindex;//存放指数

intisNum;//是否是数字

intisDecimal;//记录是否为小数

intisExp;//记录是否为指数

intisNegative;//是否带负号（对于指数）

intisNegative1;//是否为负数

charX,a;

charstack[200];

voidscanner（）;

char*rwtab[11]={"main","int","float","double","char","if","else","while","do","end"};

//记录预测分析表，0表示没有产生式，其他数字表示产生式的序号

intList[5][9]={

{1,2,0,0,0,0,3,0,0},

{0,0,4,5,0,0,0,6,7},

{8,9,0,0,0,0,10,0,0},

{0,0,11,12,13,14,0,15,16},

{17,18,0,0,0,0,19,0,0}

};

charreturnResult（）函数返回n、i、e、+、-、*、/、（、）；

voidscanner（）扫描函数判断种别码

boolisVT（charx）判断是否为终结符

boolcheckList（intx,inty）查询是否在分析表中

intgetX（）、intgetY（）获取要查询数组M[X,a]元素的下标

voidmakeTop（）把栈顶放入X中

voidpush（intxy）将y1y2...yn逆序放入S栈中

intmain（）主函数

（5）输入与输出（包括出错处理）

输入以$结束回车即可运行程序

输出success!

或者unsuccess!

或者error!

unsuccess!

出错分为两种情况

1.词法错误：

error!

unsuccess!

2.词法正确但语法错误：

unsuccess!

（6）程序运行结果（屏幕截图）

（7）词法分析器使用说明

打开编译器VS或者VC++；文件新建项目；

将代码复制粘贴，编译运行，按照提示输入即可使用；

（8）心得与体会

加强了自己对于LL

（1）分析法的理解与记忆；第二次试验难度要大于第一次；主要难在求预测分析表；开始由于预测分析表求错误导致程序运行一直出错也不知道到底bug出在哪里，后来才发现自己预测分析表求错了；对于词法分析实验一已经给出，预测分析总控制程序算法书本上已经给出；所以最大的难点就是求预测分析表；这需要足够的耐心和细心才能保证FIRSE集和FOLLOW集不多一个，也不漏掉其中一个；后期需要加强练习；

（9）源程序清单

//语法编译器01.cpp:

定义控制台应用程序的入口点。

//

#include"stdafx.h"

#include

#include

#include

charinput[300];//存放输入的字符串

chartoken[20];//存放符合C语言词法规则的单词

charch;//单个字符

charprevious;//ch的前一个字符

charlatter;//ch的后一个字符

charch1,ch2;//当处理注释的时候使用

inttypenum;//表示单词的种别码

intp,m,n,cx;

doubledecimal;//记录小数

doublesum;//存放数字

intindex;//存放指数

intisNum;//是否是数字

intisDecimal;//记录是否为小数

intisExp;//记录是否为指数

intisNegative;//是否带负号（对于指数）

intisNegative1;//是否为负数

charX,a;

charstack[200];

voidscanner（）;

char*rwtab[11]={"main","int","float","double","char","if","else","while","do","end"};

//记录预测分析表，0表示没有产生式，其他数字表示产生式的序号

intList[5][9]={

{1,2,0,0,0,0,3,0,0},

{0,0,4,5,0,0,0,6,7},

{8,9,0,0,0,0,10,0,0},

{0,0,11,12,13,14,0,15,16},

{17,18,0,0,0,0,19,0,0}

};

charreturnResult（）

{

scanner（）;

switch（typenum）

{

case20:

return'n';//表示返回一个数字number

case10:

return'i';//表示返回id

case22:

return'+';

case23:

return'-';

case24:

return'*';

case25:

return'/';

case26:

return'（';

case27:

return'）';

case0:

return'$';

default:

return'e';//表示error!

}

}

voidscanner（）

{

cx=0;//用来记录小数点后面的位数

m=0;

sum=0;

decimal=0;

index=0;

isDecimal=0;

isNegative=0;

isNegative1=0;

isExp=0;

for（n=0;n<8;n++）

token[n]='\0';

ch=input[p++];

//处理回车换行空格

while（（ch==''）||（ch==9）||（ch==10））

{

ch=input[p++];

}

//处理注释

if（ch=='/'）

{

ch1=input[p];

if（ch1=='*'）

{

do

{

ch=input[p++];

ch2=input[p];

}while（（ch!

='*'）||（ch2!

='/'））;

p=p+1;

ch=input[p++];

}

}

if（（（ch>='a'）&&（ch<='z'））||（（ch>='A'）&&（ch<='Z'）））//如果当前ch为字母

{

while（（（ch>='a'）&&（ch<='z'））||（（ch>='A'）&&（ch<='Z'））||（（ch>='0'）&&（ch<='9'）））

{

token[m++]=ch;

ch=input[p++];

}

token[m++]='\0';

typenum=10;//10表示l（l|d）*

p=p-1;//回退一步

for（n=0;n<10;n++）

if（strcmp（rwtab[n],token）==0）

{

typenum=n+1;

break;

}

}

elseif（（ch>='0'）&&（ch<='9'））

{

isNum:

while（（ch>='0'）&&（ch<='9'））

{

sum=sum*10+（ch-'0'）;

ch=input[p++];

}

if（ch=='.'）

{

isDecimal=1;

ch=input[p++];

while（ch>='0'&&ch<='9'）

{

cx=cx+1;

decimal=decimal*10+（ch-'0'）;

ch=input[p++];

}

if（ch==''）

{

typenum=-1;

return;

}

for（inta=0;a

decimal=decimal*0.1;

sum=sum+decimal;

}

if（（ch=='e'）||（ch=='E'））

{

isExp=1;

ch=input[p++];

if（ch=='-'）

{

isNegative=1;//表示指数为负数

ch=input[p++];

}

if（ch=='+'）

{

isNegative=0;//表示指数为正

ch=input[p++];

}

if（ch==''）

{

typenum=-1;

return;

}

while（（ch>='0'）&&（ch<='9'））

{

index=index*10+（ch-'0'）;

ch=input[p++];

}

if（isNegative==1）//如果指数为负数

{

for（intk=0;k

sum=sum*0.1;

}

else

{

for（intk=0;k

sum=sum*10;

}

}

if（isNegative1==1）

sum=sum*（-1）;

p--;//回退一步

typenum=20;//表示为数字

}

//运算符、界运算符

else{

switch（ch）

{

case'=':

typenum=21;

token[m++]=ch;

break;

case'+':

previous=input[p-2];

latter=input[p];

//当+号前面为空或者（或者=并且后面为数字时，+表示正负号；

if（（（previous==''）||（previous=='（'）||（previous=='='））&&（（latter>='0'）&&（latter<='9'）））

{

isNegative1=0;//表示此+号为正负号

ch=input[p++];

gotoisNum;

}

//当+号前面为+、-、*、/号且后面为数字时，-号表示正负号;

elseif（（（previous=='+'）||（previous=='-'）||（previous=='*'）||（previous=='/'））&&（（latter>='0'）&&（latter<='9'）））

{

isNegative1=0;

ch=input[p++];

gotoisNum;

}

//如果+号后面是+、-号，则表示为加减号

elseif（（latter=='+'）||（latter=='-'））

{

typenum=22;

token[m++]=ch;

break;

}

//如果+号后面是字母；

elseif（（（latter>='a'）&&（latter<='z'））||（（latter>='A'）&&（latter<='Z'）））

{

typenum=22;

token[m++]=ch;

break;

}

elseif（（（（previous>='a'）&&（previous<='z'））||（（previous>='A'）&&（previous<='Z'））||（（previous>='0'）&&（previous<='9'）））&&（（latter>=0）||（latter<='9'）））

{

typenum=22;

token[m++]=ch;

break;

}

else

{

typenum=-1;

break;

}

case'-':

previous=input[p-2];

latter=input[p];

//当-号前面为空或者（或者=并且后面为数字时，-表示正负号；

if（（（previous==''）||（previous=='（'）||（previous=='='））&&（（latter>='0'）&&（latter<='9'）））

{

isNegative1=1;//表示此+号为正负号

ch=input[p++];

gotoisNum;

}

//当-号前面为+、-、*、/号且后面为数字时，-号表示正负号；

elseif（（（previous=='+'）||（previous=='-'）||（previous=='*'）||（previous=='/'））&&（（latter>='0'）&&（latter<='9'）））

{

isNegative1=1;

ch=input[p++];

gotoisNum;

}

//如果-号后面是+、-号，则表示为加减号

elseif（（latter=='+'）||（latter=='-'））

{

typenum=23;

token[m++]=ch;

break;

}

//如果-号后面是字母；

elseif（（（latter>='a'）&&（latter<='z'））||（（latter>='A'）&&（latter<='Z'）））

{

typenum=23;

token[m++]=ch;

break;

}

//如果前面为字母或者数字且后面为数字，则表示-号

elseif（（（（previous>='a'）&&（previous<='z'））||（（previous>='A'）&&（previous<='Z'））||（（previous>='0'）&&（previous<='9'）））&&（（latter>=0）||（latter<='9'）））

{

typenum=23;

token[m++]=ch;

break;

}

else

{

typenum=-1;

break;

}

case'*':

typenum=24;

token[m++]=ch;

break;

case'/':

typenum=25;

token[m++]=ch;

break;

case'>':

token[m++]=ch;

ch=input[p++];

if（ch=='='）

{

typenum=33;

token[m++]=ch;

}

else

{

typenum=32;

p--;

}

break;

case'<':

token[m++]=ch;

ch=input[p++];

if（ch=='='）

{

typenum=35;

token[m++]=ch;

}

else

{

typenum=34;

p--;

}

break;

case'（':

typenum=26;

token[m++]=ch;

break;

case'）':

typenum=27;

token[m++]=ch;

break;

case'{':

typenum=28;

token[m++]=ch;

break;

case'}':

typenum=29;

token[m++]=ch;

break;

case':

':

typenum=30;

token[m++]=ch;

break;

case';':

typen