编译原理词法分析报告.docx
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编译原理词法分析报告
1、实验目的
1、为初等函数运算语言构造词法分析器。
2、掌握生成词法分析器的方法，加深对词法分析原理的理解。
3、掌握设计、编制并调试词法分析程序的思想和方法
2、实验内容
一、根据下面的要求设计初等函数运算语言的词法模式，并用正则式表达出来
1、初等函数运算语言的常量为实数类型，其定义方式为实数的最一般书写方式，如：
123.321。
具体要求：
不支持整数部分大于。
时首数字为0；不支持小数点后结尾为0；不支持科学记数法；不支持仅为整数时有小数点；支持负数符号，不支持正数符号。
2、初等函数运算语言的变量采用与C语言的标识符定义一样的方式：
首字符为字母或下划线；其他的为字母、数字及下划线的混合串；区分大小写；变量长度不超过32个字符。
3、初等函数运算语言需要处理的函数仅为表一中所列举的内容。
函数的格式及参数内容也如表一所示。
4、初等函数运算语言支持四则运算，其计算的符号与C语言相同，为：
+-*/。
5、初等函数运算语言的合法的分隔符包括：
空格、制表符、、分行符圆括号（左、右）、分号。
其中空格、制表符、分行符可以出现在任何两个不同的单词中间；圆括号（左、右）用于表达式中，用于改变运算的优先级，以及标识函数的参数；分号用于标识一个语句的结束。
6、初等函数运算语言支持的常量还包括:
PI,Eo其中,PI为圆周率,E为自然常数。
二、将正则式转化为最小DFA,给出该DFA的形式化表示和图形表示。
三、根据DFA给出状态转换表。
四、给出初等函数运算语言的记号表，即词法分析中，语言中的记号将分为多少类，每一类型的编码、类型、属性等内容是什么。
五、编写词法分析器，将输入的字符串转化成为记号流，便于后续的语法分析工作。
要求词法分析器中能够识别词法错误。
2.1词法模式设计/正则式
分隔符compart=\t|\n|（|）|;|空格
运算符：
operation=+|-|*|/|=|^
变量：
variable=[a~zA~Z]（[a~zA~Z_0~9]）*
常量：
constant=（ε|-）（（0|（1~9）（0~9）*）（.（0~9）*（1~9）|ε））|PI|E
2.2DFA
注：
id表示字母,num表示数字
2.3状态转换表
id
0
1-9
下划线
减号
小数点
0
1
3
4
1
2
8
1
1
1
1
1
9
8
2
8
3
4
8
8
8
3
8
8
8
8
9
6
4
8
4
4
8
9
6
6
8
6
7
8
8
8
7
8
6
7
8
9
8
8
8
8
8
8
8
8
注：
0是初态，2,6是中间状态，1,3,4,7是终态，其中1表示标示符，3,4,7是实数，8表示不合法的状态，9表示'-'为减号
2.4记号表
符号
Sin
Cos
tg
ctg
log
lg
In
（
）
;
?
+
记号
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
符号
-
*
/
=
常量
变量
无法识别的标示符
^
{
}
记号
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
3、实验程序清单
#include
#include
usingnamespacestd;
#definemax10
charch='';
stringkey[7]={"sin","cos","tg","ctg","log","lg","ln"};//关键字
charcompart[6]={'\t','\n','（','）',';',''};//分隔符
charoperation[5]={'+','-','*','/','='};//运算符
//ints[8]={0,1,2,3,4,6,7,8};//状态集合，0是初态，2,6是中间状态，1,3,4,7是终态，其中1
表示标示符，3,4,7是实数，8表示不合法的状态
inttoken[23]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22};
//0表示sin，1表示cos，2表示tg,3表示ctg,4表示log，5表示lg,6表示ln,7表示（，8表
示），9表示；，10表示？
，11表示+，12表示-，13表示*，14表示/,15表示=，
//16表示常量，17表示变量,18表示不可识别标示符，19表示^,20表示逗号，21表示{，22
表示}
chararr[32];
intstate=0;
ints=0;
booltag=0;//tag=0表示'-'为负数的负号，tag=1表示'-'为减号
FILE*fp;
intIsKey（stringc）
{//判断是否为关键字
for（inti=0;i<7;i++）
{
if（key[i].compare（c）==0）returni;//返回下标，下标和其token记号一致
}
return-1;
}
boolIsLetter（charc）
{//判断是否为字母
if（（（c<='z'）&&（c>='a'））||（（c<='Z'）&&（c>='A'）））
return1;
else
return0;
}
boolIsNum（charc）
{//判断是否为1-9的数字
if（c>='1'&&c<='9'）
return1;
else
return0;
}
boolIsUnderline（charc）
{//判断是否为下划线
if（c=='_'）
return1;
else
return0;
}
voidmove（charch,ints）
{//在状态s接收字符ch后，移动的新状态
//arr=arr+ch;
switch（s）
{
case0:
{
if（ch=='_'||IsLetter（ch））
state=1;
else
{
if（ch=='0'）
state=3;
else
if（IsNum（ch））
state=4;
else
if（ch=='-'）
state=2;
else
state=8;
}
break;
}
case1:
{
if（IsNum（ch）||ch=='_'||IsLetter（ch）||ch=='0'）
state=1;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
case2:
{
if（ch=='0'）
state=3;
else
if（IsNum（ch））
state=4;
else
state=8;
break;
}
case3:
{
if（ch=='.'）
state=6;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
case4:
{
if（IsNum（ch）||ch=='0'）
state=4;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
if（ch=='.'）
state=6;
else
state=8;
break;
}
case6:
{
if（ch=='0'）
state=6;
else
if（IsNum（ch））
state=7;
else
state=8;
break;
}
case7:
{
if（ch=='0'）
state=6;
else
if（IsNum（ch））
state=7;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
case8:
{
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
}//switch
}
voidjudge（chararr[]）
{
if（s==3||s==4||s==7）
cout<<"（"<else
{
if（s==1）
{
if（!
strcmp（arr,"PI"）||!
strcmp（arr,"E"））
cout<<"（"<else
{
if（IsKey（arr）==-1）
cout<<"（"<else
cout<<"（"<}
}
else
if（s==9）
cout<<"（"<if（s==8）
cout<<"（"<}
switch（ch）
{
case'+':
cout<<"（"<case'*':
cout<<"（"<case'=':
cout<<"（"<case'/':
cout<<"（"<case'^':
cout<<"（"<case'（':
cout<<"（"<case'）':
cout<<"（"<case';':
cout<<"（"<case',':
cout<<"（"<case'{':
cout<<"（"<case'}':
cout<<"（"<case'?
':
cout<<"（"<case'':
case'/t':
case'/n':
{}
}
}
voidanalyse（FILE*fp）
{
inti=0;
while（ch!
='EOF'）
{
chararr[32]={'\0'};
while（ch!
='（'&&ch!
='）'&&ch!
='
'&&ch!
='\t'&&ch!
='\n'&&ch!
='{'&&ch!
='}'&&ch!
=','&&ch!
='?
'&&ch!
='-'
&&ch!
='^'&&ch!
=';'&&ch!
='+'&&ch!
='*'&&ch!
='/'&&ch!
='='&&ch!
='EOF'）
{
if（i<32）
{
arr[i]=ch;
move（ch,s）;
s=state;
}
i++;
ch=fgetc（fp）;
}//while
judge（arr）;
if（ch=='-'）
{
chararr[32]={'\0'};
i=0;
while（ch!
='（'&&ch!
='）'&&ch!
='
'&&ch!
='\t'&&ch!
='\n'&&ch!
='{'&&ch!
='}'&&ch!
=','&&ch!
='?
'
&&ch!
='^'&&ch!
=';'&&ch!
='+'&&ch!
='*'&&ch!
='/'&&ch!
='='&&ch!
='EOF'）
{
move（ch,s）;
s=state;
arr[i]=ch;
if（state!
=9）
{
i++;
ch=fgetc（fp）;
}
else
{//s=9为减号时
chararr[32]={'\0'};
break;
}
}//while
judge（arr）;
s=0;
i=0;
ch=fgetc（fp）;
}
else
{
chararr[32]={'\0'};
ch=fgetc（fp）;
i=0;
s=0;
}
}//while
}
voidmain（）
{
charin_fn[30];
FILE*fp;
cout<<"请输入源文件名（包括路径和后缀名）:
";
for（;;）
{
cin>>in_fn;
if（（fp=fopen（in_fn,"r"））!
=NULL）//意思是文件指针fpin在调用fopen打开文件如果失
败，则会成为一个空指针！
break;//文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会
被返回。
else
cout<<"文件路径错误！
请输入源文件名（包括路径和后缀名）:
";
}
cout<<"\n********************分析如下*********************"<ch=fgetc（fp）;
chararr[32]={'\0'};
arr[0]=ch;
//fseek（fp,-1,1）;
analyse（fp）;
fclose（fp）;
cout<inta;
cin>>a;
}
4、调试过程和运行结果
5、程序的主要部分及其功能说明
由DFN得到的状态转换程序：
voidmove（charch,ints）
{//在状态s接收字符ch后，移动的新状态
switch（s）
{
//状态0时，当接收到字符ch为字母或下划线时状态S转移到状态1，ch为0时转
移到状态3，ch为1-9时转移到状态4，ch为‘-’时，转移到状态2，否则转移到
状态8
case0:
{
if（ch=='_'||IsLetter（ch））
state=1;
else
{
if（ch=='0'）
state=3;
else
if（IsNum（ch））
state=4;
else
if（ch=='-'）
state=2;
else
state=8;
}
break;
}
case1:
{
if（IsNum（ch）||ch=='_'||IsLetter（ch）||ch=='0'）
state=1;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
case2:
{
if（ch=='0'）
state=3;
else
if（IsNum（ch））
state=4;
else
state=8;
break;
}
case3:
{
if（ch=='.'）
state=6;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
case4:
{
if（IsNum（ch）||ch=='0'）
state=4;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
if（ch=='.'）
state=6;
else
state=8;
break;
}
case6:
{
if（ch=='0'）
state=6;
else
if（IsNum（ch））
state=7;
else
state=8;
break;
}
case7:
{
if（ch=='0'）
state=6;
else
if（IsNum（ch））
state=7;
else
if（ch=='-'）
state=9;
else
state=8;
break;
}
case8:
state=8;
}//switch
}
从文件读字符，并进行词法分析，当读入的字符不为运算符和界符时就往下读，
并将读到的字符存入数组arr，当遇到运算符和界符时调用judge（arr）进行分析，输出
arr所存字符串及其属性，当遇到‘-’时，需要判断它是表示减号还是表示负数的
负号，主要是根据其状态来判断，如果输入‘-’后，若其状态没有调到状态9，则
其为负数的负号，否则为减号。
主要程序如下：
voidanalyse（FILE*fp）
{
inti=0;
while（ch!
='EOF'）
{
chararr[32]={'\0'};
while（ch!
='（'&&ch!
='）'&&ch!
='
'&&ch!
='\t'&&ch!
='\n'&&ch!
='{'&&ch!
='}'&&ch!
=','&&ch!
='?
'&&ch!
='-'
&&ch!
='^'&&ch!
=';'&&ch!
='+'&&ch!
='*'&&ch!
='/'&&ch!
='='&&ch!
='EOF'）
{
if（i<32）
{
arr[i]=ch;
move（ch,s）;
s=state;
}
i++;
ch=fgetc（fp）;
}//while
judge（arr）;
if（ch=='-'）//如果遇到‘-’
{
chararr[32]={'\0'};
i=0;
while（ch!
='（'&&ch!
='）'&&ch!
='
'&&ch!
='\t'&&ch!
='\n'&&ch!
='{'&&ch!
='}'&&ch!
=','&&ch!
='?
'
&&ch!
='^'&&ch!
=';'&&ch!
='+'&&ch!
='*'&&ch!
='/'&&ch!
='='&&ch!
='EOF'）
{
move（ch,s）;
s=state;
arr[i]=ch;
if（state!
=9）
{
i++;
ch=fgetc（fp）;
}
else
{//s=9为减号时
chararr[32]={'\0'};
break;
}
}//while
judge（arr）;
s=0;
i=0;
ch=fgetc（fp）;
}
else
{//是除‘-’外的运算符和界符时
chararr[32]={'\0'};
ch=fgetc（fp）;
i=0;
s=0;
}
}//while
}
6、实验收获体会
通过实验，我理解了如何通过DFA的状态转换来构造词法分析器，掌握了生成词法分析器的方法，加深了对词法分析原理的理解。
同时在编程的过程中提高了编程能力。
7、改进意见
该词法分析器所能识别的字符串是有限的，不够完全，像main,void,double,int等许多关键字都没有定义到关键字的数组里面去，仅能被识别为一个变量。
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