编译原理语法分析程序设计.docx

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编译原理语法分析程序设计

一、实验内容和目的

1.已知待分析的C语言子集的语法，用EBNF表示如下：

（1）＜程序＞fmain（）＜语句块＞

（2）＜语句块＞f“”＜语句串＞“”

（3）＜语句串＞f＜语句＞{;＜语句＞};

（4）＜语句＞f＜赋值语句＞|＜条件语句＞|＜循环语句＞

（5）＜赋值语句＞fID=＜表达式＞

（6）＜条件语句＞fif（条件）＜语句块＞

（7）＜循环语句＞fwhile（＜条件＞）＜语句块＞

（8）＜条件＞f＜表达式＞＜关系运算符＞＜表达式＞

（9）＜表达式＞f＜项＞{+＜项＞}|＜项＞{-＜项＞}

（10）＜项＞f＜因子＞{*＜因子＞}|＜因子＞{/＜因子＞}

（11）＜因子＞fID|NUM|（＜表达式＞）

（12）＜关系运算符＞f＜|＜=|＞|＞=|==|!

=

2.实验目的、要求实现的功能

实验目的：

编制一个语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析。

实验要求：

在上机

（一）词法分析的基础上，采用递归子程序法或其他适合的语法分析方法，实现其语法分析程序。

要求编译后能检查出语法错误。

3.将实验方法改写为适合预测分析法的文法如下：

（1）＜程序＞fmain（）＜语句块＞

（2）＜语句块＞f{＜语句串＞}

（3）＜语句串＞f＜语句＞;＜语句串＞

（3_1）＜语句串＞f£

（4）＜语句＞f＜赋值语句＞

（5）＜语句＞f＜条件语句＞

（6）＜语句＞f＜循环语句＞

（7）＜赋值语句＞fID=＜表达式＞

（8）＜条件语句＞fif（＜条件＞）＜语句块＞

（9）＜循环语句＞fwhile（＜条件＞）＜语句块＞

（10）＜条件＞f＜表达式＞＜关系运算符＞＜表达式＞

（11）＜表达式＞f＜项＞＜表达式'＞

（11_1）＜表达式、＞f+＜项＞＜表达式'＞

（11_2）＜表达式'＞f-＜项＞＜表达式'＞

（11_3）＜表达式、＞f£

（12）＜项＞f＜因子＞＜项'＞

（12_1）＜项、＞f*v因子＞＜项'＞

（12_2）＜项、＞f/＜因子＞＜项'＞

（12_3）＜项、＞f£

（13）＜因子＞fID

（14）＜因子＞fNUM

（15）＜因子＞f（v表达式＞）

（16）＜关系运算符＞f＜

（17）＜关系运算符＞f＜=

（18）＜关系运算符＞-＞

（19）＜关系运算符＞—＞=

（20）＜关系运算符＞—==

（21）＜关系运算符＞—!

=

4.求改写后文法的非终结符号的FIRST集和FOLLOW集:

非终结符号

FIRST

FOLLOW

＜程序＞:

main

#

＜语句块＞

{

#;

＜语句串＞

IDifwhile£

}

＜语句＞

IDifwhile

J

＜赋值语句＞

ID

J

＜条件语句＞

if

J

＜循环语句＞

while

J

＜条件＞

IDNUM（

）

＜表达式＞

IDNUM（

<<=>>===!

=）;

＜表达式＞:

+-£

<<=>>===!

=）;

<项>

IDNUM（

+-<<=>>===!

=）；

<项'>

*/£

+-<<=>>===!

=）；

＜因子＞:

IDNUM（

*/

＜关系运算符＞

<<=>>===!

=

IDNUM（

5.根据求得的FIRST集和FOLLOW集构造LL

（1）分析表如下：

表格内空白的部分表示“出错”，非空白部分表示要压入分析栈中的文法符号，是按照对

应产生式的逆序存放的，即当查找分析表时，表格内的内容从左至右依次入栈

第3步中改写文法的LL

（1）分析表

main

if

while

ID

NUM

（

）

{

}

+

-

*

/

<

<=

>

>=

==

!

=

=

；

#

＜程序＞

<语句块>

）（main

＜语句块＞

}

＜语句串＞

{

＜语句串＞

＜语句串＞;＜语句＞

£

＜语句＞

＜条件语句＞

＜循环语句＞

＜赋值语句＞

＜赋值语

句＞

＜表达式＞

=ID

＜条件语

句＞

＜语句块＞）

＜条件＞（if

＜循环语

句＞

＜语句块＞）＜条件＞（while

＜条件＞

＜表达式＞＜关系运算符＞＜表达式＞

＜表达式＞

＜表达式'＞＜项＞

＜表达式'＞

£

＜表达式'＞

＜项＞+

＜表达式'＞

＜项＞-

£

£

£

£

£

£

£

<项>

＜项'＞＜因子＞

<项'>

£

£

£

<项'>

<因子>*

<项'>

<因子>/

£

£

£

£

£

£

£

＜因子＞

ID

NUM

）＜表达式＞（

＜关系运算

符＞

<

<=

>

>=

==

!

=

二、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）

操作系统：

MicrosoftWindows7

开发平台：

MicrosoftVisualStudio2010

三、实验方法、步骤

登录MicrosoftWindows7操作系统

打开VisualStudio2010开发平台

新建“项目”

“Win32控制台应用程序”

输入项目名称

“应用程序设置”

勾选“空项目”复选框

右击左侧“解决方案资源管理器”下的“源文件”

“添加”

“新建项…”

新建一个“C++文件（.cpp）”

在新建的.cpp文件中输入语法分析代码

调试

运行

记录结果

完成实验报告。

四、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）

源代码见实验报告所在目录下的yangdongdong_2.cpp以下是部分程序代码的截图:

31nt

^37{

838]

539

315+intlaoJcupTable（intnonTenninaJ-,classNo,FILE^oFiie）

66?

|"语法分析程序样

+|inrgait瞪丄~~

ir^inG

匚二己rrir亡二;Y调用语三分产握言：

・

return0;

五、实验结果

测试一：

输入文本1（inputl.cpp）:

1

bofilD（）

204

3

a=a41；

4

if（a<3）

sE

3{

G

surt=suit]-Fi；

7

一Is.■

f・

a

3E

Q{

10

3knr-Bun-l；

1L

-、■

亠**

12

3uir=aj'5UJT-a/3'Ujr;

13

■-

调用语法分析程序后的运行情况:

输出output1.txt文件：

tD：

）卜

工具⑴帶陆（H）

共品<制录新建文件夹

燈改日期

,CLltputl.tKt

2010/12/1215:

24

立年文档

吋input2,cpp

2010/12/1215:

21

C++Source

inputl^cpp

2010/12/1215:

08

C*+Source

output1.txt文件中的内容如下:

Ioutputltxt-远事本

文嚨（0鞭旧艳式回壹看巴壽期ttD

nain（）</

?

ID=

-

ID

+

iFKE：

$$inN1>

-

HUH

；

1F（）{EXPRESSI0NXRELA_OPTXEKPRESSIOH>

ID

（>：

1D-

ID

+

NUM

：

while7）

文悴（0濡施1艳式d童看也

|LIHE[8]:

—>

tfhile（

）—H

4

LINEL8J：

--〉

LIHE[8]:

—>

LIHE[8]:

—y

LINE[町:

—>

ID

L1NE[8]：

<7ERM_1>—>

LINE[8]：

—>

坨MULL〉

LINE[8]：

—>

>=

LIHE[8]:

—>

LINE⑹:

—>

LINE[8]:

—>

NUM

LINE[8]：

—>

LINE[8]:

—>

L1NE[9]:

—>

<y

LINE[10]

:

—

>

LIHE[10]

:

—

>

F

LINE[1B]

:

—

>ID-

LINETIBl

:

—>

LINE[-10]

:

—

>

LINE[1O]

:

—>ID

LIHE[10]

:

—

>

LIHET101

：

—

>-

LIHEflB]

：

—

>

LIHE[18]

z—

>HUH

LIHE[10]

:

—

>

J

cutputltxt-记事本

r

|outputltxt-记事本

文样is礎⑹植式gj童看M務旬砂

语法扫描咸功完咸•…

丿④

注：

语法分析程序本身只要求输出分析结果，此处暂时将每一步推导所用的产生式输出,方便对照检查，LINE[N]表示第N行，以下测试类似，不再说明。

测试二：

输入文本2（input2.cpp）:

1[iAin（3）

20{

:

if（a<3）3（

3iirt=3Uir41^

11

while:

3Lanr>=9J（

5Wi=5':

5^iiir-G'

131-}

调用语法分析程序后的运行情况：

输出output2.txt文件

（D：

）卜

丄貝CD

*刻录新童丈件夹

燈改日期

outputs.tirt

2010/12/1216:

35

,OUtpUtl.tKt

2010/12/1216:

24

也input2xpp

2010/12/1215;21

dSource

Output2.txt文件中的内容如下:

]output2.tvt”远事本

IZZ3

文祥（E）漏辑近宿式◎壹看塑帮助（H）

LIHE[1J:

LINE[1]:

LINE[2J：

LINE[3]:

LIHE[3J:

LINE[3]:

LINE[3]：

LIKE[3J：

LINE[3]=

LINE[3|:

LIHE[3]：

LIHE[3]:

LIHE[9J:

LIHE[9|:

LIHE[3]；LIHE[3]：

LIHE[41：

LlHE[>il：

LIME[4J；LIME[4]:

LIHE[4J：

LlNE[iiJ:

LINE[2|J：

naln（）

<}；id=

+—

HUM—

;

jf（）

■K

output2.t

文禅旧輻辑®宿式g】壹看⑼帮朋砂

LINE[4）:

LINE[H]：

LINE[HJ：

LIME[4]:

LIHE[4J:

LlHE[i|]:

LINE[t|J：

LIME[U]:

LINE[4]:

L1HE[4J:

LIME[5J：

LINE[6]:

LINE[6J：

L1HE[6J:

LINE[6J：

LINE[6]:

LINE[6]：

LINE[6]:

LINE[6）:

LINE[6]:

LIHE[6）：

LIHE[6]=LIHE[6）:

LIHE[7]:

—>ID

-一>—>

—><—>KTERMXEaiPRESS10N_1>-一>—>NUM~

—>

—>

「印丽肌可能缺少*

—><<5TI1J_STRfRI1>><£TNT_STREnn>—>；—>—>1D=

CEXFRESSIOhl>—>—>—>ID—>—>+一—>NUM

—>--〉—>

K~

□utput2.1rt-远事衣

文件旧輻瑁®梧式◎查春璽帮助（H）

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LINE[16]：

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-—>KfiSSI1_STIfT>-—>I»=—>―〉—>w—

|output2.1rt-记事本

I~I

文件（E）锚Q格式◎查看型｝帮勛旧）

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--〉ID

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LIHE[12]

LIHE[12]

LINE[12]

LINE[12]

LINE[13]

ERROR*

ERRORERROR

ERRORERRORERROR

ERRORERROR

词［仙］

[21][H][2*][10]

[23][1«]

【25]

—>

唔法扫描成功完成….

六、分析和结论

1.本程序先用预先分析法进行语法分析，基本思路是：

（1）首先初始化分析栈和输入单词指示器（即读取当前输入串中的第一个单词）；

（2）然后查看当前分析栈的栈顶符号：

①如果是终结符号，则查看是否与当前输入单词匹配，若匹配则将之出栈，输入指示器指向下一个单词，进行下一轮扫描，若不匹配则报错，②如果是非终结符号，则根据当前输入单词查找分析表，若查到，则将当前栈顶符号出栈，并将查到的产生式逆序入栈，进入下一轮扫描，若没有查到，则报错；（3）最后，若分析栈和输入单词同时为结束符（#）时，表示语法分析成功，程序结束。

2.本程序对语法分析中的错误处理和识别有很多问题，如某些错误可能导致程序进入死循环，因此在语法错误处理方面仍有待改进

3.程序中对文件的操作仍一些不足之处，如：

若关闭输入文件时失败，则会导致输出文件也无法关闭，占用系统资源。

另外，此程序只是对语法分析过程的一个演示，当真正进编译程序的编制时，需要配合专门的语法错误处理程序和中间代码转换程序等进行编译。