编译原理实验报告词法分析器.docx
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编译原理实验报告词法分析器
编译原理实验—词法分析器
一、实验目的
通过动手实践，使学生对构造编译系统的基本理论、编译程序的基本结构有更为深入的理解和掌握；使学生掌握编译程序设计的基本方法和步骤；能够设计实现编译系统的重要环节。
同时增强编写和调试程序的能力。
二、实验内容及要求
对某特定语言A，构造其词法规则。
该语言的单词符号包括：
保留字（见左下表）、标识符（字母大小写不敏感）、整型常数、界符及运算符（见右下表）。
功能要求如下所示：
·按单词符号出现的顺序，返回二元组序列，并输出。
·出现的标识符存放在标识符表，整型常数存放在常数表，并输出这两个表格。
·如果出现词法错误，报出：
错误类型，位置（行，列）。
·处理段注释（/**/），行注释（//）。
·有段注释时仍可以正确指出词法错误位置（行，列）。
三、实验过程
1、词法形式化描述
使用正则文法进行描述，则可以得到如下的正规式:
其中ID表示标识符，NUM表示整型常量，RES表示保留字，DEL表示界符，OPR表示运算符。
A→（ID|NUM|RES|DEL|OPR）*
ID→letter（letter|didit）*
NUM→digitdigit*
letter→a|…|z|A|…|Z
digit→0|…|9
RES→program|begin|end|var|int|and|or|not|if|then|else|while|do
DEL→（|）|.|;|,
OPR→+|*|:
=|>|<|=|>=|<=|<>
如果关键字、标识符和常数之间没有确定的算符或界符作间隔，则至少用一个空格作间隔。
空格由空白、制表符和换行符组成。
2、单词种别定义；
A语言中的单词符号及其对应的种别编码如下表所示：
单词符号
种别编码
单词符号
种别编码
program
1
+
16
begin
2
*
17
end
3
（
18
var
4
）
19
int
5
20
and
6
.
21
or
7
:
=
22
not
8
;
23
if
9
>
24
then
10
<
25
else
11
=
26
while
12
>=
27
do
13
<=
28
标识符
14
<>
29
整型常量
15
-
30
3、状态转换图；
语言A的词法分析的状态转换图如下所示：
空格符，制表符
或回车符字母或数字
数字
4、运行环境介绍；
本次实验采用MyEclipse进行代码的编写和编译及运行，编写语言为java语言；程序的运行环境为windows7旗舰版
5、关键算法的流程图及文字解释；
程序中用到的函数列表：
A类定义各种类函数以及包含主函数publicstaticvoidmain（）
变量ch储存当前最新读进的字符的地址
strToken存放当前字符串
main（）//主函数
Analysis（）//分析函数，每次读入一行文件，进行识别处理；
charGetChar（）;//取得当前位置的字符的内容放入ch，并提前指向下一个字符；
charGetNextChar（）；//取得当前位置的下一位置的字符，
StringConCat（）;//将ch指向的字符连接到strToken后面
isLetter（）;//判断ch指向的字符是否字母
isDigit（）;//判断ch指向的字符是否数字
add（p，str）;//向p表中插入当前strToken的字符串
BooleanfindKeyWord（str）;//检测当前strToken中的字符串是否保留字,若是,则执行getKeyWordKey（str），返回保留字的id，否则，判别其是否是已存在的标示符，若是，返回标示符的id以及该标示符在表中的位置；
findPunctuation（）//判断是否是一个保留的符号；
getindex（）//返回已经识别的标示符或者是数字的位置下标；
Booleanexist（）;//检测当前strToken中的字符串是否在标识符表中已存在,若是,则返回true,否则返回false
voidcallError（）;//出错处理过程,将错误的位置报告出来
（1）main（）函数的流程图如下:
（2）具体分析流程图：
继续判读
IndexoutofBound
6、测试报告（测试用例，测试结果）；
首先输入一个不含错误的程序（两种注释）进行检测：
运行后在控制台上得到的结果如下所示：
得到的二元组序列如下：
经检验，输出的是正确的二元组序列。
再输入一个含有错误的程序（含有注释）进行检验：
运行后在控制台上得到的结果如下所示：
经检验，错误的位置是正确的
如果是空文件，编译也会通过；
四、实验总结
通过本次试验，我加深了对编译原理中的词法分析的理解，同时通过动手，更加锻炼了自己。
本次试验由于使用的刚刚学习的java语言，通过这次机会加强了自己对java语言的熟悉的使用。
在这次试验中，感谢老师的认真的讲解与同学的无私的帮助。
总结来说，自己在这次试验中收获很大。
附：
以下为本次实验的源代码：
packageAnalysis;
importjava.io.BufferedReader;
importjava.io.File;
importjava.io.FileReader;
importjava.io.IOException;
importjava.util.ArrayList;
importjava.util.HashMap;
importjava.util.Map;
publicclassA{
privatestaticcharch;
privatestaticStringstrToken;
privatestaticintindex=0;
privatestaticintline=1;
privatestaticbooleannoteTag=false;
privateMapkeywords;
privateHashMappunctuations;
privatestaticArrayListp=newArrayList（）;
privatestaticArrayListq=newArrayList（）;
//getandset函数
publicchargetCh（）{
returnch;
}
publicvoidsetCh（charch）{
A.ch=ch;
}
publicStringgetStrToken（）{
returnstrToken;
}
publicvoidsetStrToken（StringstrToken）{
A.strToken=strToken;
}
publicvoidsetPunctuations（HashMappunctuations）{
this.punctuations=punctuations;
}
publicMapgetPunctuations（）{
returnpunctuations;
}
publicvoidsetKeywords（Mapkeywords）{
this.keywords=keywords;
}
publicMapgetKeywords（）{
returnkeywords;
}
//构造函数
publicA（）{
this.keywords=newHashMap（）;
keywords.put（1,"Program"）;
keywords.put（2,"begin"）;
keywords.put（3,"end"）;
keywords.put（4,"var"）;
keywords.put（5,"int"）;
keywords.put（6,"and"）;
keywords.put（7,"or"）;
keywords.put（8,"not"）;
keywords.put（9,"if"）;
keywords.put（10,"then"）;
keywords.put（11,"else"）;
keywords.put（12,"while"）;
keywords.put（13,"do"）;
this.punctuations=newHashMap（）;
punctuations.put（"+",16）;
punctuations.put（"*",17）;
punctuations.put（"（",18）;
punctuations.put（"）",19）;
punctuations.put（",",20）;
punctuations.put（";",21）;
punctuations.put（":
=",22）;
punctuations.put（">",23）;
punctuations.put（">=",24）;
punctuations.put（"<",25）;
punctuations.put（"<=",26）;
punctuations.put（".",27）;
punctuations.put（"<>",28）;
punctuations.put（"=",29）;
}
//函数定义（词法分析函数）
publicbooleanAnalyse（char[]strArray）{
index=0;//每次分析一行完成后就将index置0
chartemp1;
introwLength=strArray.length;
outer:
while（indexstrToken="";
ch=GetChar（strArray）;
if（ch==';'）{
System.out.println（"（21,;）"）;
}
elseif（ch==':
'）
{
index++;
System.out.println（"（22,：
=）"）;
}
elseif（ch=='.'）
{
System.out.println（"（27,.）"）;
}
elseif（ch=='>'）
{
if（（temp1=this.getNextChar（strArray））=='='）
System.out.println（"（24,>=）"）;
else
{
index--;
System.out.println（"（23,>）"）;
}
}
elseif（ch=='<'）
{
if（（temp1=this.getNextChar（strArray））=='='）
System.out.println（"（26,<=）"）;
elseif（temp1=='>'）
System.out.println（"（28,<>）"）;
else
{
index--;
System.out.println（"（25,<）"）;
}
}
elseif（ch=='*'&¬eTag==false）
{
System.out.println（"（17,*）"）;
}
elseif（java.lang.Character.isLetter（ch）&¬eTag==false）{
strToken=contact（strToken,ch）;
ch=getNextChar（strArray）;
while（（java.lang.Character.isLetter（ch））
||（java.lang.Character.isDigit（ch）））{
strToken=contact（strToken,ch）;
ch=getNextChar（strArray）;
}
index--;
//System.err.println（""+strToken）;
if（findKeyword（strToken））{
//System.out.println（"（15,"+strToken.toString（）+"）\n"）;
inti=getKeyWordKey（strToken）;
System.out.println（"（"+i+",--）"）;
}else
{
if（!
exist（p,strToken））
p.add（strToken）;
inti=getindex（p,strToken）;
//System.out.println（"（14,"+strToken.toString（）+"）\n"）;
System.out.println（"（14,"+i+"）"）;
}
}elseif（java.lang.Character.isDigit（ch）&¬eTag==false）{
strToken=this.contact（strToken,ch）;
ch=this.getNextChar（strArray）;
while（java.lang.Character.isDigit（ch））{
strToken=this.contact（strToken,ch）;
ch=this.getNextChar（strArray）;
}
index--;
//System.out.println（"（15,"+strToken.toString（）+"）\n"）;
if（!
exist（q,strToken））
q.add（strToken）;
inti=getindex（q,strToken）;
System.out.println（"（15,"+i+"）"）;
strToken="";
}elseif（ch=='/'||noteTag==true）{
intstartj=index;//注释起始位置标记
intstarti=line;
if（noteTag==false）{
//System.out.println（"该部分是注释注释，从第"+starti+"行第"+startj+"列开始"）;
}
chartemp=this.getNextChar（strArray）;
if（temp=='*'&¬eTag==false）{
temp=this.getNextChar（strArray）;
while（indextemp=this.getNextChar（strArray）;
if（temp=='*'&&（temp1=this.getNextChar（strArray））=='/'）
{
index--;
break;
}
if（index>=rowLength）
{
noteTag=true;
breakouter;
}
}
}
elseif（noteTag==true&&ch!
='*'）
{
while（indextemp=this.getNextChar（strArray）;
if（temp=='*'&&（temp1=this.getNextChar（strArray））=='/'）
{
noteTag=false;
//System.out.println（/*"该部分是注释注释，从第"+starti+"行第"+startj+"列开始*/"到第"+line+"行"+"第"+（index-0）+"列为止"）;
break;
}
}
}
elseif（temp=='/'）
{
while（true）
{
index++;
if（index>=rowLength）
breakouter;
}
}
else
returnfalse;
}else{
Stringkey=String.valueOf（ch）;
if（this.findPunctuation（key））{
System.out.println（"（"+this.getPunctuation（key）+","
+key+"）"）;
}elseif（key.equals（""）||key.equals（""））{//***********************
break;
}else
returnfalse;
//System.out.println（"[未知符号]"+key+"\n"）;
//strToken="";
}
}
returntrue;
}
publiccharGetChar（char[]array）{
try{
while（（array[index]）==''）{
index++;
}
index++;//提前指向下一个字符********************
}catch（ArrayIndexOutOfBoundsExceptione）{
return'';
}
returnarray[index-1];
}
publicchargetNextChar（char[]strChar）{
index++;
returnstrChar[index-1];
}
publicStringcontact（Stringtoken,charch）{
returntoken+String.valueOf（ch）;
}
publicbooleanfindKeyword（Stringstr）{
for（inti=0;i<13;i++）{
if（str.equalsIgnoreCase（this.keywords.get（i）））
returntrue;
}
returnfalse;
}
publicbooleanfindPunctuation（Stringstr）{
if（this.punctuations.containsKey（str））{
returntrue;
}else
returnfalse;
}
publicintgetPunctuation（Stringstr）{
returnthis.punctuations.get（str）;
}
publicbooleanClean（）{
returntrue;
}
publicvoidcallError（intline）{
System.out.println（"出现错误，错误位置在第"+line+"行,第"+index+"列"）;
}
publicbooleanexist（ArrayListp,StringstrToken）
{
if（p.contains（getStrToken（）））
returntrue;
else
returnfalse;
}
publicintgetKeyWordKey（Stringstr）
{
for（inti=1;i<=13;i++）
{
if（str.equalsIgnoreCase（this.keywords.get（i）））
returni;
}
return10000;
}
publicintgetindex（ArrayListp,StringStr）
{
returnp.lastIndexOf（Str）+1;
/*intj=0;
for（inti=0;i{
if（p.get（i）.equals（Str））
j++;
}
returnj;*/
}
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
Filefile=newFile（"F:
\\sample.txt"）;
Aa=newA（）;
char[]strChar=newchar[100];//限制每行代码字符数不超过100
BufferedReaderreader=nu
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