06072 05级 编译原理实验教案.docx

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0607205级编译原理实验教案

班级:

计科0501/0502

教师:

刘小豫

实验一源程序的输入及预处理

一、实验目的

明确预处理子程序的任务,构造一个简单的预处理子程序,对源程序进行相应的预处理。

二、实验要求

选择一种熟悉的高级语言,编制读入源程序和进行预处理的程序。

三、实验内容

定义模拟的简单语言的词法构成,编制读入源程序和进行预处理的程序,要求将源程序读入到文件或存入数组中,再从文件或数组中逐个读取字符进行预处理,包括去掉注释、Tab、Enter和续行符等操作,并显示预处理后的程序。

四、实验学时

2学时

五、实验步骤

1.从键盘读入源程序存放到输入缓冲区中。

2.对源程序进行预处理,预处理后的程序存放到扫描缓冲区中。

3.显示预处理后的程序。

六、参考源程序(C++语言编写)

//源程序的输入及预处理

#include

#include

voidpro_process(char*);

voidmain()//测试驱动程序

{

//定义扫描缓冲区

charbuf[4048]={'\0'};//缓冲区清0

//调用预处理程序

pro_process(buf);

//在屏幕上显示扫描缓冲区的内容

cout<

}

voidpro_process(char*buf)//预处理程序

{

ifstreamcinf("source.txt",ios:

:

in);

inti=0;//计数器

charold_c='\0',cur_c;//前一个字符,当前字符。

boolin_comment=false;//false表示当前字符未处于注释中。

while(cinf.read(&cur_c,sizeof(char))){//从文件读一个字符

switch(in_comment){

casefalse:

if(old_c=='/'&&cur_c=='*'){//进入注释

i--;//去除已存入扫描缓冲区的字符'/'

in_comment=true;

}

else{

if(old_c=='\\'&&cur_c=='\n')//发现续行

i--;//去除已存入扫描缓冲区的字符'\'

else{

if(cur_c>='A'&&cur_c<='Z')//大写变小写

cur_c+=32;

if(cur_c=='\t'||cur_c=='\n')//空格取代TAB换行

cur_c='';

buf[i++]=cur_c;

}

}

break;

casetrue:

if(old_c=='*'&&cur_c=='/')//离开注释

in_comment=false;

}//endofswitch

old_c=cur_c;//保留前一个字符

}//endofwhile

buf[i++]='#';//在源程序尾部添加字符'#'

}

实验二词法分析程序实现

一、实验目的

加深对词法分析器的工作过程的理解;加强对词法分析方法的掌握;能够采用一种编程语言实现简单的词法分析程序;能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段进行词法分析。

二、实验要求

1.对单词的构词规则有明确的定义;

2.编写的分析程序能够正确识别源程序中的单词符号;

3.识别出的单词以<种别码,值>的形式保存在符号表中,正确设计和维护符号表;

4.*对于源程序中的词法错误,能够做出简单的错误处理,给出简单的错误提示,保证顺利完成整个源程序的词法分析;

5.实验报告要求用自动机或者文法的形式对词法定义做出详细说明,说明词法分析程序的工作过程。

三、实验内容

自定义一种程序设计语言,或者选择已有的一种高级语言,编制它的词法分析程序。

词法分析程序的实现可以采用任何一种编程工具。

四、实验学时

6学时

五、实验步骤

1.定义目标语言的可用符号表和构词规则(参考教材17页例2.6正规定义);(自己定义)

2.调用预处理程序,对源程序进行单词切分和识别,直到源程序结束;

3.对正确的单词,按照它的种别以<种别码,值>的形式输出到显示器,*并保存在符号表中;

4.*对不正确的单词,做出错误处理。

六、选作实验

带星号的内容为选作内容。

学生可以根据自身的情况完善词法分析程序的错误处理功能,如对错误的单词给出准确的位置和错误类型提示。

七、参考源程序(C++语言编写)

词法分析器流程图

//词法分析器手工构造实例

#include

#include

#include

#include

#include

constshortWORDLEN=20;

structcode_val{

charcode;

charval[WORDLEN];

};

//预处理函数原型

voidpro_process(char*);

//扫描函数原型

code_valscanner(char*);

//拼接函数原型

voidconcat(char[],char);

//查保留字表函数

charreserve(char[]);

//主函数

voidmain()

{

charbuf[4048]={'\0'};//扫描缓冲区

//预处理

pro_process(buf);

//显示buf

cout<

//单词识别

ofstreamcoutf("Lex_r.txt",ios:

:

out);

code_valt;//临时变量

do{

t=scanner(buf);//调用一次扫描器获得一个单词二元式

cout<

coutf<

}while(t.code!

='#');

cout<<"Endoflexicalanalysis!

"<

getch();

}

//扫描函数,每调用一次,返回一个单词的二元式。

structcode_valscanner(char*buf)

{

staticinti=0;//buf指针

structcode_valt={'\0',"NUL"};//临时变量

chartoken[WORDLEN]="";//用于拼接单词

//去除前导空格

while(buf[i]=='')i++;

//开始识别单词

//标识符或基本字

if(buf[i]>='a'&&buf[i]<='z'){

while(buf[i]>='a'&&buf[i]<='z'||buf[i]>='0'&&buf[i]<='9')

concat(token,buf[i++]);

t.code=reserve(token);//查保留字表

if(t.code=='i')strcpy(t.val,token);//是标识符

returnt;//返回标识符或基本字的二元式

}

//整常数或实常数

if(buf[i]>='0'&&buf[i]<='9'){

while(buf[i]>='0'&&buf[i]<='9')

concat(token,buf[i++]);

if(buf[i]=='.'){//实常数123.

concat(token,buf[i++]);

while(buf[i]>='0'&&buf[i]<='9')//123.4

concat(token,buf[i++]);

t.code='y';

}

else//整常数

t.code='x';

strcpy(t.val,token);

returnt;//返回当前单词整常数(123)或实常数(123.或123.4)的二元式

}

//无整数部分实常数

if(buf[i]=='.'){

concat(token,buf[i++]);

if(buf[i]>='0'&&buf[i]<='9'){

while(buf[i]>='0'&&buf[i]<='9')

concat(token,buf[i++]);

t.code='y';

strcpy(t.val,token);

returnt;//返回当前单词实常数(.123)的二元式

}

else{//单个.错误词形

cout<<""<

exit(0);

}

}

//其余单词

switch(buf[i]){

case',':

t.code=',';

break;

case';':

t.code=';';

break;

case'(':

t.code='(';

break;

case')':

t.code=')';

break;

case'=':

t.code='=';

break;

case'+':

if(buf[++i]=='+')

t.code='$';

else{

t.code='+';

i--;

}

break;

case'*':

t.code='*';

break;

case'#':

t.code='#';

break;

default:

//错误字符

cout<<"Errorchar>"<

exit(0);

}//endofswitch

i++;//指向下个单词

returnt;//返回当前单词的二元式

}

//拼接函数,原token="BEG",buf[i++]='I',调用后token="BEGI"。

voidconcat(chartoken[],charc)

{

for(inti=0;token[i];i++);

token[i]=c;

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

}

charreserve(chartoken[])

{

constchar*table[]={"begin","end","integer","real"};

constcharcode[]={"{}ac"};

for(inti=0;i<(int)strlen(code);i++)

if(strcmp(token,table[i])==0)returncode[i];

return'i';//标识符的单词种别为'i'

}

//预处理函数

voidpro_process(char*buf)

{

ifstreamcinf("source.txt",ios:

:

in);

inti=0;charold_c='\0',cur_c;//计数器,前一个字符,当前字符。

boolin_comment=false;//状态标志,false表示当前字符未处于注释中。

while(cinf.read(&cur_c,sizeof(char))){//从文件读一个字符

switch(in_comment){

casefalse:

if(old_c=='/'&&cur_c=='*'){//进入注释

i--;//去除已存入扫描缓冲区的字符'/'

in_comment=true;

}

else{

if(old_c=='\\'&&cur_c=='\n')//去除续行符'\',包括后续换行符。

i--;//去除已存入扫描缓冲区的字符'\'

else{

if(cur_c>='A'&&cur_c<='Z')cur_c+=32;//大写变小写

if(cur_c=='\t'||cur_c=='\n')cur_c='';//空格

buf[i++]=cur_c;

}

}

break;

casetrue:

if(old_c=='*'&&cur_c=='/')//离开注释

in_comment=false;

}//endofswitch

old_c=cur_c;//保留前一个字符

}//endofwhile

buf[i]='#';

}

 

实验三LL

(1)分析法

一、实验目的

根据某一文法编制调试LL

(1)分析程序,以便对任意输入的符号串进行分析。

本次实验的目的主要是加深对预测分析LL

(1)分析法的理解。

程序比较复杂,通过这个练习可提高软件开发能力。

二、实验要求

1.明确LL

(1)分析法的功能

LL

(1)分析法的功能是利用LL

(1)控制程序根据符号栈栈顶内容、输入串当前输入符号,以及LL

(1)预测分析表,对输入符号串自上而下的分析过程。

2.LL

(1)分析法的前提

改造文法:

消除二义性、消除左递归、提取左因子,判断是否为LL

(1)文法。

3.程序要求:

程序输入/输出示例:

对下列文法,用LL

(1)分析法对任意输入的符号串进行分析:

(1)E->TG

(2)G->+TG|-TG

(3)G->ε

(4)T->FS

(5)S->*FS|/FS

(6)S->ε

(7)F->(E)

(8)F->i

(1)用户自行输入一个以#结束的符号串(包括+-*/()i#)

(2)输出过程如下:

(参考教材78页例4.6分析步骤)

步骤符号栈剩余输入串所用产生式

1Ei+i*i#E->TG

备注:

在“所用产生式”一列中如果对应有推导则写出所用产生式;如果为匹配终结符则写明匹配的终结符;如分析异常出错则写为“分析出错”;若成功结束则写为“分析成功”。

三、实验内容

利用LL

(1)分析算法进行表达式处理,根据LL

(1)分析表对表达式符号串进行堆栈(或其他)操作,输出分析结果,如果遇到错误则显示错误信息。

四、实验学时

4学时

五、实验步骤

1.定义部分:

定义常量、变量、数据结构。

2.初始化:

设立LL

(1)分析表、初始化变量空间(包括堆栈、结构体、数组、临时变量等);

3.控制部分:

从键盘输入一个表达式符号串;

4.利用LL

(1)分析算法(教材77页)进行表达式处理,结合符号栈栈顶符号及表达式符号串当前符号,根据LL

(1)分析表进行分析,输出分析结果,如果遇到错误则显示错误信息。

六、参考源代码

/*LL

(1)分析法源程序,只能在VC++中运行*/

#include

#include

#include

#include

charA[20];/*分析栈*/

charB[20];/*剩余串*/

charv1[20]={'i','+','*','(',')','#'};/*终结符*/

charv2[20]={'E','G','T','S','F'};/*非终结符*/

intj=0,b=0,top=0,l;/*L为输入串长度*/

typedefstructtype/*产生式类型定义*/

{

charorigin;/*大写字符*/

chararray[5];/*产生式右边字符*/

intlength;/*字符个数*/

}type;

typee,t,g,g1,s,s1,f,f1;/*结构体变量*/

typeC[10][10];/*预测分析表*/

voidprint()/*输出分析栈*/

{

inta;/*指针*/

for(a=0;a<=top+1;a++)

printf("%c",A[a]);

printf("\t\t");

}/*print*/

voidprint1()/*输出剩余串*/

{

intj;

for(j=0;j

printf("");

for(j=b;j<=l;j++)

printf("%c",B[j]);

printf("\t\t\t");

}/*print1*/

voidmain()

{

intm,n,k=0,flag=0,finish=0;

charch,x;

typecha;/*用来接受C[m][n]*/

/*把文法产生式赋值结构体*/

e.origin='E';

strcpy(e.array,"TG");

e.length=2;

t.origin='T';

strcpy(t.array,"FS");

t.length=2;

g.origin='G';

strcpy(g.array,"+TG");

g.length=3;

g1.origin='G';

g1.array[0]='^';

g1.length=1;

s.origin='S';

strcpy(s.array,"*FS");

s.length=3;

s1.origin='S';

s1.array[0]='^';

s1.length=1;

f.origin='F';

strcpy(f.array,"(E)");

f.length=3;

f1.origin='F';

f1.array[0]='i';

f1.length=1;

for(m=0;m<=4;m++)/*初始化分析表*/

for(n=0;n<=5;n++)

C[m][n].origin='N';/*全部赋为空*/

/*填充分析表*/

C[0][0]=e;C[0][3]=e;

C[1][1]=g;C[1][4]=g1;C[1][5]=g1;

C[2][0]=t;C[2][3]=t;

C[3][1]=s1;C[3][2]=s;C[3][4]=C[3][5]=s1;

C[4][0]=f1;C[4][3]=f;

printf("提示:

本程序只能对由'i','+','*','(',')'构成的以'#'结束的字符串进行分析,\n");

printf("请输入要分析的字符串:

");

do/*读入分析串*/

{

scanf("%c",&ch);

if((ch!

='i')&&(ch!

='+')&&(ch!

='*')&&(ch!

='(')&&(ch!

=')')&&(ch!

='#'))

{

printf("输入串中有非法字符\n");

exit

(1);

}

B[j]=ch;

j++;

}while(ch!

='#');

l=j;/*分析串长度*/

ch=B[0];/*当前分析字符*/

A[top]='#';A[++top]='E';/*'#','E'进栈*/

printf("步骤\t\t分析栈\t\t剩余字符\t\t所用产生式\n");

do

{

x=A[top--];/*x为当前栈顶字符*/

printf("%d",k++);

printf("\t\t");

for(j=0;j<=5;j++)/*判断是否为终结符*/

if(x==v1[j])

{

flag=1;

break;

}

if(flag==1)/*如果是终结符*/

{

if(x=='#')

{

finish=1;/*结束标记*/

printf("acc!

\n");/*接受*/

getchar();

getchar();

exit

(1);

}/*if*/

if(x==ch)

{

print();

print1();

printf("%c匹配\n",ch);

ch=B[++b];/*下一个输入字符*/

flag=0;/*恢复标记*/

}/*if*/

else/*出错处理*/

{

print();

print1();

printf("%c出错\n",ch);/*输出出错终结符*/

exit

(1);

}/*else*/

}/*if*/

else/*非终结符处理*/

{

for(j=0;j<=4;j++)

if(x==v2[j])

{

m=j;/*行号*/

break;

}

for(j=0;j<=5;j++)

if(ch==v1[j])

{

n=j;/*列号*/

break;

}

cha=C[m][n];

if(cha.origin!

='N')/*判断是否为空*/

{

print();

print1();

printf("%c->",cha.origin);/*输出产生式*/

for(j=0;j

printf("%c",cha.array[j]);

printf("\n");

for(j=(cha.length-1);j>=0;j--)/*产生式逆序入栈*/

A[++top]=cha.array[j];

if(A[top]=='^')/*为空则不进栈*/

top--;

}/*if*/

else/*出错处理*/

{

print();

print1();

printf("%c出错\n",x);/*输出出错非终结符*/

exit

(1);

}/*else*/

}/*else*/

}while(finish==0);

}/*main*/

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