编译原理实验报告语法分析程序的设计

编译原理实验报告语法分

析程序的设计

Last updated on the afternoon of January 3, 2021

实验5语法分析程序的设计（2）一、实验目的

通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，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，进一步掌握常用的语法分析中算法优先分析方法。

二、实验内容

设计一个文法的算法优先分析程序，判断特定表达式的正确性。

三、实验要求

1、给出文法如下：

G[E]

E->T|E+T;

T->F|T*F;

F->i|(E);

可以构造算符优先表如下：

+ * ( ) i

+

*

(

)

i

2

2）为优先关系建立优先函数，这里由学生自己选择一种方式；

1、给出算符优先分析算法如下：

k:=1;S[k]:=‘#’;

REPEAT

把下一个输入符号读进a中；

IFS[k]∈V T THENj:=kELSEj:=k-1;

WHILES[j]aDO

BEGIN

REPEAT

Q:=S[j];

IFS[j-1]∈V T THENj:=j-1ELSEj:=j-2 UNTILS[j]Q

把S[j+1]…S[k]归约为某个N ； k:=j+1; S[k]:=N;

ENDOFWHILE;

IFS[j]aORS[j]aTHEN

BEGIN

k:=k+1;S[k]:=a END

ELSEERROR UNTILa=‘#’ 1、

根据给出算法，利用适当的数据结构实现算符优先分析程序；

2、 利用算符优先分析程序完成下列功能：

1）手工将测试的表达式写入文本文件，每个表达式写一行，用“；”表示结

束；

2）读入文本文件中的表达式；

3）调用实验2中的词法分析程序搜索单词；

4）把单词送入算法优先分析程序，判断表达式是否正确（是否是给出文法的

语言），若错误，应给出错误信息；

5）完成上述功能，有余力的同学可以对正确的表达式计算出结果。

四、实验环境

PC 微机

DOS 操作系统或Windows 操作系统

TurboC 程序集成环境或VisualC++程序集成环境

五、实验步骤

1、 分析文法中终结符号的优先关系；

2、 存放优先关系或构造优先函数；

3、利用算符优先分析的算法编写分析程序；

4、写测试程序，包括表达式的读入和结果的输出；

5、程序运行效果，测试数据可以参考下列给出的数据。

六、测试数据

输入数据：

编辑一个文本文文件，在文件中输入如下内容：

正确

结果：

10; 1+2;

(1+2)*3+(5+6*7); ((1+2)*3+4; 1+2+3+(*4+5); (a+b)*(c+d);

((ab3+de4)**5)+1;

（1）10;

输出：正确

（2）1+2;

输出：正确

（3）(1+2)*3+(5+6*7);

输出：正确

（4）((1+2)*3+4

输出：错误

（5）1+2+3+(*4+5)

输出：错误

（6）(a+b)*(c+d)

输出：正确

（7）((ab3+de4)**5)+1

输出：错误

七、实验报告要求

实验报告应包括以下几个部分：

1

引入“#”，将句型包含起来并填入出错标记。使用二维数组将其存放。

2、算符优先分析程序的算法和结构；

程序从文本文件中逐行读取表达式，每行以“；”做标记。调用词法分析程序将这行数据分析出由一个个的单词组成的表达式，再逐个分析单词。另外，由于文法中没写入关于标识符和常数的产生式，所以在对单词符号进行语法分析时，会将标识符和常数自动规约为“i”。

数据结构：

优先关系表R：二维数组，存储了终结符+、*、（、）、i、#的优先关系。

符号W：结构体，有四个成员，包括：

ch：char类型，非终结符与终结符的字符标记；

po：int类型，只对终结符有效，与在R中的位置有关，有词法分析器提供；对于非终结符，其po无效；

val：string类型，综合属性；对终结符i，其值由词法分析器提供；对非终结符，其值由规约时对应的产生式的规则计算得到；对界符或运算符，val无效；

type：int类型，标记属性值类型，0为标识符，不可计算；1为可计算的数值；由词法分析器提供；

注意：程序内部数值的计算和标记一律使用十进制，文本中的表达式必须为十进制整数，即如果在文本中使用八进制或十六进制，词法分析器分析后不会添加至缓冲区，在表达式语法正确且其中不含标志符时，计算得到的结果一律使用十进制。

例：对于文本中十进制数字10，其对应的初始结构体成员的值

ch=’i’，po=5，val=”10”，type=1。

符号栈S：符号结构体的一维数组。

算法：

说明：

G[E]

E->T|E+T;

T->F|T*F;

F->i|(E);

算符优先文法并未对非终结符定义优先关系，无法对单非产生式进行规约，所以实际上在规约时，上面的E->T，T->F基本没有使用，而且规约时并不严格按照产生式的右部规约，只要待规约项符合句型

#N1a1N2a2…NnanNn+1#（每个ai都是终结符，Ni是可有可无的非终结符），

并且相对产生式，在相同位置有相同的非终结符即可规约，这样算符优先文法规约很快，但有些语法错误将无法识别，在本实验中，只要在要规约的地方准确的判断可规约的项，即符合句型，在不严格要求非终结符相同而终结符位置符号相同时，存在可匹配文法的产生式，即可规约，例如：F*F可以匹配T*F继而规约为T。

定义用W[ch]表示字符名为ch的符号；实际程序中关于终结符优先关系的比较是利用R获取优先关系标志的，算法中为了可读性，直接将结构体进行比较了。

从文本文件读入一行数据，反复调用scanP()得到符号集合，用符号结构体数组E存储；

k=1;i=0; S[k]=W[#];

Do{

A=E[i++];

if（S[k]是终结符）

j=k;

else

j=k–1;

while(S[j]>A){

Do{

Q=S[j];

If(S[j-1]是终结符)

j=j–1;

else

j=j–2;

}while(S[j]

N=Statute(S,j+1,k);

k=j+1；

S[k]=N；

}

If(S[j]

k++;

S[k]=A;

}

else error(S[j].po,;

}while(A==W[#]);

程序功能说明：

程序从文本文件读入表达式，判断语法是否正确，正确则输出结果，其中有标识符的话，结果还是含有标识符的原表达式，语法错误的话，则输出错误信息。

源程序：

程序中文本文件在桌面文件名为

#include

#include

#include<>

usingnamespacestd;

#defineNULL0

#defineMAXSIZE30 h=='i'&&s==e){

='F';

=S[s].val;

=S[s].type;

}

elseif(S[s].ch=='('&&!(checkVt(S[s+1].ch))&&S[e].ch==')'){

if(S[s+1].type==1){

='F';

=S[s+1].val;

=S[s+1].type;

}

else{

='F';

='('+S[s+1].val+')';

=S[s+1].type;

}

}

elseif(!(checkVt(S[s].ch))&&S[s+1].ch=='+'&&!(checkVt(S[e].ch))){

='E';

if(S[s].type==1&&S[e].type==1){

=1;

intv=atoi(S[s].())+atoi(S[e].());

charl[30];

sprintf_s(l,30,"%d",v);

=l;

}

else{

=0;

=S[s].val+S[s+1].ch+S[e].val;

}

}

elseif((s!=e)&&!(checkVt(S[s].ch))&&S[s+1].ch=='*'&&!(checkVt(S[e].ch))){ ='T';

if(S[s].type==1&&S[e].type==1){

=1;

intv=atoi(S[s].())*atoi(S[e].());

charl[30];

sprintf_s(l,30,"%d",v);

=l;

}

else{

=0;

=S[s].val+S[s+1].ch+S[e].val;

}

}

elseif(S[s].ch=='T'&&s==e){

='E';

=S[s].val;

=S[s].type;

}

else{

='#';

}

=4;

returnN;

}

voiderror(charerrnum){ h)) o][]=='>'){

do{

Q=S[j];

if(checkVt(S[j-1].ch))

j=j-1;

else

j=j-2;

}while(pre[S[j].po][]!='<');

WN=Statute(S,j+1,k);

if=='#'){

error('4');

return0;

}

k=j+1;

S[k]=N;

}

if(pre[S[j].po][]=='<'||pre[S[j].po][]=='='){

k++;

S[k]=A;

}

else{

error(pre[S[j].po][]);

return0;

}

}while!='#');

if=='#'){

printf("正确，结果为：%s\n\n",S[k-1].());

return0;

}

}

intmain(){

FILE*fp;

errno_terr;

if((err=fopen_s(&fp,"C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\","r"))!=NULL){//以只读方式打开文件，失败则退出程序

printf("filecannotopen!");

exit(0);

}

intn=0;

printf("语法分析结果如下：\n\n");

while(!feof(fp)){ //若不是文件尾则执行循环intnum=0;

WE[MAXSIZE]; //存储一行表达式

GetBC(fp);

if(!feof(fp)){

4、程序的测试结果和问题；

实验报告源数据：

其它数据：

问题：

实验时是根据实验报告提供的算法编程的，但是原算法使用了类似Pascal 的语言，而我用的是C，算法实现时具体的语法不同，例如Pascal的

repeat…until与C语言的do…while并一样，实验时不注意会使程序出错，二者的循环条件是相反的。

编程时，误将终结符数组的左右括号输入成了中文的括号，导致在判断是否为终结符时，英文的左右括号无法与中文的括号匹配，程序出现了错误，虽然调试时很容易就发现了，但这样的细节问题不应该费时间要调试才解决，这提醒我编程时更应该认真仔细，效率才能得到保证。

另外，语法错误时，这一行表达式的分析就可以直接终止但此时程序是在两层循环里面，只有跳出这两层循环才会终止，而break则只能跳出一层，若在最后一层使用标志，再跳出一层，这就导致之后的每一行都会多做一次判断，而我又不想使用goto，所以最后我决定使用子函数，将语法分析的主要程序段放在子函数中，有语法错误，直接return就可以了。

5、实验总结。

本次实验有之前的词法分析程序和已经提供的算法作基础，编写起来并不难，就是要注意算符优先文法本身的优缺点，它忽略右部只有一个非终结符的产生式，而且规约的时候主要还是匹配终结符，由于这个原因，规约很快，但有些语法错误的表达式会误认为句子，所以在在原本算法的第十一步，规约的

具体步骤要按具体的文法来完成，其中要包括没有匹配时对应的错误处理。实验的最主要部分的算法很容易实现，主要是如何正确的完成规约，并将正确的句子的结果计算出来，此处是借助于结构体，在每个规约步骤中，加上对应的计算规则，即可完成。通过这个，再次让我明白，编程时，设计好算法和数据结构事半功倍。