计算机专业类课程
实
验
报
告
课程名称：编译原理
学院：计算机科学与工程
专业：计算机科学与技术
学生姓名：林怡
学号：2012060020023
指导教师：陈昆
日期：2015年6月5日
电子科技大学计算机学院实验中心
电子科技大学
实验报告
实验一
一、实验名称：词法分析器的设计与实现
二、实验学时：4
三、实验内容和目的：
实验内容：
求n！的极小语言的源程序作为词法分析的输入程序，根据给定的文法对其进行词法分析并将单词符号与种别组成的二元式按指定格式输出到out.dyd文件中，同时将词法错误输出到error.err文件中。
其中二元式文件out.dyd 有如下要求：
(1)二元式形式:
单词符号?种别
(2)每行后加上
“???...?EOLN?24”
(3)文件结尾加上
“???...?EOF?25”
出错文件error.err中错误信息格式如下：
***LINE:行号??错误性质
电子科技大学计算机学院实验中心
实验目的：
通过设计并实现一个词法分析器，了解和掌握词法分析程序设计的原理及相应的程序设计方法，同时提高编程能力。
四、实验原理：
1、编译程序要求对高级语言编写的源程序进行分析和合成，生成目标程序。词法分析是对源程序进行的首次分析，实现词法分析的程序为词法分析程序。像用自然语言书写的文章一样，源程序是由一系列的句子组成的，句子是由单词符号按一定的规则构成的，而单词符号又是由字符按一定规则构成，因此，源程序实际上是由满足程序语言规范的字符按照一定的规则组合起来构成的一个字符串。
2、词法分析的功能是从左到右逐个地扫描源程序字符串，按照词法规则识别出 单词符号作为输出，对识别过程中发现的词法错误，输出相关信息。
3、单词符号是程序语言最基本的语法符号，为便于语法分析，通常将单词符号分为五类（标识符，基本字，常数，运算符，界符），而本次实验中单词符号与其对应的种别如下图所示：
4、状态转换图是有限有向图，是设计词法分析器的有效工具。图中的节点代表状态，节点间的有向边代表状态之间的转换关系，有向边上标记的字符表示状态转换的条件。本实验中的状态转换图如下图所示：
5、本程序所设计主要方法及作用如下： ① int isletter(char c) 判别字符c 是否为字母 ② int isdigital(char c) 判别字符c 是否为数字
③ int match_reserve(char *p) 匹配字符串p 是否为保留字 ④ void match_symbol(const char *p) 匹配字符串p 是否为标识符
⑤void match_double_operator(char *p)匹配字符串p是否为双运算符
⑥void match_single_operator(char *p)匹配字符串p是否为单运算符
⑦void outfile()将词法分析所得的二元式按固定格式写入文件out.dyd
五、实验器材（设备、元器件）
C语言+windows7+CodeBlocks+gcc
六、实验步骤：
1、将源程序保存到in.pas文件中；
2、从in.pas文件中读取字符串保存到buf数组，若整个输入文件已读取完毕，程序结束；
3、每次从buf数组中读入一个字符，若已读到buf最后一个字符，返回第2步继续执行；
3-a 如果该字符是字母或数字将其连接到temp字符串尾部，buf索引index加1，判断buf[index]是否为0，若为0说明temp字符串为一完整单词，跳到第4步执行；若不为0，继续执行第3步；
3-b 如果读入的不是字母/数字，首先判断并匹配temp中是否已出现保留字/标识符，如果没有，通过预读buf中的下一个字符来进一步判断temp中存放的是单运算符还是双运算符或换行符，最终写入相应二元式，返回第3步继续执行；
4、判断temp字符串是否为保留字，若不是保留字，进一步判断它是标识符还是常量，最终生成相应二元式，返回第3步继续执行；
【注】这里省略了对于非法字符的出错处理
七、实验数据及结果分析：
1、测试程序如图，在测试程序中故意添加了一些词法错误如：将保留字写
成beg in，常数1kkk，符号!=，用于检测本实验程序的查错能力；
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2、程序运行完毕，得到out.dyd文件，内容如图所示：
3、报错文件error.err内容如图：
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由上图可以看出，本词法分析程序，可以识别部分非法的常数以及字母表以外的非法字符，但对于将begin写成beg in这一类的词法错误，并未做处理，而是将其放到语法分析的部分来处理。
八、实验结论、心得体会和改进建议：
1、本词法分析程序可以正确的按照给定的文法识别出源程序中的单词符号及其对应的种别并生成相应的二元式文件，并具有一定的处理错误信息的能力；
2、由实验结果截图可以看到，本实验仅能对一部分的词法错误作出响应，而一个完整的词法分析程序还应该能够识别出如标识符前缀为保留字等错误，并且错误信息文件.err中还应该包括行号，所以还可以对本实验进行改进；
3、通过本次实验，我设计并实现了一个简单的词法分析器，在这个过程中加深了我对于词法分析的原理及其过程的理解，而对于词法错误的处理也在一定程度上提高了我的编程能力。
实验代码如下：
#include
#include
#include
#define BEGIN 1
#define END 2
#define INTEGER 3
#define IF 4
#define THEN 5
#define ELSE 6
#define FUNCTION 7
#define READ 8
#define WRITE 9
#define SYMBOL 10 //标识符
#define CONSTANT 11 //常数
#define EQ 12 //=
#define NE 13 //<>
#define LE 14 //<=
#define LT 15 //<
#define BE 16 //>=
#define BT 17 //>
#define SUB 18 //-
#define MUL 19 //*
#define ASSIGN 20 //:=
#define LBRAC 21 //(
#define RBRAC 22 //)
#define SEM 23 //;
#define BUFLEN 50
#define TEMPLEN 2*BUFLEN
int type=0;
char val[TEMPLEN];
FILE *infile; //.pas
FILE *outfile; //.dyd
FILE *errfile; //.err
char buf[BUFLEN]; //读入缓冲区
char temp[TEMPLEN];
char reserve[2];
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/******判别是否字母*****/
int isletter(char c)
{
if(((c>='a')&&(c<='z'))||((c>='A')&&(c<='Z')))
return 1;
else
return 0;
}
/********判别是否数字********/
int isdigital(char c)
{
if(c>='0'&&c<='9')
return 1;
return 0;
}
/********匹配保留字******/
int match_reserve(char *p)
{
memset(val,0,TEMPLEN);
if(!(strcmp(p,"begin")))
{
type=BEGIN;
strcpy(val,"begin");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"end")))
{
type=END;
strcpy(val,"end");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"integer")))
{
type=INTEGER;
strcpy(val,"integer");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"if")))
{
type=IF;
strcpy(val,"if");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"then")))
{
type=THEN;
strcpy(val,"then");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"else")))
{
type=ELSE;
strcpy(val,"else");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"function")))
{
type=FUNCTION;
strcpy(val,"function");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"read")))
{
type=READ;
strcpy(val,"read");
to_outfile();
return 1;
}
else if(!(strcmp(p,"write")))
{
type=WRITE;
strcpy(val,"write");
to_outfile();
return 1;
}
else
return 0;
}
/**********匹配标识符**********/
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void match_symbol(const char *p,int len)
{
//以字母开头,是标识符
if(isletter(p[0]))
{
type=SYMBOL;
strcpy(val,p);
to_outfile();
}
// 不是以字母开头的是常数
else if(isdigital(p[0]))
{
type=CONSTANT;
strcpy(val,p);
to_outfile();
int i;
for (i=1;i { if(isletter(val[i])) fprintf(errfile,"标识符%s不正确\n",val); break; } } // 不是以字母开头也不是以数字开头的报错 else { strcpy(val,p); to_outfile(); fprintf(errfile,"标识符%s不正确\n",val); } } /********匹配双运算符********/ void match_double_operator(char *p) { if(!(strcmp(p,":="))) { type=ASSIGN; strcpy(val,":="); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,"<>"))) { type=NE; strcpy(val,"<>"); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,"<="))) { type=LE; strcpy(val,"<="); to_outfile(); } else if (!(strcmp(p,">="))) { type=BE; strcpy(val,">="); to_outfile(); } else { strcpy(val,p); to_outfile(); fprintf(errfile,"运算符%s不正确\n",val); } } /**********匹配单个运算符********/ void match_single_operator(char *p) { if(!(strcmp(p,"<"))) { type=LT; strcpy(val,"<"); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,">"))) { type=BT; strcpy(val,">"); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,"-"))) { type=SUB; strcpy(val,"-"); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,"*"))) { type=MUL; 电子科技大学计算机学院实验中心 strcpy(val,"*"); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,"="))) { type=EQ; strcpy(val,"="); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,"("))) { type=LBRAC; strcpy(val,"("); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,")"))) { type=RBRAC; strcpy(val,")"); to_outfile(); } else if(!(strcmp(p,";"))) { type=SEM; strcpy(val,";"); to_outfile(); } else if (!(strcmp(p," "))) { //如果是空格空操作 } else { strcpy(val,p); to_outfile(); fprintf(errfile,"运算符%s不正确\n",val); } } void to_outfile() { fprintf(outfile,"%16s %02d\n",val,type); } int main(int argc,char *argv[]){ int index=0; //指针指向缓存数组 int length=0; //非运算符(标识符)数组长度 memset(temp,0,TEMPLEN); if((infile=fopen("in.pas","r+"))==NULL) /*打开in.pas*/ { printf("Source file cannot be opened\n"); exit(1); } if(!(outfile=fopen("out.dyd","w+"))) /*打开out.dyd*/ { printf("Destination file cannot be opened\n"); exit(1); } if(!(errfile=fopen("error.err","w+"))) /*打开error.err*/ { printf("Destination file cannot be opened\n"); exit(1); } /***********读字符串并判断**********/ while (!feof(infile)){ memset(buf,0,BUFLEN); index = 0; fgets(buf,BUFLEN,infile); printf("%s",buf); if(buf[0]==0){ break; } /*******遍历buf数组对读入的字符逐个判断*********/ while((index memset(reserve,0,2); /******若读入的是字母或数字*******/ if((isletter(buf[index]) == 1)||(isdigital(buf[index]) == 1)){ length++; reserve[0]=buf[index]; strcat(temp,reserve); //注意这里tail[1]=0 保证temp是完整字符串 index++; if(buf[index]==0){ /****匹配保留字****/ if(temp[0]!=0){ int fm=match_reserve(temp); /**若不是保留字(fm==0)，判断是标识符还是常量*/ if(fm==0){ match_symbol(temp,length); 电子科技大学计算机学院实验中心 } memset(temp,0,TEMPLEN); memset(reserve,0,2); length=0; } } } /****读入的是运算符or界符***/ else{ /**首先判断temp中是否已出现一个单词*/ if(temp[0]!=0){ int fm=match_reserve(temp); //先判断是否为保留字 if(fm==0){ match_symbol(temp,length); } memset(temp,0,TEMPLEN); //将temp,length和tail清零 length=0; } /**是否为双操作符':=' | '<=' | '>=' | '<>' */ if(((buf[index]==':')&&(buf[index+1]=='='))||((buf[index]=='<')&&(buf[index+1]=='='))||((buf [index]=='>')&&(buf[index+1]=='='))||((buf[index]=='<')&&(buf[index+1]=='>'))){ reserve[0]=buf[index]; reserve[1]=buf[index+1]; match_double_operator(reserve); index += 2; } /**如果是换行符写入EOLN 24*/ else if (buf[index]=='\n'){ fprintf(outfile," EOLN 24\n"); index += 1; } /**不是双操作符，判断是否为单操作符*/ else{ reserve[0]=buf[index]; match_single_operator(reserve); index++; } memset(reserve,0,2); } } memset(buf,0,BUFLEN); //buffer清零 } fprintf(outfile," EOF 25"); return 0; } 电子科技大学 实验报告 实验二 一、实验名称：递归下降词法分析器的设计与实现 二、实验学时：4 三、实验内容和目的： 实验内容： 根据给定的方法，编写相应的递归下降的语法分析程序，实现对词法分析后的单词序列的语法检查和程序结构的分析，生成相应的变量名表和过程名表，并将编译中语法检查出来的错误写入相应的文件。 语法错分类： (1) 缺少符号错; (2) 符号匹配错 (3) 符号无定义或重复定义。 变量名表内容： 变量名vname: char(16) 所属过程vproc:char(16) 分类vkind: 0..1(0—变量、1—形参) 变量类型vtype: types 变量层次vlev: int 变量在变量表中的位置vadr: int(相对第一个变量而言) 过程名表内容： 电子科技大学计算机学院实验中心 过程名pname: char(16) 过程类型ptype: types 过程层次plev: int 第一个变量在变量表中的位置fadr: int 最后一个变量在变量表中的位置ladr: int 实验目的： 通过设计并实现一个递归下降语法分析器，了解和掌握语法分析程序设计的原理及相应的程序设计方法，同时提高编程能力。 四、实验原理： 1、语法分析是对源程序经过词法分析后转换成的单词流按方法规则进行判断，对能构成正确句子的单词流，给出相应的语法树；对不能构成正确句子的单词流判断其语法错误并做出相应处理。 2、语法分析方法有自上而下和自下而上的分析方法。在不含左递归的文法G中，如果对每一个非终结符的所有候选式的第一个终结符都是两两不相交的（即无公共左因子），则可能构造出一个不带回溯的自上而下的分析程序，这个分析程序由一组递归过程组成，每个过程对应文法的一个非终结符。这样的分析程序称为递归下降分析程序。要使用递归下降分析法，我们必须先消除文法的左递归和提取公共左因子，消除左递归的方法如图： 4、本实验中程序语言的文法如下： <程序>→<分程序> <分程序>→begin <说明语句表>；<执行语句表> end <说明语句表>→<说明语句>│<说明语句表> ；<说明语句> <说明语句>→<变量说明>│<函数说明> <变量说明>→integer <变量> <变量>→<标识符> <标识符>→<字母>│<标识符><字母>│<标识符><数字> <字母>→a│b│c│d│e│f│g│h│i│j│k│l│m│n│o│p│q│r│s│t│u│v│w│x│y│z <数字>→0│1│2│3│4│5│6│7│8│9 <函数说明>→integer function <标识符>（<参数>）；<函数体> <参数>→<变量> <函数体>→begin <说明语句表>；<执行语句表> end <执行语句表>→<执行语句>│<执行语句表>；<执行语句> <执行语句>→<读语句>│<写语句>│<赋值语句>│<条件语句> <读语句>→read(<变量>) <写语句>→write(<变量>) <赋值语句>→<变量>:=<算术表达式> <算术表达式>→<算术表达式>-<项>│<项> <项>→<项>*<因子>│<因子> <因子>→<变量>│<常数>│<函数调用> <常数>→<无符号整数> <无符号整数>→<数字>│<无符号整数><数字> <条件语句>→if<条件表达式>then<执行语句>else <执行语句> <条件表达式>→<算术表达式><关系运算符><算术表达式> <关系运算符> →<│<=│>│>=│=│<> 5、本程序所设计的主要数据结构及方法如下： 方法： ①void addVar(char var_name[]) 添加变量到变量名表，若变量重复定义则报错； ②void addProc(char proc_name[]) 添加过程到过程名表； ③int findVar(char var_name[]) 查找变量名表中变量是否已存在，主要用于查重； ④int findProc(char proc_name[]) 查找过程名表中过程是否已存在； ⑤void advance() 从out.dyd中读取一行获取一个单词符号及其种别； ⑥void error(int type) 向error.err文件中写入对应的报错信息； ⑦void S() 代表<程序>→begin <说明语句表>；<执行语句表> end 中的<程序>; ⑧void A() <说明语句表> ⑨void A_STAR() <说明语句表>→<说明语句>│<说明语句表> ；<说明语句> 电子科技大学计算机学院实验中心 消除左递归后出现的A*，即<说明语句表*>； ⑩int C() <说明语句>； ?void H()<标识符> ?void E() <函数体> ?void B() <执行语句表> ?void Z() <执行语句> ?void J() <算术表达式> ?void X() <项> ?void Y() <因子> ?void K() <条件表达式> ?void P() <关系运算符> ?int main() 主函数 还有X_STAR()、B_STAR()与J_STAR()都是对应的文法消除左递归以后新出现的非终极符数据结构： struct variable var_table[10]; //变量名表 struct procedure proc_table[10]; //过程名表 struct variable{ //变量结构体 char vname[16]; char vtype[10]; int vadr; char vproc[16]; int vlev; } ; struct procedure{ //过程结构体 char pname[16]; char ptype[10]; int plev,fadr,ladr; } ; 五、实验器材（设备、元器件） C语言+windows7+CodeBlocks+gcc 六、实验步骤： 编译原理语法分析实验报告 - 班级:XXX 学号:XXX 姓名:XXX 年月日 1、摘要: 用递归子程序法实现对pascal的子集程序设计语言的分析程序 2、实验目的: 通过完成语法分析程序，了解语法分析的过程和作用 3、任务概述 实验要求:对源程序的内码流进行分析，如为文法定义的句子输出”是”否则输出”否”,根据需要处理说明语句填写写相应的符号表供以后代码生成时使用 4、实验依据的原理 递归子程序法是一种自顶向下的语法分析方法，它要求文法是LL(1)文法。通过对文法中每个非终结符编写一个递归过程，每个过程的功能是识别由该非终结符推出的串，当某非终结符的产生式有多个候选式时，程序能够按LL(1)形式唯一地确定选择某个候选式进行推导，最终识别输入串是否与文法匹配。 递归子程序法的缺点是:对文法要求高，必须满足LL(1)文法，当然在某些语言中个别产生式的推导当不满足LL(1)而满足LL(2)时，也可以采用多向前扫描一个符号的办法;它的另一个缺点是由于递归调用多，所以速度慢占用空间多，尽管这样，它还是许多高级语言，例如PASCAL，C等编译系统常常采用的语法分析方法。 为适合递归子程序法，对实验一词法分析中的文法改写成无左递归和无左共因子的,,,如下: <程序>?<程序首部><分程序>。 <程序首部>?PROGRAM标识符; <分程序>?<常量说明部分><变量说明部分><过程说明部分> <复合语句> <常量说明部分>?CONST<常量定义><常量定义后缀>;|ε <常量定义>?标识符=无符号整数 <常量定义后缀>?，<常量定义><常量定义后缀> |ε <变量说明部分>?VAR<变量定义><变量定义后缀> |ε <变量定义>?标识符<标识符后缀>:<类型>; <标识符后缀>?，标识符<标识符后缀> |ε <变量定义后缀>?<变量定义><变量定义后缀> |ε <类型>?INTEGER | LONG <过程说明部分>?<过程首部><分程序>;<过程说明部分后缀>|ε <过程首部>?PROCEDURE标识符<参数部分>; <参数部分>?(标识符: <类型>)|ε <过程说明部分后缀>?<过程首部><分程序>;<过程说明部分后缀>|ε <语句>?<赋值或调用语句>|<条件语句>|<当型循环语句>|<读语句> |<写语句>|<复合语句>|ε <赋值或调用语句>?标识符<后缀> <后缀>?:=<表达式>|(<表达式>)|ε <条件语句>?IF<条件>THEN<语句> <当型循环语句>?WHILE<条件>DO <语句> <读语句>?READ(标识符<标识符后缀>) 编译原理实验--词法分析器 实验一词法分析器设计 【实验目的】 1(熟悉词法分析的基本原理，词法分析的过程以及词法分析中要注意的问题。 2(复习高级语言，进一步加强用高级语言来解决实际问题的能力。 3(通过完成词法分析程序，了解词法分析的过程。 【实验内容】 用C语言编写一个PL/0词法分析器，为语法语义分析提供单词，使之能把输入的字符 串形式的源程序分割成一个个单词符号传递给语法语义分析，并把分析结果(基本字， 运算符，标识符，常数以及界符)输出。 【实验流程图】 【实验步骤】 1(提取pl/0文件中基本字的源代码 while((ch=fgetc(stream))!='.') { int k=-1; char a[SIZE]; int s=0; while(ch>='a' && ch<='z'||ch>='A' && ch<='Z') { if(ch>='A' && ch<='Z') ch+=32; a[++k]=(char)ch; ch=fgetc(stream); } for(int m=0;m<=12&&k!=-1;m++) for(int n=0;n<=k;n++) { if(a[n]==wsym[m][n]) ++s; else s=0; if(s==(strlen(wsym[m]))) {printf("%s\t",wsym[m]);m=14;n=k+1;} } 2(提取pl/0文件中标识符的源代码 while((ch=fgetc(stream))!='.') { int k=-1; char a[SIZE]=" "; int s=0; while(ch>='a' && ch<='z'||ch>='A' && ch<='Z') { if(ch>='A' && ch<='Z') ch+=32; a[++k]=(char)ch; ch=fgetc(stream); } for(int m=0;m<=12&&k!=-1;m++) for(int n=0;n<=k;n++) { if(a[n]==wsym[m][n]) ++s; else s=0; if(s==(strlen(wsym[m]))) {m=14;n=k+1;} } if(m==13) for(m=0;a[m]!=NULL;m++) printf("%c ",a[m]); 编译原理实验报告实验名称：实验一编写词法分析程序 实验类型：验证型实验 指导教师：何中胜 专业班级：13软件四 姓名：丁越 学号： 电子邮箱： 实验地点：秋白楼B720 实验成绩： 日期：2016年3 月18 日 一、实验目的 通过设计、调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；熟悉词法分析 程序所用的工具自动机，进一步理解自动机理论。掌握文法转换成自动机的技术及有穷自动机实现的方法。确定词法分析器的输出形式及标识符与关键字的区分方法。加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、实验过程 以编写PASCAL子集的词法分析程序为例 1.理论部分 （1）主程序设计考虑 主程序的说明部分为各种表格和变量安排空间。 数组 k为关键字表，每个数组元素存放一个关键字。采用定长的方式，较短的关键字 后面补空格。 P数组存放分界符。为了简单起见，分界符、算术运算符和关系运算符都放在 p表中 （编程时，还应建立算术运算符表和关系运算符表，并且各有类号），合并成一类。 id和ci数组分别存放标识符和常数。 instring数组为输入源程序的单词缓存。 outtoken记录为输出内部表示缓存。 还有一些为造表填表设置的变量。 主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造 k表；再输入分界符等造p表。 主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。每个循环处理一个单词；接收键盘上 送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。 ⑵词法分析过程考虑 将词法分析程序设计成独立一遍扫描源程序的结构。其流程图见图1-1。 图1-1 该过程取名为 lexical，它根据输入单词的第一个字符（有时还需读第二个字符），判断单词类，产生类号：以字符 k表示关键字；i表示标识符；c表示常数；p表示分界符；s表示运算符（编程时类号分别为 1，2，3，4，5）。 对于标识符和常数，需分别与标识符表和常数表中已登记的元素相比较，如表中已有 该元素，则记录其在表中的位置，如未出现过，将标识符按顺序填入数组id中，将常数 变为二进制形式存入数组中 ci中，并记录其在表中的位置。 lexical过程中嵌有两个小过程：一个名为getchar，其功能为从instring中按顺序取出一个字符，并将其指针pint加1；另一个名为error，当出现错误时，调用这个过程， 输出错误编号。 2.实践部分 学号107 成绩 编译原理上机报告 名称：编写递归下降语法分析器 学院：信息与控制工程学院 专业：计算机科学与技术 班级：计算机1401班 姓名：叶达成 2016年10月31日 一、上机目的 通过设计、编制、调试一个递归下降语法分析程序，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，掌握常用的语法分析方法。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、基本原理和上机步骤 递归下降分析程序实现思想简单易懂。程序结构和语法产生式有直接的对应关系。因为每个过程表示一个非终结符号的处理，添加语义加工工作比较方便。 递归下降分析程序的实现思想是：识别程序由一组子程序组成。每个子程序对应于一个非终结符号。 每一个子程序的功能是：选择正确的右部，扫描完相应的字。在右部中有非终结符号时，调用该非终结符号对应的子程序来完成。 自上向下分析过程中，如果带回溯，则分析过程是穷举所有可能的推导，看是否能推导出待检查的符号串。分析速度慢。而无回溯的自上向下分析技术，当选择某非终结符的产生时，可根据输入串的当前符号以及各产生式右部首符号而进行，效率高，且不易出错。 无回溯的自上向下分析技术可用的先决条件是：无左递归和无回溯。 无左递归：既没有直接左递归，也没有间接左递归。 无回溯：对于任一非终结符号U的产生式右部x1|x2|…|x n，其对应的字的首终结符号两两不相交。 如果一个文法不含回路（形如P?+ P的推导），也不含以ε为右部的产生式，那么可以通过执行消除文法左递归的算法消除文法的一切左递归（改写后的文法可能含有以ε为右部的产生式）。 三、上机结果 测试数据： (1)输入一以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串例如：i+i*i# (2)输出结果：i+i*i#为合法符号串 (3)输入一符号串如i+i*#,要求输出为“非法的符号串”。 程序清单： #include 编译技术实验报告 实验题目：词法分析 学院：信息学院 专业：计算机科学与技术学号： 姓名： 一、实验目的 (1)理解词法分析的功能； (2)理解词法分析的实现方法； 二、实验内容 PL0的文法如下 …< >?为非终结符。 …::=? 该符号的左部由右部定义，可读作“定义为”。 …|? 表示…或?，为左部可由多个右部定义。 …{ }? 表示花括号内的语法成分可以重复。在不加上下界时可重复0到任意次 数，有上下界时可重复次数的限制。 …[ ]? 表示方括号内的成分为任选项。 …( )? 表示圆括号内的成分优先。 上述符号为“元符号”，文法用上述符号作为文法符号时需要用引号…?括起。 〈程序〉∷=〈分程序〉． 〈分程序〉∷= [〈变量说明部分〉][〈过程说明部分〉]〈语句〉 〈变量说明部分〉∷=V AR〈标识符〉{，〈标识符〉}：INTEGER； 〈无符号整数〉∷=〈数字〉{〈数字〉} 〈标识符〉∷=〈字母〉{〈字母〉|〈数字〉} 〈过程说明部分〉∷=〈过程首部〉〈分程序〉{；〈过程说明部分〉}； 〈过程首部〉∷=PROCEDURE〈标识符〉； 〈语句〉∷=〈赋值语句〉|〈条件语句〉|〈过程调用语句〉|〈读语句〉|〈写语句〉|〈复合语句〉|〈空〉 〈赋值语句〉∷=〈标识符〉∶=〈表达式〉 〈复合语句〉∷=BEGIN〈语句〉{；〈语句〉}END 〈条件〉∷=〈表达式〉〈关系运算符〉〈表达式〉 〈表达式〉∷=〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷=〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷=〈标识符〉|〈无符号整数〉|'('〈表达式〉')' 〈加法运算符〉∷=+|- 〈乘法运算符〉∷=* 〈关系运算符〉∷=<>|=|<|<=|>|>= 〈条件语句〉∷=IF〈条件〉THEN〈语句〉 〈字母〉∷=a|b|…|X|Y|Z 〈数字〉∷=0|1|2|…|8|9 实现PL0的词法分析 编译原理实验报告 班级 姓名： 学号： 自我评定： 实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。 二、实验内容 根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。 输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。 输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。 三、实现方法与环境 词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。如美国BELL实验室研制的LEX就是一个被广泛使用的词法分析程序的自动生成工具。 总的来说，开发一种新语言时，由于它的单词符号在不停地修改，采用LEX等工具生成的词法分析程序比较易于修改和维护。一旦一种语言确定了，则采用手工编写词法分析程序效率更高。 四、实验设计 1）题目1：试用手工编码方式构造识别以下给定单词的某一语言的词法分析程序。 语言中具有的单词包括五个有代表性的关键字begin、end、if、then、else；标识符；整型常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符。参考实现方法简述如下。 单词的分类：构造上述语言中的各类单词符号及其分类码表。 表I 语言中的各类单词符号及其分类码表 单词符号类别编码类别码的助记符单词值 词法分析 三、词法分析程序的算法思想： 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。 3.1 主程序示意图： 扫描子程序主要部分流程图 其他 词法分析程序的C语言程序源代码： // 词法分析函数: void scan() // 数据传递: 形参fp接收指向文本文件头的文件指针； // 全局变量buffer与line对应保存源文件字符及其行号，char_num保存字符总数。 void scan() { char ch; int flag,j=0,i=-1; while(!feof(fp1)) { ch=fgetc(fp1); flag=judge(ch); printf("%c",ch);//显示打开的文件 if(flag==1||flag==2||flag==3) {i++;buffer[i]=ch;line[i]=row;} else if(flag==4) {i++;buffer[i]='?';line[i]=row;} else if(flag==5) {i++;buffer[i]='~';row++;} else if(flag==7) continue; else cout<<"\n请注意，第"< 实验1-3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案 一、实验目的 了解词法分析程序的两种设计方法之一：根据状态转换图直接编程的方式； 二、实验内容 1．根据状态转换图直接编程 编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。 具体任务有： （1）组织源程序的输入 （2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件 （3）删除注释、空格和无用符号 （4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 （5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。 标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址 注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。 常量表结构：常量名，常量值 三、实验要求 1．能对任何S语言源程序进行分析 在运行词法分析程序时，应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名，然后对该程序完成词法分析任务。 2．能检查并处理某些词法分析错误 词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号，错误的编号及错误信息。 本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）： 1：非法字符：单词表中不存在的字符处理为非法字符，处理方式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符非法”。 2：源程序文件结束而注释未结束。注释格式为：/* …… */ 四、保留字和特殊符号表 编译原理实验报告 实验名称：编写语法分析分析器实验类型： 指导教师： 专业班级： 学号： 电子邮件： 实验地点： 实验成绩： 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方法。 1、选择最有代表性的语法分析方法，如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序，至少选一题。 2、选择对各种常见程序语言都用的语法结构，如赋值语句（尤指表达式）作为分析对象，并且与所选语法分析方法要比较贴切。 二、实验过程 编写算符优先分析器。要求： （a）根据算符优先分析算法，编写一个分析对象的语法分析程序。读者可根据自己的能力选择以下三项(由易到难)之一作为分析算法中的输入： Ⅰ：通过构造算符优先关系表，设计编制并调试一个算法优先分析程序Ⅱ：输入FIRSTVT，LASTVT集合，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。 Ⅲ：输入已知文法，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。（b）程序具有通用性，即所编制的语法分析程序能够使用于不同文法以及各种输入单词串，并能判断该文法是否为算符文法和算符优先文法。 （c）有运行实例。对于输入的一个文法和一个单词串，所编制的语法分析程序应能正确地判断，此单词串是否为该文法的句子，并要求输出分析过程。 三、实验结果 算符优先分析器： 测试数据：E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 实验结果：(输入串为i+i*i+i) 四、讨论与分析 自下而上分析技术－算符优先分析法： 算符文法：一个上下无关文法G，如果没有且没有P→..QR...(P ,Q ,R属于非终结符)，则G是一个算符文法。 FIRSTVT集构造 1、若有产生式P →a...或P →Qa...，则a∈FIRSTVT(P)。 2、若有产生式P→...，则FIRSTVT(R)包含在FIRSTVT(P)中。由优先性低于的定义和firstVT集合的定义可以得出：若存在某个产生式：…P…，则对所有：b∈firstVT(P)都有：a≦b。 构造优先关系表： 1、如果每个非终结符的FIRSTVT和LASTVT集均已知,则可构造优先关系表。 2、若产生式右部有...aP...的形式，则对于每个b∈FIRSTVT(P)都有 本代码只供学习参考： 词法分析源代码： #include 学年第学期《编译原理》实验报告 学院（系）：计算机科学与工程学院 班级：11303070A 学号：11303070*** 姓名：无名氏 指导教师：保密式 时间：2016 年7 月 目录 1．实验目的 (1) 2．实验内容及要求 (1) 3．实验方案设计 (1) 3.1 编译系统原理介绍 (1) 3.1.1 编译程序介绍 (2) 3.1.2 对所写编译程序的源语言的描述 (2) 3.2 词法分析程序的设计 (3) 3.3 语法分析程序设计 (4) 3.4 语义分析和中间代码生成程序的设计 (4) 4. 结果及测试分析 (4) 4.1软件运行环境及限制 (4) 4.2测试数据说明 (5) 4.3运行结果及功能说明 (5) 5．总结及心得体会 (7) 1．实验目的 根据Sample语言或者自定义的某种语言，设计该语言的编译前端。包括词法分析，语法分析、语义分析及中间代码生成部分。 2．实验内容及要求 （1）词法分析器 输入源程序，输出对应的token表，符号表和词法错误信息。按规则拼单词，并转换成二元形式；滤掉空白符，跳过注释、换行符及一些无用的符号；进行行列计数，用于指出出错的行列号，并复制出错部分；列表打印源程序；发现并定位词法错误； （2）语法分析器 输入token串，通过语法分析，寻找其中的语法错误。要求能实现Sample 语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析：算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while语句、do while语句等。 （3）语义分析和中间代码生成 输入token串，进行语义分析，修改符号表，寻找其中的语义错误，并生 成中间代码。要求能实现Sample语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析：算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while 语句、do while语句等。 实验要求：功能相对完善，有输入、输出描述，有测试数据，并介绍不足。3．实验方案设计 3.1 编译系统原理介绍 编译器逐行扫描高级语言程序源程序，编译的过程如下： (1).词法分析 识别关键字、字面量、标识符(变量名、数据名)、运算符、注释行(给人看的，一般不处理)、特殊符号(续行、语句结束、数组)等六类符号，分别归类等待处理。 (2).语法分析 一个语句看作一串记号(Token)流，由语法分析器进行处理。按照语言的文法检查判定是否是合乎语法的句子。如果是合法句子就以内部格式保存，否则报错。直至检查完整个程序。 (3).语义分析 语义分析器对各句子的语法做检查：运算符两边类型是否相兼容；该做哪些类型转换(例如，实数向整数赋值要"取整")；控制转移是否到不该去的地方；是 实验2 词法分析程序的设计 一、实验目的 掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。 二、实验内容 编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。 三、实验要求 1、根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图； 标识符<字母>(<字母>|<数字字符>)* 十进制整数0 | (（1|2|3|4|5|6|7|8|9）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9）*) 八进制整数0（1|2|3|4|5|6|7）（0|1|2|3|4|5|6|7）* 十六进制整数0x（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）* 运算符和界符+ - * / > < = ( ) ； 关键字if then else while do 2、根据状态图，设计词法分析函数int scan( )，完成以下功能： 1）从文本文件中读入测试源代码，根据状态转换图，分析出一个单词， 2）以二元式形式输出单词<单词种类，单词属性> 其中单词种类用整数表示： 0：标识符 1：十进制整数 2：八进制整数 3：十六进制整数 运算符和界符，关键字采用一字一符，不编码 其中单词属性表示如下： 标识符，整数由于采用一类一符，属性用单词表示 运算符和界符，关键字采用一字一符，属性为空 3、编写测试程序，反复调用函数scan( )，输出单词种别和属性。 四、实验环境 PC微机 DOS操作系统或Windows 操作系统 Turbo C 程序集成环境或Visual C++ 程序集成环境 五、实验步骤 1、根据正规式，画出状态转换图； 编译原理实验报告 课程：编译原理 系别：计算机系 班级：11网络 姓名：王佳明 学号：110912049 教师：刘老师 实验小组：第二组 1 实验一熟悉C程序开发环境、进行简单程序的调试 实验目的： 1、初步了解vc++6.0环境； 2、熟悉掌握调试c程序的步骤： 实验内容： 1、输入下列程序，练习Turbo C 程序的编辑、编译、运行。 #include 实验二词法分析器 一、实验目的： 设计、编制、调试一个词法分析子程序－识别单词，加深对词法分析原理的理解。 二、实验要求： 1.对给定的程序通过词法分析器弄够识别一个个单词符号，并以二元式(单词种别码，单词符号的属性值)显示。而本程序则是通过对给定路径的文件的分析后以单词符号和文字提示显示。 2.本程序自行规定： (1)关键字"begin","end","if","then","else","while","write","read", "do", "call","const","char","until","procedure","repeat" (2)运算符："+","-","*","/","=" (3)界符："{","}","[","]",";",",",".","(",")",":" (4)其他标记如字符串，表示以字母开头的标识符。 (5)空格、回车、换行符跳过。 在屏幕上显示如下： ( 1 , 无符号整数) ( begin , 关键字) ( if , 关键字) ( +, 运算符) ( ；, 界符) ( a , 普通标识符) 三、使用环境： Windows下的visual c++6.0; 四、调试程序： 1.举例说明文件位置：f：、、11.txt目标程序如下： begin x:=9 if x>0 then x:=x+1; while a:=0 do 3 实验二语法分析器 一、实验目的 通过完成预测分析法的语法分析程序，了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。使学生了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法，训练学生掌握开发应用程序的基本方法。有利于提高学生的专业素质，为培养适应社会多方面需要的能力。 二、实验内容 ◆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。 ◆构造预测分析表，并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分 析程序。 ◆分析法的功能是利用LL（1）控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号 以及LL（1）分析表，对输入符号串自上而下的分析过程。 三、LL（1）分析法实验设计思想及算法 ◆模块结构： （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、实验要求 1、编程时注意编程风格：空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。 2、如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息。 3、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 输出的格式如下： 五、实验源程序 LL1.java import java.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; import javax.swing.table.DefaultTableModel; import java.sql.*; import java.util.Vector; public class LL1 extends JFrame implements ActionListener { /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; JTextField tf1; JTextField tf2; JLabel l; JButton b0; JPanel p1,p2,p3; JTextArea t1,t2,t3; JButton b1,b2,b3; 实验一词法分析程序实现 一、实验目得与要求 通过编写与调试一个词法分析程序,掌握在对程序设计语言得源程序进行扫描得过程中,将字符流形式得源程序转化为一个由各类单词符号组成得流得词法分析方法 二、实验内容 基本实验题目：若某一程序设计语言中得单词包括五个关键字begｉｎ、end、if、then、elsｅ；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符与四个算术运算符，试构造能识别这些单词得词法分析程序（各类单词得分类码参见表Ｉ）。 表Ｉ语言中得各类单词符号及其分类码表 输入:由符合与不符合所规定得单词类别结构得各类单词组成得源程序文件。 输出：把所识别出得每一单词均按形如(CLASS，VＡLUE）得二元式形式输出,并将结果放到某个文件中。对于标识符与无符号常数，CＬASS字段为相应得类别码得助记符;V AL ＵＥ字段则就是该标识符、常数得具体值；对于关键字与运算符,采用一词一类得编码形式，仅需在二元式得CLASS字段上放置相应单词得类别码得助记符，V ALUE字段则为“空". 三、实现方法与环境 词法分析就是编译程序得第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序.其一就是根据对语言中各类单词得某种描述或定义(如BＮF)，用手工得方式（例如可用Ｃ语言)构造词法分析程序。一般地,可以根据文法或状态转换图构造相应得状态矩阵,该状态矩阵连同控制程序一起便组成了编译器得词法分析程序;也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序得另外一种途径就是所谓得词法分析程序得自动生成，即首先用正规式对语言中得各类单词符号进行词型描述,并分别指出在识别单词时,词法分析程 词法分析器实验报告 一、实验目的 选择一种编程语言实现简单的词法分析程序，设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。 二、实验要求 待分析的简单的词法 （1）关键字： begin if then while do end 所有的关键字都是小写。 （2）运算符和界符 ： = + - * / < <= <> > >= = ; ( ) # （3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义： ID = letter (letter | digit)* NUM = digit digit* （4）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 各种单词符号对应的种别码： 表各种单词符号对应的种别码 词法分析程序的功能： 输入：所给文法的源程序字符串。 输出：二元组（syn,token或sum）构成的序列。 其中：syn为单词种别码； token为存放的单词自身字符串； sum为整型常数。 例如：对源程序begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end #的源文件，经过词法分析后输出如下序列： (1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)…… 三、词法分析程序的算法思想： 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根 据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。 主程序示意图： 主程序示意图如图3-1所示。其中初始包括以下两个方面： ⑴关键字表的初值。 关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。关键字表为一个字符串数组，其描述如下： Char *rwtab[6] = {“begin”, “if”, “then”, “while”, “do”, “end”,}; 图3-1 （2）程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum 扫描子程序的算法思想： 首先设置3个变量：①token用来存放构成单词符号的字符串；②sum用来整型单词；③syn 用来存放单词符号的种别码。扫描子程序主要部分流程如图3-2所示。 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2011 —2012 学年第 1 学期） 课程名称：编译原理开课实验室： 445 2011年 12 月 19日年级、专业、 班 计科093 学号200910405310 姓名孙浩川成绩 实验项目名称语法分析器指导教师严馨 教 师评语 该同学是否了解实验原理： A.了解□ B.基本了解□ C.不了解□ 该同学的实验能力： A.强□ B.中等□ C.差□ 该同学的实验是否达到要求： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□ 实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□ 实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般□ C.没有□ 教师签名： 年月日 一、实验目的及内容 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。 实验内容：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。 已知待分析的C语言子集的语法，用EBNF表示如下： <程序>→main()<语句块> <语句块> →‘{’<语句串>‘}’ <语句串> → <语句> {; <语句> }; <语句> → <赋值语句> |<条件语句>|<循环语句> <赋值语句>→ID=<表达式> <条件语句>→if‘(‘条件’)’<语句块> <循环语句>→while’(‘<条件>’)‘<语句块> <条件> → <表达式><关系运算符> <表达式> <表达式> →<项>{+<项>|-<项>} <项> → <因子> {* <因子> |/ <因子>} <因子> →ID|NUM| ‘(’<表达式>‘)’ <关系运算符> →<|<=|>|>=|==|!= 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图） 编译原理实验 词 法 分 析 程 序 实验一：词法分析程序 1、实验目的 从左至右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个单词符号，把字符串形式的源程序改造成单词符号形式的中间程序。 2、实验内容 表C语言子集的单词符号及内码值 单词符号种别编码助记符内码值 while 1 while -- if 2 if -- else 3 else -- switch 4 switch -- case 5 case -- 标识符 6 id id在符号表中的位置 常数7 num num在常数表中的位置 + 8 + -- - 9 - -- * 10 * -- <= 11 relop LE < 11 relop LT == 11 relop LQ = 12 = -- ; 13 ; -- 输入源程序如下 if a==1 a=a+1; else a=a+2; 输出对应的单词符号形式的中间程序 3、实验过程 实验上机程序如下： #include "stdio.h" #include "string.h" int i,j,k; char s ,a[20],token[20]; int letter() { if((s>=97)&&(s<=122))return 1; else return 0; } int Digit() {if((s>=48)&&(s<=57))return 1; else return 0; } void get() { s=a[i]; i=i+1; } void retract() {i=i-1;} int lookup() { if(strcmp(token, "while")==0) return 1; else if(strcmp(token, "if")==0) return 2; else if(strcmp(token,"else")==0) return 3; else if(strcmp(token,"switch")==0) return 4; else if(strcmp(token,"case")==0) return 5; else return 0; } void main() { printf("please input you source program,end('#'):\n"); i=0; do { i=i+1; scanf("%c",&a[i]); }while(a[i]!='#'); i=1; memset(token,0,sizeof(char)*10); j=0; get(); while(s!='#') { if(s==' '||s==10||s==13) get(); else { switch(s) 《编译原理》实验报告软件131 陈万全132852 一、需求分析 通过对一个常用高级程序设计语言的简单语言子集编译系统中词法分析、语法分析、语义处理模块的设计、开发，掌握实际编译系统的核心结构、工作流程及其实现技术，获得分析、设计、实现编译程序等方面的实际操作能力，增强设计、编写和调试程序的能力。 通过开源编译器分析、编译过程可视化等扩展实验，促进学生增强复杂系统分析、设计和实现能力，鼓励学生创新意识和能力。 1、词法分析程序设计与实现 假定一种高级程序设计语言中的单词主要包括五个关键字begin、end、if、then、else；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符，试构造能识别这些单词的词法分析程序。 输入：由符合和不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序文件。 输出：把所识别出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式形式输出，并将结果放到某个文件中。对于标识符和无符号常数，CLASS字段为相应的类别码的助记符；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值；对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式，仅需在二元式的CLASS字段上放置相应单词的类别码的助记符，VALUE字段则为“空”。 2、语法分析程序设计与实现 选择对各种常见高级程序设计语言都较为通用的语法结构——算术表达式的 一个简化子集——作为分析对象，根据如下描述其语法结构的BNF定义G2[<算术表达式>]，任选一种学过的语法分析方法，针对运算对象为无符号常数和变量的四则运算，设计并实现一个语法分析程序。 G2[<算术表达式>]： <算术表达式>→<项> | <算术表达式>+<项> | <算术表达式>-<项> <项>→<因式>|<项>*<因式>|<项>/<因式> <因式>→<运算对象> | (<算术表达式>) 若将语法范畴<算术表达式>、<项>、<因式>和<运算对象>分别用E、T、F和i 代表，则G2可写成： G2[E]：E → T | E+T | E-T T → F | T*F | T/F F → i | (E) 输入：由实验一输出的单词串，例如：UCON，PL，UCON，MU，ID······输出：若输入源程序中的符号串是给定文法的句子，则输出“RIGHT”，并且给出每一步分析过程；若不是句子，即输入串有错误，则输出“ERROR”，并且显示分析至此所得的中间结果，如分析栈、符号栈中的信息等，以及必要的出错说明信息。 3、语义分析程序设计与实现 对文法G2[<算术表达式>]中的产生式添加语义处理子程序，完成运算对象是简单变量（标识符）和无符号数的四则运算的计值处理，将输入的四则运算转换为四元式形式的中间代码。 输入：包含测试用例（由标识符、无符号数和+、?、*、/、(、)构成的算术表达式）的源程序文件。 输出：将源程序转换为中间代码形式表示，并将中间代码序列输出到文件中。 若源程序中有错误，应指出错误信息 二、设计思路 1、词法分析程序设计与实现 1)单词分类 为了编程的实现。我们假定要编译的语言中，全部关键字都是保留字，程序员不得将它们作为源程序中的标识符；作了这些限制以后，就可以把关键字和标识符的识别统一进行处理。即每当开始识别一个单词时，若扫视到的第一个字符为字母，则把后续输入的字母或数字字符依次进行拼接，直至扫视到非字母、数字字符为止，以期获得一个尽可能长的字母数字字符串，然后以此字符串查所谓保留字表（此保留字表要事先造好），若查到此字符串，则取出相应的类别码；反之，则表明该字符串应为一标识符。编译原理语法分析实验报告
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