计算机与信息学院
编译原理实验报告
专业班级
信息安全13-1班
学生姓名及学号
马骏 2013211869 课程教学班号
任课教师
李宏芒
实验指导教师
李宏芒
实验地点
实验楼机房
2015 ~2016 学年第二学期
实验1 词法分析设计
一、实验目的
通过本实验的编程实践，使学生了解词法分析的任务，掌握词法分析程序设计的原理和构造方法，使学生对编译的基本概念、原理和方法有完整的和清楚的
理解，并能正确地、熟练地运用
二、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、将标识符填写的相应符号表须提供给编译程序的以后各阶段使用。
3、根据测试数据进行测试。测试实例应包括以下三个部分:
全部合法的输入。
各种组合的非法输入。
由记号组成的句子。
4、词法分析程序设计要求输出形式:
例：输入VC++语言的实例程序：
If i=0 then n++;
a﹤= 3b %);
输出形式为：
单词二元序列类型位置（行，列）（单词种别，单词属性）
for (1,for ) 关键字（1，1）
i ( 6,i ) 标识符（1，2）
= ( 4，= ) 关系运算符（1，3）
12
0 ( 5，0 ) 常数（1，4）
then ( 1，then) 关键字（1，5）n (6,n ) 标识符（1，6）++ Error Error （1，7）
；( 2, ; ) 分界符（1，8）
a (6,a ) 标识符（2，1）
﹤= (4,<= ) 关系运算符（2，2）3b Error Error （2，4）
% Error Error （2，4）
) ( 2, ) ) 分界符（2，5）；( 2, ; ) 分界符（2，6）三、实验内容
用VC++/VB/JA V A 语言实现对 C 语言子集的源程序进行词法分析。通过输
入源程序从左到右对字符串进行扫描和分解，依次输出各个单词的内部编码及单
词符号自身值；若遇到错误则显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示；
同时
进行标识符登记符号表的管理。
以下是实现词法分析设计的主要工作：
（1）从源程序文件中读入字符。
（2）统计行数和列数用于错误单词的定位。
（3）删除空格类字符，包括回车、制表符空格。
（4）按拼写单词，并用（内码，属性）二元式表示。(属性值——token的机内表示)
（5）如果发现错误则报告出错7
（6）根据需要是否填写标识符表供以后各阶段使用。
四、实验步骤
1、根据流程图编写出各个模块的源程序代码上机调试。
2、编制好源程序后，设计若干用例对系统进行全面的上机测试，并通过所设计的词法分析程序；直至能够得到完全满意的结果。
3、书写实验报告；实验报告正文的内容：
功能描述：该程序具有什么功能？
程序结构描述：函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能；函数之间的调用关系图。
详细的算法描述（程序总体执行流程图）。
给出软件的测试方法和测试结果。
实验总结（设计的特点、不足、收获与体会）。
五、实验截图
先创建salaryfile.txt文件
输入
If i=0 then n++;
a<= 3b %);
六、核心代码
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
const char* salaryfile="salaryfile.txt";
const int max=40;
string id[max]={"do","end","for","if","printf","scanf","then","while"};//关键字表
string
s[max]={",",";","(",")","[","]","+","-","*","/","<","<=","=",">",">=","<>"} ;//分界符表算数运算符表关系运算符表
string k[max];// 标识符
string ci[max];// 常数
int fjfpoint=5;//分界符表尾
int mathpoint=9;//算数运算符表尾
int cipointer=0;//常数表尾
int idpointer=0;//关键字表尾
int kpointer=0;//标识符表尾
int fjf;//0 不是分界符1是
int rowy=1;//识别输入行位置
int rowx=1;//识别输入列位置
int outkey=0;//打印控制0为数字后有字母其他可以
void searcht(int i,string m)//根据已识别的首字母识别字符串
{
// cout<<"enter searcht!!"< int x; if(i==0)//首字符是字母识别关键字 { // cout<<" a word!!"< for(x=0;x { if(id[x]==m) { cout<<"(1,"< break; } } if(x==max)//不是关键字再识别标识符 { for(x=0;x { if(k[x]==m) { cout<<"(6,"< break; } } if(x==max)//标识符表没有时插入标识符 { cout<<"(6,"< k[kpointer]=m; kpointer++; } } } if(i==1)//识别常数 { // cout<<" a number!!"< for(x=0;x { if(ci[x]==m) { cout<<"(5,"< break; } } if(x==max) { cout<<"(5,"< ci[cipointer]=m; cipointer++; } } if(i==2)//识别分界符算数运算符关系运算符 { // cout<<" a signal!!"< for(x=0;x { if(s[x]==m) break; } // x--; if(x<6) { fjf=1; } if(x>5&&x<10) { if(outkey==1) { cout<<"(3,"< outkey=0; } fjf=0; } if(x>9&&x { if(outkey==1) { cout<<"(4,"< outkey=0; } fjf=0; } if(x==max) { if(outkey==1) { cout<<"Error Error ("< outkey=0; } fjf=0; } } }; void wordlook(char t,string sn)//识别首字符，分类识别字符串 { if(t>=48&&t<=57) searcht(1,sn); else { if((t>64&&t<91)||(t>96&&t<123)) searcht(0,sn); else searcht(2,sn); } }; void split(string s)//分割字符串 { // cout< string now[max]; string sn; int nowpointer=0; int i=0; int x; int sign=2;//非法数字标志 int diannumber=0;//数中点的个数 for(x=0;x { if((s[x]>64&&s[x]<91)||(s[x]>96&&s[x]<123)||(s[x]>=48&&s[x]<=57)||(x>0& &s[x]==46&&sign==1))//判断数字后跟字母还是字母后有数字 { if(i==0) { if(s[x]>=48&&s[x]<=57) sign=1; else sign=2; } else { if(sign==1) { if(s[x]>=48&&s[x]<=57||s[x]==46) { if(s[x]==46) { if(diannumber==0) diannumber++; else sign=0; } } else sign=0; } } i++; if(x==(s.length()-1)) { sn=s.substr(x-i+1,i); if(i>0) { // cout< if(sign==0)//数字后有字母的情况 cout<<" Error Error ("< else //字母开头的字符串 { // cout<<" true"< wordlook(sn[0],sn); rowx++; } } } } else { if(x>0&&(s[x-1]>64&&s[x-1]<91)||(s[x-1]>96&&s[x-1]<123)||(s[x-1]>=48&& s[x-1]<=57))//遇到分界符运算符如果前面是数字或字母 { sn=s.substr(x-i,i); if(i>0) { // cout< if(sign==0) cout<<" Error Error ("< else { // cout<<" true"< wordlook(sn[0],sn); rowx++; } i=0; } string ll=s.substr(x,1);//判断是运算符还是分界符 wordlook(s[x],ll); if(fjf==0)//是运算符 { i++; if((s[x+1]>64&&s[x+1]<91)||(s[x+1]>96&&s[x+1]<123)||(s[x+1]>=48&&s[x+1 ]<=57))//如果后面是数字或字母 { sn=s.substr(x-i+1,i); // cout< cout< outkey=1; wordlook(sn[0],sn); rowx++; i=0; } } if(fjf==1) { if((s[x-1]>64&&s[x-1]<91)||(s[x-1]>96&&s[x-1]<123)||(s[x-1]>=48&&s[x-1]<=57)) //如果前面是数字或字母 { } else if(i>0) { sn=s.substr(x-i,i); // cout< cout< outkey=1; wordlook(sn[0],sn); rowx++; i=0; } cout< rowx++; /* if(ll==";") rowy++; rowx=1; } */ } } } }; int main() { int x; string instring;//读入一行 string sn; /* getline(cin,sn);// string带空格输入 cout< char t=sn[0]; if(t>=48&&t<=57) searcht(1,sn); else { if((t>64&&t<91)||(t>96&&t<123)) searcht(0,sn); else searcht(2,sn); } */ ifstream inputfile;//in file stream inputfile.open(salaryfile); // inputfile>>noskipws; if(!inputfile) { cout<<"no file"< } string pp; while(!inputfile.eof()) { getline(inputfile,pp); istringstream istr(pp); string ppword; while(istr>>ppword)//按照空格分割字符串 { split(ppword); } /* int begin = 0;//去掉字符串的所有空格 begin = pp.find(" ",begin); //查找空格在str中第一次出现的位置 while(begin != -1) //表示字符串中存在空格 { pp.replace(begin, 1, ""); // 用空串替换str中从begin开始的1个字符 begin = pp.find(" ",begin); //查找空格在替换后的str中第一次出现的位置 } */ // cout<<"good "< // rowx++; rowy++;//换行 rowx=1; } return 0; } 七、实验总结 通过本次试验使我不仅对词法分析器有了更深的了解，而且提高了编程能力，希望在以后的学习中可以解决词法分析更多的问题。 实验2 LL(1)分析法 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 三、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。 四、实验步骤 1、根据流程图编写出各个模块的源程序代码上机调试。 2、编制好源程序后，设计若干用例对系统进行全面的上机测试，并通过所设计的LL(1)分析程序；直至能够得到完全满意的结果。 3、书写实验报告；实验报告正文的内容： 写出LL（1）分析法的思想及写出符合LL（1）分析法的文法。 程序结构描述：函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能；函数 之间的调用关系图。 详细的算法描述（程序执行流程图）。 给出软件的测试方法和测试结果。 实验总结（设计的特点、不足、收获与体会）。 五、实验截图 六、核心代码 #include #include using namespace std; string pp;//输出字符串 string hh="\r\n";//换行 const int max=50; int endfu[max];//终止符序号表 int endfupointer=8; char endfureal[max]={'+','-','*','/','(','i',')','#'}; int unendfu[max]; int unendfupointer=5; char unendfureal[max]={'E','G','T','S','F'}; string makemath[max]={"E->TG","G->+TG","G->-TG","G->$","T->FS","S->*FS", "S->/FS","S->$","F->(E)","F->i"}; //0 E->TG,1 G->+TG,2 G->-TG,3 G->$,4 T->FS,5 S->*FS,6 S->/FS,7 S->$,8 F->(E),9 F->i //$代表空串 string behavior[max]={"初始化","POP"}; int smarttable[max][max];//分析表 int checkendfu(char fu)//查终结符序号{ int x; for(x=0;x { if(endfureal[x]==fu) { break; } } if(x return x; else return -1; }; int checkunendfu(char fu)//查非终结符序号{ int x; for(x=0;x { if(unendfureal[x]==fu) break; } if(x return x; else return-1; }; string checkmakemath(int x)//查产生式表{ return makemath[x]; }; int checksmarttable(int x,int y)//查分析表{ return smarttable[x][y]; }; class smartbox { public: smartbox() { box[0]='#'; box[1]='E'; boxpointer=1; } void push(char fu) { boxpointer++; box[boxpointer]=fu; } char pop() { char a=box[boxpointer]; if(a!='#') { // cout<<"pop: "< // stringstream oss; /* pp=pp+"pop: "; char buffer[max]; sprintf(buffer,"%d",boxpointer); string s=buffer; pp=pp+" "; pp=pp+s; pp=pp+hh; */ boxpointer--; return a; } } void check() { if(checkendfu(box[boxpointer])!=-1) { char a; // cout< //char buffer[max]; //sprintf(buffer // pp=pp+box[boxpointer]; // pp=pp+checkendfu(box[boxpointer]); // pp=pp+" "; a=pop(); // cout<<"out "< } } char box[max]; int boxpointer; }; int main() { // TODO: Add extra validation here // pp=pp+"步骤分析栈剩余输入串所用产生式动作"+hh; /* string s1="sdsfs \r\nsdfsds"; string s3="aaaaaaaaaaaaa"; s3=s3+s1; CString s2(s3.c_str()); // CString s2=CString(s1); SetDlgItemText(IDC_EDIT2,s2);//用SetDlgItemText(文本框ID,字符串),将文本框的内容设置为字符串的内容. SetDlgItemText(IDC_EDIT2,s2); */ // MessageBox(str); string str; cin>>str; int x,y; for(x=0;x for(y=0;y smarttable[x][y]=99; smarttable[0][4]=0; smarttable[0][5]=0; smarttable[1][0]=1; smarttable[1][1]=2; smarttable[1][6]=3; smarttable[1][7]=3; smarttable[2][4]=4; smarttable[2][5]=4; smarttable[3][0]=7; smarttable[3][1]=7; smarttable[3][2]=5; smarttable[3][3]=5; smarttable[3][6]=7; smarttable[3][7]=7; smarttable[4][4]=8; smarttable[4][5]=9; smartbox mark; char fu; char enterfu; int endfunumber; int unendfunumber; string readyin; string enter; // cin>>enter; //enter="i+i*i#"; enter=str; //enter="(i)#"; int count=0; //步骤 char buffer1[max]; sprintf(buffer1,"%d",count); string s1=buffer1; pp=pp+s1+" "; //分析栈 for(int qq1=0;qq1<=mark.boxpointer;qq1++) { pp=pp+mark.box[qq1]; } for(qq1=0;qq1<10-mark.boxpointer;qq1++) { pp=pp+" "; } //剩余输入栈 string jiequ1=enter.substr(0,enter.length()); pp=pp+jiequ1; for(int t1=0;t1<20;t1++) { pp=pp+" "; } pp=pp+" 初始化"+hh; for(x=0;x { //步骤 count++; char buffer[max]; sprintf(buffer,"%d",count); string s=buffer; pp=pp+s+" "; //分析栈 for(int qq=0;qq<=mark.boxpointer;qq++) { pp=pp+mark.box[qq]; } for(qq=0;qq<10-mark.boxpointer;qq++) { pp=pp+" "; } //剩余输入栈 string jiequ=enter.substr(x,enter.length()-x); pp=pp+jiequ; for(int t=0;t { pp=pp+" "; } enterfu=enter[x]; // cout<<"enterfu: "< mark.check(); fu=mark.pop(); // cout<<"fu: "< if(fu=='#')//&&enterfu=='#') { // cout<<"sucessed!!!! over!!!!"< pp=pp+"sucessed!!!! over!!!!"+hh; break; } unendfunumber=checkunendfu(fu); endfunumber=checkendfu(enterfu); // cout< // cout< if(smarttable[unendfunumber][endfunumber]==99) { pp=pp+"error!!"; break; } readyin=makemath[smarttable[unendfunumber][endfunumber]]; pp=pp+readyin; for(int ddd=0;ddd<14-readyin.length();ddd++) { pp=pp+" "; } pp=pp+"POP,PUSH("; for(y=readyin.length()-1;y>2;y--) { pp=pp+readyin[y]; } pp=pp+")"+hh; // cout<<"readyin: "< int firsttime=0; for(y=readyin.length()-1;y>2;y--) { // cout< if(readyin[y]!='$') { mark.push(readyin[y]); if(firsttime==0) { if(checkendfu(readyin[y])!=-1) { // cout<<"now x: "< //步骤 count++; char buffer[max]; sprintf(buffer,"%d",count); string s=buffer; pp=pp+s+" "; //分析栈 for(int qq=0;qq<=mark.boxpointer;qq++) { pp=pp+mark.box[qq]; } for(qq=0;qq<10-mark.boxpointer;qq++) { pp=pp+" "; } //剩余输入栈 string jiequ=enter.substr(x,enter.length()-x); pp=pp+jiequ; for(int t=0;t { pp=pp+" "; } pp=pp+" GETNEXT(I)"+hh; x++; // cout<<"next x: "< firsttime=1; } } } } mark.check(); // cout< // pp=pp+hh; } cout< return 0; //CDialog::OnOK(); } 七、实验总结 通过本次试验使我不仅对ll(1)分析法有了更深的了解，而且提高了编程能力，希望在以后的学习中可以解决自动构造follow集的问题。
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