河海大学物联网工程学院（常州）课程设计报告
题目编译原理课程设计
授课班号
专业计算机科学与技术
学生姓名
学号\
指导教师
目录
一、课程设计概要 (1)
二、语法分析设计思想 (1)
地位及作用 (1)
设计思路 (1)
分析方法 (1)
使用文法 (1)
First集合和Follow集合 (1)
构造LR(0)项集规范簇 (2)
构造SLR(1)分析表 (2)
构造字符串的分析过程 (2)
三、语法分析器设计算法 (2)
First集合生成算法 (2)
Follow集合生成算法 (2)
计算项集I的闭包 (2)
状态之间的转换 (3)
构造LR(0)项集规范簇 (3)
构造SLR(1)分析表 (3)
句子识别 (3)
四、项目整合 (4)
五、流程图 (5)
构造Follow集合的流程图 (5)
语法分析流程图 (6)
六、主要函数描述 (7)
Follow函数描述 (7)
项集I的闭包函数描述 (7)
项集生成函数描述 (7)
ActionGoto表生成函数 (8)
句子识别函数 (8)
七、运行结果截图 (9)
主界面 (9)
Action矩阵和Goto矩阵 (9)
语法分析结果 (10)
一、课程设计概要
课程设计由词法分析、语法分析及语义分析构成。词法分析主要是属性表的生成与展示；语法分析主要是ActionGoto表的生成、驱动程序的编写和ActionGoto表的展示；语义分析组要是四元式的生成与展示。每个部分由一位小组成员单独完成，小组成员经过讨论和协商完成整个课程设计的要求，构成一个完整的系统。
作为本次课程设计的组长，我主要负责的是语法分析部分以及如何将以上三部分整合，故在此报告中将着重对语法分析部分和整合部分进行阐述，其他部分将在词法分析、语义分析的报告中得到相应得阐述。
二、语法分析设计思想
地位及作用
语法分析是根据某种给定的形式文法对由单词序列（如英语单词序列）构成的输入文本进行分析并确定其语法结构的一种过程。它通常用词法分析所产生的属性表序列作为输入，来识其输入的序列是否满足文法的要求。
设计思路
分析方法
语法分析器的任务主要是确定是否可以以及如何从语法的起始符号推导出输入符号串，主要可以通过两种方式完成：
自顶向下分析：根据形式语法规则，在语法分析树的自顶向下展开中搜索输入符号串可能的最左推导。单词按从左到右的顺序依次使用。
自底向上分析：语法分析器从现有的输入符号串开始，尝试将其根据给定的形式语法规则进行改写，最终改写为语法的起始符号。
我采用的是自底向上的分析技术，主要使用的是SLR(1)分析方法。
使用文法
SLR(1)分析法的输入是拓广文法G[Z]，如下所示：
Z::=S S::=i=E E::=E+T E::=T T::=T*F T::=F F::=P P::=(E) P::=i P::=n
文法存储
struct Rule
{
char 左部符号；
char 右部符号[MaxRightLenth]；
int右部长度；
}; //声明结构体类型
文法采用上述的结构体数组进行存储。
First集合和Follow集合
因为在SLR(1)中我们要用到非终结符的Follow集合，而求Follow集合的我们又需要非终结符的First集合，所以，我们要先求他的First集合。
在实现的过程中，我将求First集合和Follow集合都封装在了Experement07这个类中了。
在使用的过程中，只要给出非终结符、终结符和所有的文法，就能求出其文法对的First集合和Follow集合了！详细实现见工程中的Experement07.cs文件中的源码。
构造LR(0)项集规范簇
LR(0)项集规范簇和规约式的左侧非终极符的follow集合可以用来构造SLR(1)分析表。
LR(0)项集规范簇的求解包含三部分：
项集闭包的求解：由于项集中包含的项是动态增加的，因此，项集采用动态的数组List来存储。转换状态的求解：确定状态之间的转换状态I遇到符号X(X∈(Vt∪Vn))转换到的状态定义为：GO(I，X)=CLOSURE({A→αX.β| A→α.Xβ∈I}，其中A→αX.β称为A→α.Xβ的后继项。项集规范簇的构造：从I0的项集闭包开始，根据状态的转换，不断增加项集规范簇中的项集个数，直至项集不再增加为止。
构造SLR(1)分析表
ActionGoto表的构造主要是通过项集之间的跳转关系和文法产生式的规约关系来产生。当一个产生式的识别位置到达最后的时候，那么就根据这个产生式前面的非终结符的Follow集合来规约到到达状态，填入Action表中。每一个项集状态如果通过其他的非终结符跳转到自己活着别的项集状态，那么我们就对其规约到跳转状态，填入Action表中。如果是通过非终结符，那么我们就将跳转的最终的状态填入Goto表中。
构造字符串的分析过程
在正确的程序编译过程中，编译时需要根据词法分析器中的SLR(1)分析表来判断所要编译的句子是不是该文法的句子。字符串的分析过程中要求给出字符串的每一步的分析过程，输出每一步所用的文法推导式。测试字符串的输入也是采用外部文件输入方式。
三、语法分析器设计算法
First集合生成算法
扫描所有左部为A的产生式，
(1)、若Ａ->ε ，则将ε并入First(A)。
(2)、若Ａ->a ，则将a并入First(A)。
(3)、若Ａ->B…..，则将First(B)并入First(A)。
(4)、若Ａ->XB…..或Ａ->Xa…..，且X->ε，则类似于(2)、(3)处理。
Follow集合生成算法
扫描所有右部包含A的产生式，
(1)、若B->xAy ，则将First(y)中的非ε终极符并入Follow(A)。
(2)、若B->xA，或者B->xAy且y->ε则将Follow(B)并入Follow(A)。
(3)、若Ａ是开始符，则将#并入Follow(A)。
构造SLR(1)分析表
计算项集I的闭包
CLOSURE(I)=I ∪{B→.γ| A→α.Bβ∈I，B→γ∈P}。
将起始文法并入I。
对于I中，若A->α.Bβ且有产生式B->η，那么将B->.η并入I。
对于A->Aα的产生式，判断I中是否已经存在该产生式，如果存在，继续扫描I中的下一条文法。循环(1)、(2)、(3),直到I不再增大。
状态之间的转换
GO(I，X)=CLOSURE({A→αX.β| A→α.Xβ∈I}，其中A→αX.β称为A→α.Xβ的后继项。J 为GO到的项集。
将J置空。
对I中每一个形如A->α.Xβ的项，将A->αX .β并入J；
调用CLOSURE(J)，生成J的闭包。
构造LR(0)项集规范簇
根据起始符号，构造初始项集I0,
将I0并入项集规范簇C
对C中的每个项集I，若GO(I，X)非空且不在C中，那么将GO(I，X)并入C。
循环(2)、(3)直到C不再增大。
构造SLR(1)分析表
对C中的项集IK如果满足GO(Ik ,A )== Ij 且A为非终极符，那么置矩阵GOTO[k][A]=j;
对IK中的每项，若A->α.aβ且GO(Ik ,a)==I j，那么置ACTION[k][a]=j+1000，表示移进操作;若A->α.,那么对Follow(A)中的每个终结符a, 置ACTION[k][a]=1100+j，表示规约操作’;若拓广文法的第一项S->E.，那么置ACTION[k][#]=1200，表示接受句子。
循环IK中的每一项；
循环C中的每一项。
句子识别
FLAG：=TRUE；
WHILE FLAG DO
{
把状态栈顶元素上托出去并放在S中；
IF ACTION[S][a]==Sj THEN
{
把符号a推入符号栈；
把状态j推入状态栈；
把下一个输入符号读进a；
}
ELSE IF ACTION[S][a]==Rj THEN
{
从符号栈顶退出构成句柄的相应符号串；
从状态栈顶退出与句柄长度相等的若干状态；
把规则j的左部非终极符A 推入符号栈；
把GOTO[top(状态栈)][A] 推入状态栈；
输出规则式j；
}
ELSE IF ACTION[S][a]=acc THEN
FLAG:=FALSE；
ELSE ERROR；
}
END
语法分析总控程序主要利用两个栈作为语法分析的载体，其中一个栈为状态栈，另一个栈为符号栈。算法通过状态栈中栈顶的终结符号与输入符号中当前输入符号来查找ActionGoto表来进行移进和规约，进行一系列的操作。通过ActionGoto表的驱动来使字符串来进行规约到可接受状态，否则出错。
四、项目整合
工程CP：为实现项目业务逻辑类文件工程
工程MyCompiler：为可视化界面工程
五、流程图
构造Follow 集合的流程图
开始
取一条产生式
将a 加入Follow
（A ）对产生的构成做出判断
将First （Y ）加入到Follow （A ）
将B 推入Queue
B->xAY(Y 为非终结符)
B->xAy
B->xA 或者B->xAy 且y->空串
是否存在下一条产生式
是
Queue 是否为空
将#并入所以的Follow 集合中
QUEUE 队头元素出队，记为P
取一个产生式
形如P->xQ 或(P->xQy 且y->ε)
将Follow (P)中不在Follow (Q)集合的终极符并入Follow (Q)； 将P 入队列QUEUE
； 是否有下一条
产生式
是否
是
Queue 是否为空
否
否
结束
否否
是
语法分析流程图
FLAG 是否为true
把状态栈顶元素上托出去
并放在S 中
ACTION[S][a]==Sj
把符号a 推入符号栈；
把状态j 推入状态栈；
把下一个输入符号读进a
；
ACTION[S][a]==Rj
从符号栈顶退出构成句柄
的相应符号串；
从状态栈顶退出与句柄长度相等的若干状态；
把规则j 的左部非终极符A
推入符号栈；
把GOTO[top(状态栈)][A]
推入状态栈；
输出规则式j ；
ACTION[S][a]=acc
FLAG:=FALSE
ELSE ERROR ；
是
开始
把’#’推入符号栈；
把初始状态0推入状态栈
；
把第一个输入符号读进a
；
FLAG ：=TRUE ；
是
否
是
否
是
否
结束
六、主要函数描述Follow函数描述
变量名说明
函数名generateFoll
ow()
该函数在类Experient07中实现，用来求一个文法的
所有非终结符的Follow集合的
传入参数void
由于是类内的函数，在对象构造的时候，所需参数已
经通过构造函数传入，所以此函数用到的参数有，文
法，终结符，非终结符
返回值void
项集I的闭包函数描述
项集生成函数描述
变量名说明
函数名GetStateTransitionD
iagram()
该函数在类experient14中实现，用于生成
所有的项集
传入参数void 由于是类内的函数，在对象构造的时候，所需参数已经通过构造函数传入，所以此函数用到的参数有，文法，终结符，非终结符
返回值void 返回值已经封装在类的内部，所以此处实际的返回值是ISList（项集的列表）
变量名说明
函数名TragerAddItemSet
()
该函数在类Experient14中实现，用于生成某一个
项集中的一个产生式所触发的所有后继项
传入参数RuleItem RI 项中加入的规则rule
int
Position_ISList
这个项的在ISList中的位置
返回
值
void
ActionGoto表生成函数
变量名说明
函数名GetGotoAction
Table()
该函数在类Experient14中实现，用来通过生成
的项集来构造ActionGoto表
传入参数void 由于是类内的函数，在对象构造的时候，所需参数已经通过构造函数传入，所以此函数用到的参数有，文法，终结符，非终结符
返回值void 返回值已经封装在类的内部，所以此处实际的返回值是GotoActionTable（数据结构是hash表）
句子识别函数
变量名说明
函数名AnalysisSent
ence()
该函数在类Experient15中实现，用来通过GotoAction
表的驱动来识别句子
传入参数int
StartPlace
要分析的句子在属性表的起始位置
返回
值
bool 分析成功返回true否则返回false
七、运行结果截图
主界面
菜单“生成”中有：词法分析、ActionGoto表、语法分析、语义分析等菜单项。
Action矩阵和Goto矩阵
说明：由于设计的时候采用键值对的方式存储，此处给出真正的表结构不是很方便。所以采用了列表的方式展示。意思是：项X经过A或者a（A为非终结符，a未终结符）结果是SX或RX或X（SX为移进X压入栈中，RX为用第X个产生式归约，X为到第X项）。
语法分析结果
对于语义分析，我们给给出的输出文本是在语义分析时候所依次使用的产生式。
八、课程设计小结
成员分工
毛凌霄：词法分析；
王冲：语法分析；
周潇：语义分析；
心得体会
在不到一个星期的时间里，我们从查阅资料、互相讨论，到综合想法、征求老师意见，过得十分充实和紧张，虽然课程设计比我们想象的要困难得多，但是我们也拿出耐心和毅力，获得了最终方案。如今我明白课程设计对我来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，也让我学会从各方意见和想法中提取精华，这次设计中的很多地方都是源于和同学的大量讨论获得的，这种讨论对思维的激发和创新让我收获颇多。
这次课程设计使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样，更重要的是把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的学习和讨论，有了很大进步。我认为这个收获应该说是相当大的。其实课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，它将对我们今后的工作有着深远的影响，让我们学会主动参与学习，主动了解，认识自己的不足，将理论活学活用才能提高自己的能力和竞争力，我会谨记这些收获，不断提高和进步！
《编译原理》课程设计大纲 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 周数/学分：1周/1学分 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、离散数学、数据结构 适用专业：计算机科学与技术专业、软件工程专业 开课学院，系或教研室：计算机科学与技术学院 一、课程设计的目的 课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。 设计时间： 开发工具： （1） DOS环境下使用Turbo C； （2） Windows环境下使用Visual C++ 。 （3） 其它熟悉语言。 二、课程设计的内容和要求 设计题一：算术表达式的语法分析及语义分析程序设计。 1.目的
通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词 法检查和分析。 2.设计内容及要求： 算术表达式的文法： 〈无符号整数〉∷＝ 〈数字〉{〈数字〉} 〈标志符〉∷＝ 〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝ 〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝ 〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’ 〈加法运算符〉∷＝ ＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝ ＊｜／ （1） 分别选择递归下降法、算符优先分析法（或简单优 先法）完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。 （2） 分别选择LL（1）、LR法完成以上任务，中间代码选 用四元式。 （3） 写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出 分析方法的思想，完成分析程序设计。 （4） 编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通 过所设计的分析程序。 设计题二：简单计算器的设计 1．目的 通过设计、编制、调试一个简单计算器程序，加深对语法及语 义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检 查和分析。 2.设计内容及要求 算术表达式的文法：
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>)
《LL（1）分析器的构造》实验报告 一、实验名称 LL(1)分析器的构造 二、实验目的 设计、编制、调试一个LL(1)语法分析器，利用语法分析器对符号串的识别，加深对语法分析原理的理解。 三、实验内容和要求 设计并实现一个LL(1)语法分析器，实现对算术文法: G[E]:E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 所定义的符号串进行识别，例如符号串i+i*i为文法所定义的句子，符号串ii+++*i+不是文法所定义的句子。 实验要求: 1、检测左递归，如果有则进行消除； 2、求解FIRST集和FOLLOW集； 3、构建LL(1)分析表； 4、构建LL分析程序，对于用户输入的句子，能够利用所构造的分析程序进行分析，并显示出分析过程。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机。 软件： Code blocks（也可以是其它集成开发环境）。 五、实验过程描述 1、程序主要框架 程序中编写了以下函数，各个函数实现的作用如下： void input_grammer(string *G);//输入文法G
//将文法G预处理得到产生式集合P，非终结符、终结符集合U、u， int eliminate_1(string *G,string *P,string U,string *GG);//消除文法G中所有直接左递归得到文法GG int* ifempty(string* P,string U,int k,int n);//判断各非终结符是否能推导为空 string* FIRST_X(string* P,string U,string u,int* empty,int k,int n)；求所有非终结符的FIRST集 string FIRST(string U,string u,string* first,string s)；//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集 string** create_table(string *P,string U,string u,int n,int t,int k,string* first)；//构造分析表 void analyse(string **table,string U,string u,int t,string s)；//分析符号串s 2、编写的源程序 #include 课程设计(论文)任务书 软件学院学院软件工程专业07-1班 一、课程设计(论文)题目LL(1)分析过程模拟 二、课程设计(论文)工作自 2010 年 6 月 22日起至 2010 年 6月 28 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握LL（1）模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法； （3）使学生掌握LL（1）的调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析LL（1）模块的工作原理； （2）提出程序的设计方案； （3）对所设计程序进行调试。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改算法效率。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分； （4）回答问题：20分。 5）参考文献： （1）张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰.编译原理（第2版）.清华大学出版社 （2）丁振凡.《Java语言实用教程》北京邮电大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料2图书馆 编程与调试4实验室 撰写论文1图书馆、实验室 学生签名： 2009 年6 月22 日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称： 年月日 编译原理课程设计报告 课题名称： C-语言编译器设计（scanner和parser） 提交文档学生姓名： 提交文档学生学号： 同组成员名单：无 指导教师姓名：金军 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间： 2011年 6 月 17 日 1.课程设计目标 设计C-Minus编译器分为scanner和parser两个部分。scanner主要作用是对目标代码进行扫描，列出关键字，变量等内容；parser主要对语法进行分析并生成语法树。 2.分析与设计 ●实现方法：代码用C语言编译而成。其中scanner为手工实现，主要采用switch-case结构实现 状态转换；parser部分采用递归下降分析方法实现。 ●扫描器：C-的词法如下： 1、语言的关键字：i f el se i nt return void while 2、专用符号：+ - * /< <= > >= == != =; , ( ) [ ] { } /* */ 3、其他标记是变量（ID）和数字（NUM），通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = di git digi t* letter = a|..|z|A|..|Z digi t = 0|..|9 4、空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关键字 5. 注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在 标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 其DFA图如下： 分析器：以下为C-的语法规则BNF: 词法分析 一、实验目的 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 2.1 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。 2.2 各种单词符号对应的种别码： 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。 3.1 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 3.2 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。 . 编译原理实验专业：13级网络工程 语法分析器1 一、实现方法描述 所给文法为G【E】； E->TE’ E’->+TE’|空 T->FT’ T’->*FT’|空 F->i|(E) 递归子程序法： 首先计算出五个非终结符的first集合follow集，然后根据五个产生式定义了五个函数。定义字符数组vocabulary来存储输入的句子，字符指针ch指向vocabulary。从非终结符E函数出发，如果首字符属于E的first集，则依次进入T函数和E’函数，开始递归调用。在每个函数中，都要判断指针所指字符是否属于该非终结符的first集，属于则根据产生式进入下一个函数进行调用，若first集中有空字符，还要判断是否属于该非终结符的follow集。以分号作为结束符。 二、实现代码 头文件shiyan3.h #include #include int a=0; cout<<"按1结束程序"< 编译原理程序设计报告 一个简单文法的编译器的设计与实现专业班级：计算机1406班 组长姓名：宋世波 组长学号： 20143753 指导教师：肖桐 2016年12月 设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753 分工：文法及数据结构设计 词法分析 语法分析（LL1） 基于DAG的中间代码优化 部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740 分工：中间代码生成(LR0) 部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754 分工：符号表组织 部分目标代码生成 摘要 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。 一．编译器的概述 1.编译器的概念 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C++、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。 2．编译器的种类 编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语 编译原理课程设计报告 课题名称：C- Minus词法分析和语法分析设计 提交文档学生姓名：X X X 提交文档学生学号：XXXXXXXXXX 同组成员名单：X X X 指导教师姓名：X X 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2015年6月10日 1.课程设计目标 实验建立C-编译器。只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分。 2.分析与设计 C-编译器设计的整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）。 2.1 、扫描程序scanner部分 2.1.1系统设计思想 设计思想：根据DFA图用switch-case结构实现状态转换。 惯用词法： ①语言的关键字：else if int return void while ②专用符号：+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 大写和小写字母是有区别的 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM 关键字。 ⑤注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 scanner的DFA 说明：当输入的字符使DFA到达接受状态的时候，则可以确定一个单词了。初始状态设置为START，当需要得到下一个token时，取得次token的第一个字符，并且按照DFA与对此字符的类型分析，转换状态。重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型。当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他的则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”。 2.1.2程序流程图 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"< 编译原理课程设计报告 实验名称编译原理课程设计 班级 学号 姓名 指导教师 实验成绩 2013 年06月 一、实验目的 通过设计、编写和调试，将正规式转换为不确定的有穷自动机，再将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机，最后再将确定有穷自动机进行简化。 通过设计、编写和调试构造LR(0)项目集规范簇和LR分析表、对给定的符号串进行LR分析的程序，了解构造LR(0)分析表的步骤，对文法的要求，能够从文法G出发生成LR(0)分析表，并对给定的符号串进行分析。 二、实验内容 正规式——>NFA——>DFA——>MFA 1.正规式转化为不确定的有穷自动机 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将正规式转换为不确定的有穷自动机的程序，使学生了解Thompson算法，掌握转换过程中的相关概念和方法，NFA的表现形式可以是表格或图形。 （2）问题描述 任意给定一个正规式r（包括连接、或、闭包运算），根据Thompson算法设计一个程序，生成与该正规式等价的NFA N。 （3）算法描述 对于Σ上的每个正规式R，可以构造一个Σ上的NFA M，使得L(M)=L(R)。 步骤1：首先构造基本符号的有穷自动机。 步骤2：其次构造连接、或和闭包运算的有穷自动机。 （4）基本要求 算法实现的基本要求是： (1) 输入一个正规式r； (2) 输出与正规式r等价的NFA。（5）测试数据 输入正规式：(a|b)*(aa|bb)(a|b)* 得到与之等价的NFA N （6）输出结果 2.不确定的有穷自动机的确定化 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机的程序，使学生了解子集法，掌握转换过程中的相关概念和方法。DFA的表现形式可以是表格或图形。（2）问题描述 任意给定一个不确定的有穷自动机N，根据算法设计一个程序，将该NFA N变换为与之等价的DFA D。 （3）算法描述 用子集法将NFA转换成接受同样语言的DFA。 步骤一：对状态图进行改造 (1) 增加状态X,Y,使之成为新的唯一的初态和终态。从X引ε弧到原初态结点, 从原终态结 点引ε弧到Y结点。 (2) 对状态图进一步进行如下形式的改变 编译原理课程设计 自顶向下语法分析器 学院（系）：计算机科学与技术学院学生姓名：xxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxx 班级：电计1102 大连理工大学 Dalian University of Technology 目录 1 系统概论 语法分析是编译过程的核心部分。它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。语法分析器在编译程序中的地位如图1所示： 图1 语法分析器在编译程序中的地位 语言的语法结构是用上下文无关文法描述的。因此，语法分析器的工作本质上就是按文法的产生式，识别输入符号串是否为一个句子。这里所说的输入串是指由单词符号（文法的终结符）组成的有限序列。对一个文法，当给你一串（终结）符号时，怎样知道它是不是该文法的一个句子呢？这就要判断，看是否能从文法的开始符号出发推导出这个输入串。或者，从概念上讲，就是要建立一棵与输入串相匹配的语法分析树。 自顶向下分析法就是语法分析办法中的一类。顾名思义，自顶向下就是从文法的开始符号出发，向下推导，推出句子。这种方法是带“回溯”的。 自顶向下分析的主旨是，对任何输入串，试图用一切可能的办法，从文法开始符号（根结）出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。或者说，为输入串寻找一个最左推导。这种分析过程本质上是一种试探过程，是反复使用不同产生式谋求匹配输入串的过程。 实现这种自顶向下的带回溯试探法的一个简单途径是让每个非终结符对应一个递归子程序。每个这种子程序可作为一个布尔过程。一旦发现它的某个候选与输入串相匹配，就用这个候选去扩展语法树，并返回“真”值；否则，保持原来的语法树和IP值不变，并返回“假”值。 2 需求分析 以前，人们对语法的分析都建立在人工的基础上，人工分析虽然能够做到侧类旁推，但终究人力有限，再精密的分析都会出现或多或少的错误。为减少因人为产生的错误，并加快 编译原理实验报告 实验一 一、实验名称：词法分析器的设计 二、实验目的：1，词法分析器能够识别简单语言的单词符号 2，识别出并输出简单语言的基本字.标示符.无符号整数.运算符.和界符。 三、实验要求：给出一个简单语言单词符号的种别编码词法分析器 四、实验原理： 1、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。 2、程序流程图 （1 （2）扫描子程序 3 五、实验内容： 1、实验分析 编写程序时，先定义几个全局变量a[]、token[]（均为字符串数组),c,s( char型)，i,j,k（int型），a[]用来存放输入的字符串，token[]另一个则用来帮助识别单词符号，s用来表示正在分析的字符。字符串输入之后，逐个分析输入字符，判断其是否‘#’，若是表示字符串输入分析完毕，结束分析程序，若否则通过int digit(char c)、int letter(char c)判断其是数字，字符还是算术符,分别为用以判断数字或字符的情况，算术符的判断可以在switch语句中进行，还要通过函数int lookup(char token[])来判断标识符和保留字。 2 实验词法分析器源程序： #include 学号20102７９8 专业软件工程姓名薛建东 实验日期２013.04.０8 教师签字成绩实验报告 【实验名称】ＬL（1）语法分析 【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,训练掌握开发应用程序的基本方法。 【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。 【设计思想】 （1）、LL(１)文法的定义 ＬL(1)分析法属于确定的自顶向下分析方法。LＬ（１)的含义是：第一个Ｌ表明自顶向下分析是从左向右扫描输入串，第2个L表明分析过程中将使用最左推导，1表明只需向右看一个符号便可决定如何推导，即选择哪个产生式（规则)进行推导。 LL(1)文法的判别需要依次计算FIRＳT集、FOLＬＯW集和SELLＥＣT集,然后判断是否为LL（1)文法，最后再进行句子分析。 需要预测分析器对所给句型进行识别。即在LＬ(１)分析法中,每当在符号栈的栈顶出现非终极符时，要预测用哪个产生式的右部去替换该非终极符;当出现终结符时，判断其与剩余输入串的第一个字符是否匹配,如果匹配，则继续分析,否则报错。ＬＬ（1）分析方法要求文法满足如下条件：对于任一非终极符A的两个不同产生式Ａ→α，A→β,都要满足下面条件:ＳELEＣＴ(Ａ→α)∩SELＥCT（Ａ→β)＝? (2）、预测分析表构造 LL（1)分析表的作用是对当前非终极符和输入符号确定应该选择用哪个产生式进行推 2011-2012学年第二学期 《编译原理》课程设计报告 学院：计算机科学与工程学院 班级： 学生姓名：学号： 成绩： 指导教师： 时间：2012年5 月 目录 一、课程设计的目的 ---------------------------------------------------------------- - 1 - 二、课堂实验及课程设计的内容 -------------------------------------------------- - 1 - 2.1、课堂实验内容-------------------------------------------------------------- - 1 - 2.2、课程设计内容-------------------------------------------------------------- - 1 - 三、visual studio 2008 简介------------------------------------------------------- - 2 - 四、问题分析及相关原理介绍 ----------------------------------------------------- - 3 - 4.1、实验部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------------- - 3 - 4.1.1、词法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 - 4.1.2、语法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 - 4.1.3、语义分析功能介绍及分析------------------------------------- - 4 - 4.2、课程设计部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------- - 5 - 4.2.1、编译程序介绍 ----------------------------------------------------- - 5 - 4.2.2、对所写编译程序的源语言的描述（C语言） -------------- - 6 - 4.2.3、各部分的功能介绍及分析 -------------------------------------- - 7 - 4.3、关键算法：单词的识别-------------------------------------------------- - 8 - 4.3.1、算法思想介绍 ----------------------------------------------------- - 8 - 4.3.2、算法功能及分析 -------------------------------------------------- - 8 - 五、设计思路及关键问题的解决方法 ------------------------------------------ - 10 - 5.1、编译系统------------------------------------------------------------------ - 10 - 5.1.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 10 - 5.2、词法分析器总控算法--------------------------------------------------- - 12 - 5.2.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 12 - 5.2.2、关键问题及其解决方法 --------------------------------------- - 13 - 六、结果及测试分析-------------------------------------------------------------- - 14 - 6.1、软件运行环境及限制--------------------------------------------------- - 14 - 6.2、测试数据说明------------------------------------------------------------ - 14 - 6.3、运行结果及功能说明--------------------------------------------------- - 16 - 6.4、测试及分析说明--------------------------------------------------------- - 16 - 七、总结及心得体会 --------------------------------------------------------------- - 17 - 7.1、设计过程------------------------------------------------------------------ - 17 - 7.2、困难与收获 ------------------------------------------------------------- - 17 - 八、参考文献 ------------------------------------------------------------------------ - 18 - 编译原理： 编译原理是计算机专业的一门重要专业课，旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程，同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质，高度抽象。 编译原理课程设计： 《编译原理课程设计》是2007年11月浙江大学出版社出版的图书，作者是冯雁、鲁东明、李莹。 内容简介： 本书围绕着编译技术的基本原理和方法，以模拟程序设计语言SPL的编译器的设计和实现为主线，结合词法分析、语法分析、语义分析、代码生成、代码优化、错误处理等各个基本模块，对原理和实现方法进行了详细分析。该编译器可接受SPL的程序，并将其翻译成汇编语言程序，最终实现汇编语言到8086/8088机器语言的翻译。本书为编译技术等相关课程的实验提供了参考。在附件中还提供了三类不同类型和难度的实验题，可供课程实验选择。 第1章引论： 1.1本书介绍 1.2SPL语言的特点及实验安排 1.2.1SPL语言的特点 1.2.2SPL语言编译器的主要结构1.2.3实验安排 1.3平台的选择和介绍 1.3.1LEX简介 1.3.2YACC简介 第2章词法分析： 2.1词法分析器的基本框架 2.2词法分析器的基本原理 2.2.1DFA的构造和实现 2.2.2词法分析的预处理 2.2.3实现词法分析器的注意要点2.3词法分析器的实现 2.3.1SPL语言单词属性字 2.3.2SPL词法分析器的输入和输出2.3.3SPL词法分析器的分析识别第3章语法分析： 3.1语法分析的基本框架 3.1.1上下文无关文法 3.1.2语法分析过程 3.1.3语法分析过程中的数据结构3.2语法分析的基本方法 学号 20102798 专业软件工程姓名薛建东 实验日期2013.04.08 教师签字成绩 实验报告 【实验名称】LL（1）语法分析 【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，训练掌握开发应用程序的基本方法。 【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。 【设计思想】 （1）、LL（1）文法的定义 LL(1)分析法属于确定的自顶向下分析方法。LL(1)的含义是：第一个L表明自顶向下分析是从左向右扫描输入串，第2个L表明分析过程中将使用最左推导，1表明只需向右看一个符号便可决定如何推导，即选择哪个产生式(规则)进行推导。 LL(1)文法的判别需要依次计算FIRST集、FOLLOW集和SELLECT集,然后判断是否为LL(1)文法,最后再进行句子分析。 需要预测分析器对所给句型进行识别。即在LL(1)分析法中，每当在符号栈的栈顶出现非终极符时，要预测用哪个产生式的右部去替换该非终极符；当出现终结符时，判断其与剩余输入串的第一个字符是否匹配，如果匹配，则继续分析，否则报错。LL(1)分析方法要求文法满足如下条件：对于任一非终极符A的两个不同产生式A→α,A→β，都要满足下面条件：SELECT(A→α)∩SELECT(A→β)=? （2）、预测分析表构造 LL(1)分析表的作用是对当前非终极符和输入符号确定应该选择用哪个产生式进行推导。它的行对应文法的非终极符，列对应终极符，表中的值有两种：一是产生式的右部的字符串，一是null。若用M表示LL(1)分析表，则M可表示如下： 先简要分析一下语法分析的大致流程： 当有句子要进行处理时，首先要对其进行词法分析来分解出该句子中的每个符号，然后将该句子按照算符优先算法压入归约栈中，如果可以顺利归约，则说明这是一个合法的句子，否则该句子非法。 这里有一个需要考虑的地方，就是如何进行归约。由于文法已经给定，所以我们考虑设计一个文法表，文法表中的内容就是可归约串的种别码的顺序，比如v=E可以表示为9,1,13。这样的话当我们要进行一次归约时，只用按顺序存储最左素短语中符号的种别码，然后拿这个种别码序列与文法表进行匹配，就可知道当前归约需要执行哪些操作。 还有一点需要注意，就是如何对一个表达式进行求值。这里需要我们设计一个二元组的变量名表，这个变量名表可以根据变量的名称来返回变量的数据。变量名表的具体设计见详细设计部分。 由于是简化分析，所以这个程序只考虑整数的处理。 有了上面的分析，可以构造出算符优先分析算法的流程图，如下图所示。 详细设计 （1）词法分析部分 由于词法分析的内容在课程设计1中已经介绍，并且这次的状态转换图与课程设计1中的非常相似，所以这里就不过多介绍。（2）优先关系表 在程序中我们用一个二维数组priTable[][]来存储算符间的优先关系。priTable[a][b]=1表示a>b; 。priTable[a][b]=0表示a=b; 。priTable[a][b]=-1表示a编译原理课程设计报告_LL(1)分析过程模拟
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