编译原理课内实验报告
学生姓名石磊
专业/班级计算机26
学号2120505140
所在学院电信学院
提交日期2014-12-2
一：实验目的：
1.强化对系统软件综合工程实现能力的训练；
2．加强对语法分析原理、方法和基本实现技术的理解；
二：实验内容
1．用C语言或者其他的高级语言作为宿主语言完成C0语言的词法分析器的设计和实现。
2．针对if语句的文法编写一个递归下降分析程序，输出结果为抽象语法树。注意，if语句文法中的表达式E采用四则运算表达式的文法；抽象语法树的格式自行设计，如果需要降低难度的话，也可用具体语法树而不用抽象语法树作为输出。三：实验功能描述
语言的语法分析器的源程序并调试通过。其中语法分析程序既可
1.编写C
以自己手动去完成，也可以利用YACC自动生成。
2. 通过测试程序的验收；
四：功能描述：
该语法分析器用yacc生成，针对if语句的文法编写的向下递归程序，输出结果为语法树，实现了实验目标，达到了实验要求。
五：实验程序代码
%{
#include
#include
#include "yystype.h"
#include "y.tab.h"
#include "treedisp.h"
int yycount = 0;
extern YYSTYPE yylval;
#define NSYMS 20
struct symtab {
char *name;
double value;
} symtab[NSYMS];
struct symtab *symlook(char *s);
#define NRSVS 10
struct rsvtab {
char *name;
int id;
} rsvtab[NRSVS] = {
{"if", IF},
{"else", ELSE},
{"while", WHILE},
{"for", FOR},
{"other", OTHER},
{"var", VAR}
};
int rsvlook(char *s);
%}
digit [0-9]
integer {digit}+
eq "=="
pl "+"
mi "-"
mu "*"
di "/"
sc ";"
as "="
identifier [a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]*
delim [ \n\t]
ws {delim}+
other "other"
%%
{integer} {
//yylval = atoi(yytext);
rec_token("INTEGER");
return INTEGER;
}
{identifier} {
if (rsvlook(yytext) != 0) {
rec_token("RESERVED");
return rsvlook(yytext);
}
rec_token("SYMBOL");
return SYMBOL;
{eq} { rec_token("OPR"); return EQ; } {pl} { rec_token("OPR"); return PL; } {mi} { rec_token("OPR"); return MI; } {mu} { rec_token("OPR"); return MU; } {di} { rec_token("OPR"); return DI; } {as} { rec_token("OPR"); return ASSIGN; } {sc} { rec_token("SC"); return SC; }
\( { rec_token("LB"); return LB; }
\) { rec_token("RB"); return RB; }
{ws} ;
. {
printf("error: %s\n", yytext);
yyerror("Illigal input.");
}
%%
char *buffer[20];
void rec_token(char *s) {
yylval.token_id = ++yycount;
yylval.text = strdup(yytext);
sprintf(buffer, "%s(%s)", s, yytext);
name_node(yycount, buffer);
}
int rsvlook(char *s) {
struct rsvtab *sp;
for (sp = rsvtab; sp < &rsvtab[NRSVS]; ++sp) { if (sp->name && !strcmp(sp->name, s))
return sp->id;
}
return 0;
}
struct symtab *symlook(char *s) {
struct symtab *sp;
for (sp = symtab; sp < &symtab[NSYMS]; ++sp) { if (sp->name && !strcmp(sp->name, s))
return sp;
if (!sp->name) {
sp->name = strdup(s);
return sp;
}
}
yyerror("Too many symbols.");
exit(1);
}
测试代码：
if (1+1)
if (2*3+5)
if (3*4+9)
if (5*3+2)
other;
else
other;
else
other;
else
other;
else
b=2*3+5;
测试结果：
stseq
├── statement
│└── mifst
│├── RESERVED(if)
│├── LB(()
│├── exp
││└── term
││└── factor
││└── INTEGER(1)
│├── RB())
│├── mifst
││├── RESERVED(if)
││├── LB(()
││├── exp
│││├── term
││││├── term
│││││└── factor
│││││└── INTEGER(2) ││││├── OPR(*)
││││└── factor
││││└── INTEGER(3)
│││├── OPR(+)
│││└── exp
│││└── term
│││└── factor
│││└── INTEGER(5) ││├── RB())
││├── mifst
│││├── RESERVED(if)
│││├── LB(()
│││├── exp
││││├── term
│││││├── term
││││││└── factor
││││││└── INTEGER(3)
│││││├── OPR(*)
│││││└── factor
│││││└── INTEGER(4)
││││├── OPR(+)
││││└── exp
││││└── term
││││└── factor
││││└── INTEGER(9)
│││├── RB())
│││├── mifst
││││├── RESERVED(if)
││││├── LB(()
││││├── exp
│││││├── term
││││││├── term
│││││││└── factor
│││││││└── INTEGER(5) ││││││├── OPR(*)
││││││└── factor
││││││└── INTEGER(3)
│││││├── OPR(+)
│││││└── exp
│││││└── term
│││││└── factor
│││││└── INTEGER(2) ││││├── RB())
││││├── statement
│││││├── RESERVED(other)
│││││└── SC(;)
││││├── RESERVED(else)
││││└── statement
││││├── RESERVED(other)
││││└── SC(;)
│││├── RESERVED(else)
│││└── statement
│││├── RESERVED(other)
│││└── SC(;)
││├── RESERVED(else)
││└── statement
││├── RESERVED(other)
││└── SC(;)
│├── RESERVED(else)
│└── mifst
│├── SYMBOL(b)
│├── OPR(=)
│├── exp
││├── term
│││├── term
││││└── factor
││││└── INTEGER(2)
│││├── OPR(*)
│││└── factor
│││└── INTEGER(3)
││├── OPR(+)
││└── exp
││└── term
││└── factor
││└── INTEGER(5)
│└── SC(;)
└── stseq
└── (empty)
六：实验心得
在本次实验中，我耗费了大量时间来设计分析设计。用一天的时间来思考，用了两个多小时在纸上设计演算，编程总共用了七八个小时。基于上次语法分析的实验，终于利用flex设计出了语法分析器并成功输出语法分析树。实验中遇到的最大困难是无法输出语法树，经过在网上以及书本上等多种渠道的学习，最终得以解决问题。虽然耗费大量了时间，但我很开心，因为通过本次实验，我又掌握了不少知识，使自己的能力得到了极大的提升。
通过本次实验，更加明白在学习生活中，应该学会积极主动的自主探索，，只有这样，才能使自己的能力有所提升，才能真正掌握知识，将所学知识用于实践。
《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 编译技术 班级网络0802 学号3080610052姓名叶晨舟 指导老师朱玉全2011年 7 月 4 日 一、目的 编译技术是理论与实践并重的课程，而其实验课要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。 二、任务及要求 基本要求： 1．词法分析器产生下述小语言的单词序列 这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内部值如下表： 单词符号种别编码助记符内码值 DIM IF DO STOP END 标识符 常数（整）= + * ** ， （ ）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 $DIM $IF $DO $STOP $END $ID $INT $ASSIGN $PLUS $STAR $POWER $COMMA $LPAR $RPAR - - - - - - 内部字符串 标准二进形式 - - - - - - 对于这个小语言，有几点重要的限制： 首先，所有的关键字（如IF﹑WHILE等）都是“保留字”。所谓的保留字的意思是，用户不得使用它们作为自己定义的标示符。例如，下面的写法是绝对禁止的： IF（5）=x 其次，由于把关键字作为保留字，故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。也就是说，对于关键字不专设对应的转换图。但把它们（及其种别编码）预先安排在一张表格中（此表叫作保留字表）。当转换图识别出一个标识符时，就去查对这张表，确定它是否为一个关键字。 再次，如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔，则必须至少用一个空白符作间隔（此时，空白符不再是完全没有意义的了）。例如，一个条件语句应写为 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"< 编译原理实验报告 实验名称：分析调试语义分析程序 TEST抽象机模拟器完整程序 保证能用！！！！！ 一、实验目的 通过分析调试TEST语言的语义分析和中间代码生成程序，加深对语法制导翻译思想的理解，掌握将语法分析所识别的语法范畴变换为中间代码的语义翻译方法。 二、实验设计 程序流程图 extern int TESTScan(FILE *fin,FILE *fout); FILE *fin,*fout; //用于指定输入输出文件的指针 int main() { char szFinName[300]; char szFoutName[300]; printf("请输入源程序文件名（包括路径）:"); scanf("%s",szFinName); printf("请输入词法分析输出文件名（包括路径）："); scanf("%s",szFoutName); if( (fin = fopen(szFinName,"r")) == NULL) { printf("\n打开词法分析输入文件出错！\n"); return 0; } if( (fout = fopen(szFoutName,"w")) == NULL) { printf("\n创建词法分析输出文件出错！\n"); return 0; } int es = TESTScan(fin,fout); fclose(fin); fclose(fout); if(es > 0) printf("词法分析有错，编译停止！共有%d个错误！\n",es); else if(es == 0) { printf("词法分析成功！\n"); int es = 0; 词法分析器实验报告 词法分析器设计 一、实验目的： 对C语言的一个子集设计并实现一个简单的词法分析器，掌握利用状 态转换图设计词法分析器的基本方法。利用该词法分析器完成对源程 序字符串的词法分析。输出形式是源程序的单词符号二元式的代码， 并保存到文件中。 二、实验内容： 1. 设计原理 词法分析的任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。 理论基础：有限自动机、正规文法、正规式 词法分析器(Lexical Analyzer) 又称扫描器(Scanner)：执行词法分析的程序 2. 词法分析器的功能和输出形式 功能:输入源程序、输出单词符号 程序语言的单词符号一般分为以下五种：关键字、标识符、常数、运算符,界符 3. 输出的单词符号的表示形式: 单词种别用整数编码，关键字一字一种，标识符统归为一种，常数一种，各种符号各一种。 4. 词法分析器的结构 单词符号 5. 状态转换图实现 三、程序设计 1．总体模块设计 /*用来存储目标文件名*/ string file_name; /*提取文本文件中的信息。*/ string GetText(); /*获得一个单词符号,从位置i开始查找。并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/ string GetWord(string str,int i,int& j); /*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行 int DeleteNull(string str,int i); /*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/ bool IsBoundary(string str,int i); /*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/ bool IsOperation(string str,int i); 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 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 上海电力学院 编译原理 课程实验报告 实验名称：实验三自下而上语法分析及语义分析 院系：计算机科学和技术学院 专业年级： 学生姓名：学号： 指导老师： 实验日期： 实验三自上而下的语法分析 一、实验目的： 通过本实验掌握LR分析器的构造过程，并根据语法制导翻译，掌握属性文法的自下而上计算的过程。 二、实验学时： 4学时。 三、实验内容 根据给出的简单表达式的语法构成规则（见五），编制LR分析程序，要求能对用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析和语义分析。 对于正确的表达式，给出表达式的值。 对于错误的表达式，给出出错位置。 四、实验方法 采用LR分析法。 首先给出S-属性文法的定义（为简便起见，每个文法符号只设置一个综合属性，即该文法符号所代表的表达式的值。属性文法的定义可参照书137页表6.1），并将其改造成用LR分析实现时的语义分析动作（可参照书145页表6.5）。 接下来给出LR分析表。 然后程序的具体实现： ● LR分析表可用二维数组（或其他）实现。 ●添加一个val栈作为语义分析实现的工具。 ●编写总控程序，实现语法分析和语义分析的过程。 注：对于整数的识别可以借助实验1。 五、文法定义 简单的表达式文法如下： (1)E->E+T (2)E->E-T (3)E->T (4)T->T*F (5)T->T/F (6)T->F (7)F->(E) (8)F->i 状态ACTION（动作）GOTO（转换） i + - * / ( ) # E T F 0 S5 S4 1 2 3 1 S6 S1 2 acc 2 R 3 R3 S7 S13 R3 R3 3 R6 R6 R6 R6 R6 R6 4 S 5 S4 8 2 3 5 R8 R8 R8 R8 R8 R8 6 S5 S4 9 3 7 S5 S4 10 8 S6 R12 S11 9 R1 R1 S7 S13 R1 R1 10 R4 R4 R4 R4 R4 R4 11 R7 R7 R7 R7 R7 R7 12 S5 S4 14 3 13 S5 S4 15 14 R2 R2 S7 S13 R2 R2 15 R5 R5 R5 R5 R5 R5 五、处理程序例和处理结果例 示例1：20133191*(20133191+3191)+ 3191# 词法分析器实验报告 一、实验目的及要求 本次实验通过用C语言设计、编制、调试一个词法分析子程序，识别单词，实现一个C语言词法分析器，经过此过程可以加深对编译器解析单词流的过程的了解。 运行环境： 硬件：windows xp 软件：visual c++6.0 二、实验步骤 1.查询资料，了解词法分析器的工作过程与原理。 2.分析题目，整理出基本设计思路。 3.实践编码，将设计思想转换用c语言编码实现，编译运行。 4.测试功能，多次设置包含不同字符，关键字的待解析文件，仔细察看运行结果，检测该分析器的分析结果是否正确。通过最终的测试发现问题，逐渐完善代码中设置的分析对象与关键字表，拓宽分析范围提高分析能力。 三、实验内容 本实验中将c语言单词符号分成了四类：关键字key（特别的将main说明为主函数）、普通标示符、常数和界符。将关键字初始化在一个字符型指针数组*key[]中，将界符分别由程序中的case列出。在词法分析过程中，关键字表和case列出的界符的内容是固定不变的（由程序中的初始化确定），因此，从源文件字符串中识别出现的关键字，界符只能从其中选取。标识符、常数是在分析过程中不断形成的。 对于一个具体源程序而言，在扫描字符串时识别出一个单词，若这个单词的类型是关键字、普通标示符、常数或界符中之一，那么就将此单词以文字说明的形式输出．每次调用词法分析程序，它均能自动继续扫描下去，形成下一个单词，直到整个源程序全部扫描完毕，从而形成相应的单词串。 输出形式例如：void $关键字 流程图、程序流程图： 程序： #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 语法分析器的设计 一、实验内容 语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空，再分别计算非终结符号的FIRST集合，每个非终结符号的FOLLOW集合，以及每个规则的SELECT集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合LL(1)文法，可以进行分析。对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E) 分析句子i+i*i是否符合文法。 二、基本思想 1、语法分析器实现 语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。 语法分析程序流程图 该程序可分为如下几步： （1）读入文法 （2）判断正误 （3）若无误，判断是否为LL(1)文法 （4）若是，构造分析表； （5）由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。 三、核心思想 该分析程序有15部分组成： （1）首先定义各种需要用到的常量和变量； （2）判断一个字符是否在指定字符串中； （3）读入一个文法； （4）将单个符号或符号串并入另一符号串； （5）求所有能直接推出&的符号； （6）求某一符号能否推出‘& ’； （7）判断读入的文法是否正确； （8）求单个符号的FIRST； （9）求各产生式右部的FIRST； （10）求各产生式左部的FOLLOW； （11）判断读入文法是否为一个LL(1)文法； （12）构造分析表M； （13）句型判别算法； （14）一个用户调用函数； （15）主函数； 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集 Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下： void emp(char c){ 参数c为空符号 char temp[10];定义临时数组 int i; for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找 { if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1, then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中 将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。 } Ⅱ、求某一符号能否推出'&' int _emp(char c) { //若能推出&，返回1；否则，返回0 int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0'; 存放到一个临时数组empt里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果c在可直接推出空字的empty[]中,返回1 for(i=0;;i++) { if(i==count) return(0); 找一个左部为c的产生式 j=strlen(right[i]); //j为c所在产生式右部的长度 if 右部长度为1且右部第一个字符在empty[]中. then返回1(A->B,B可推出空) if 右部长度为1但第一个字符为终结符,then 返回0(A->a,a为终结符) else 实习二语法分析－自上而下分析 一、实验目的 使用预测分析方法对输入的表达式进行分析，掌握其具体的使用并且学会去分析一个文法。 二、实验内容 1．设计表达式的语法分析器算法（使用预测分析） 2．编写一段代码并上机调试查看其运行结果 三、实验要求 使用LL（1）分析算法设计表达式的语法分析器 LL（1）文法是一个自上而下的语法分析方法，它是从文法的开始符号出发，生成句子的最左推导，从左到右扫描源程序，每次向前查看一个字符，确定当前应该选择的产生式。 实现LL（1）分析的另一种有效方法是使用一张分析表和一个栈进行联合控制。 预测分析程序的总控程序在任何时候都是按STACK栈顶符号X和当前a的输入符号行事的。对于任何（X，a），总控程序每次都执行三种可能的动作之一。 1.若X＝a＝“#”，则宣布分析成功，停止分析过程 2.若X＝a≠“#”，则把X从STACK栈顶逐出，让a指向下一 个输入符号。 3.若X是一个非终结符，则查看分析表。 四、运行结果 （本程序只能对由'i','+','*','(',')'构成的以'#'结束的字符串进行分析） 五、源程序实现 /*LL(1)分析法源程序，只能在VC++中运行*/ #include 编译原理语法分析器实验报告 班级： 学号： 姓名： 实验名称语法分析器 一、实验目的 1、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。 2、本次实验的目的主要是加深对自上而下分析法的理解。 二、实验内容 [问题描述] 递归下降分析法： 0.定义部分：定义常量、变量、数据结构。 1.初始化：从文件将输入符号串输入到字符缓冲区中。 2.利用递归下降分析法分析，对每个非终结符编写函数，在主函数中调用文法开始符号的函数。 LL（1）分析法： 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、结构体等）； 3、运行程序：让程序分析一个text文件，判断输入的字符串是否符合文法定义的规则； 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简 单的错误提示。 [基本要求] 1. 对数据输入读取 2. 格式化输出分析结果 2．简单的程序实现词法分析 public static void main(String args[]) { LL l = new LL(); l.setP(); String input = ""; boolean flag = true; while (flag) { try { InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); System.out.println(); System.out.print("请输入字符串(输入exit退出)："); input = br.readLine(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } if(input.equals("exit")){ flag = false; }else{ l.setInputString(input); l.setCount(1, 1, 0, 0); l.setFenxi(); System.out.println(); System.out.println("分析过程"); System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); System.out.println(" 步骤| 分析栈 | 剩余输入串| 所用产生式"); System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); boolean b = l.judge(); System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); if(b){ System.out.println("您输入的字符串"+input+"是该文法的一个句子"); }else{ System.out.println("您输入的字符串"+input+"有词法错误！"); 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 《编译原理》 实验报告 姓名：余同庆 班级：软件1005班 学号： 3902100509 日期： 2012-6-7 中南大学软件学院 2012年06月 第一部分词法分析 词法分析程序设计与实现 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语言和编程工具。 从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即关键字、标识符、常数、运算符、界符。并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。（遇到错误时可显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示） 三、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； 四、程序设计思路 这里以开始定义的C语言子集的源程序作为词法分析程序的输入数据。在词法分析中，自文件头开始扫描源程序字符，一旦发现符合“单词”定义的源程序字符串时，将它翻译成固定长度的单词内部表示，并查、填适当的信息表。经过词法分析后，源程序字符串（源程序的外部表示）被翻译成具有等长信息的单词串（源程序的内部表示），并产生两个表格：常数表和标识符表，它们分别包含了源程序中的所有常数和所有标识符。 1.定义部分：定义常量、变量、数据结构。 2.初始化：从文件将源程序全部输入到字符缓冲区中。 3.取单词前：去掉多余空白。 4.取单词：利用实验一的成果读出单词的每一个字符，组成单词，分析类 语法分析器的设计实验报告 一、实验内容 语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空，再分别计算非终结符号的FIRST集合，每个非终结符号的FOLLOW集合，以及每个规则的SELECT集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合LL(1)文法，可以进行分析。对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E) 分析句子i+i*i是否符合文法。 二、基本思想 1、语法分析器实现 语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。 语法分析程序流程图 该程序可分为如下几步： （1）读入文法 （2）判断正误 （3）若无误，判断是否为LL(1)文法 （4）若是，构造分析表； （5）由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。 三、核心思想 该分析程序有15部分组成： （1）首先定义各种需要用到的常量和变量； （2）判断一个字符是否在指定字符串中； （3）读入一个文法； （4）将单个符号或符号串并入另一符号串； （5）求所有能直接推出&的符号； （6）求某一符号能否推出‘& ’； （7）判断读入的文法是否正确； （8）求单个符号的FIRST； （9）求各产生式右部的FIRST； （10）求各产生式左部的FOLLOW； （11）判断读入文法是否为一个LL(1)文法； （12）构造分析表M； （13）句型判别算法； （14）一个用户调用函数； （15）主函数； 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集 Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下： void emp(char c){ 参数c为空符号 char temp[10];定义临时数组 int i; for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找 { if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1, then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中 将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。 } Ⅱ、求某一符号能否推出'&' int _emp(char c) { //若能推出&，返回1；否则，返回0 int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0'; 存放到一个临时数组empt里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果c在可直接推出空字的empty[]中,返回1 for(i=0;;i++) { if(i==count) return(0); 找一个左部为c的产生式 j=strlen(right[i]); //j为c所在产生式右部的长度 if 右部长度为1且右部第一个字符在empty[]中. then返回1(A->B,B可推出空) if 右部长度为1但第一个字符为终结符,then 返回0(A->a,a为终结符) else编译原理词法分析器语法分析器实验报告
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