计算机编译原理实验报告

编译原理实验报告一、实验目的和要求本次实验旨在对PL_0语言进行功能扩充，添加新的语法特性，进一步提高编译器的功能和实用性。

具体要求如下：1.扩展PL_0语言的语法规则，添加新的语法特性；2.实现对新语法的词法分析和语法分析功能；3.对扩展语法规则进行语义分析，并生成中间代码；4.验证扩展功能的正确性。

二、实验内容1.扩展语法规则本次实验选择扩展PL_0语言的语句部分，添加新的控制语句，switch语句。

其语法规则如下：<switch_stmt> -> SWITCH <expression> CASE <case_list><default_stmt> ENDSWITCH<case_list> -> <case_stmt> ， <case_stmt> <case_list><case_stmt> -> CASE <constant> : <statement><default_stmt> -> DEFAULT : <statement> ，ε2.词法分析和语法分析根据扩展的语法规则，需要对新的关键字和符号进行词法分析，识别出符号类型和记号类型。

然后进行语法分析，建立语法树。

3.语义分析在语义分析阶段，首先对switch语句的表达式进行求值，判断其类型是否为整型。

然后对case语句和default语句中的常量进行求值，判断是否与表达式的值相等。

最后将语句部分生成中间代码。

4.中间代码生成根据语法树和语义分析的结果，生成对应的中间代码。

例如，生成switch语句的跳转表，根据表达式的值选择相应的跳转目标。

5.验证功能的正确性设计一些测试用例，验证新语法的正确性和扩展功能的实用性。

三、实验步骤与结果1.扩展语法规则，更新PL_0语法分析器的词法规则和语法规则。

编译原理实验报告一、实验目的本次编译原理实验的主要目的是通过实践加深对编译原理中词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键环节的理解，并提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 C/C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019，操作系统为 Windows 10。

三、实验内容（一）词法分析器的设计与实现词法分析是编译过程的第一个阶段，其任务是从输入的源程序中识别出一个个具有独立意义的单词符号。

在本次实验中，我们使用有限自动机的理论来设计词法分析器。

首先，我们定义了单词的种类，包括关键字、标识符、常量、运算符和分隔符等。

然后，根据这些定义，构建了相应的状态转换图，并将其转换为程序代码。

在实现过程中，我们使用了字符扫描和状态转移的方法，逐步读取输入的字符，判断其所属的单词类型，并将其输出。

（二）语法分析器的设计与实现语法分析是编译过程的核心环节之一，其任务是在词法分析的基础上，根据给定的语法规则，判断输入的单词序列是否构成一个合法的句子。

在本次实验中，我们采用了自顶向下的递归下降分析法来实现语法分析器。

首先，我们根据给定的语法规则，编写了相应的递归函数。

每个函数对应一种语法结构，通过对输入单词的判断和递归调用，来确定语法的正确性。

在实现过程中，我们遇到了一些语法歧义的问题，通过仔细分析语法规则和调整函数的实现逻辑，最终解决了这些问题。

（三）语义分析与中间代码生成语义分析的任务是对语法分析所产生的语法树进行语义检查，并生成中间代码。

在本次实验中，我们使用了四元式作为中间代码的表示形式。

在语义分析过程中，我们检查了变量的定义和使用是否合法，类型是否匹配等问题。

同时，根据语法树的结构，生成相应的四元式中间代码。

（四）代码优化代码优化的目的是提高生成代码的质量和效率。

在本次实验中，我们实现了一些基本的代码优化算法，如常量折叠、公共子表达式消除等。

通过对中间代码进行分析和转换，减少了代码的冗余和计算量，提高了代码的执行效率。

一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念，掌握编译程序的设计方法和流程。

2. 掌握编译过程中的词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等基本步骤。

3. 提高实际编程能力，培养严谨的编程思维。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编译器：Visual Studio 20193. 编译原理实验平台：C++语言编写三、实验内容1. 词法分析器设计（1）词法分析器原理：词法分析器是编译程序中的第一个阶段，其作用是将源程序中的字符序列转换为一系列的单词符号。

本实验采用正则表达式来定义单词符号，并使用有限自动机实现词法分析。

（2）实验步骤：a. 定义单词符号：根据实验要求，设计正则表达式来定义单词符号。

b. 构建有限自动机：根据正则表达式，构建有限自动机的状态转移图。

c. 实现词法分析器：编写C++代码实现词法分析器，包括有限自动机的构建和状态转移过程。

2. 语法分析器设计（1）语法分析器原理：语法分析器是编译程序中的第二个阶段，其作用是检查源程序中的语法结构是否正确。

本实验采用递归下降分析法实现语法分析。

（2）实验步骤：a. 定义语法规则：根据实验要求，设计语法规则。

b. 构建语法分析树：根据语法规则，构建语法分析树。

c. 实现语法分析器：编写C++代码实现语法分析器，包括递归下降分析法和语法分析树的构建。

3. 语义分析器设计（1）语义分析器原理：语义分析器是编译程序中的第三个阶段，其作用是检查源程序中的语义是否正确。

本实验采用符号表来实现语义分析。

（2）实验步骤：a. 设计符号表：根据实验要求，设计符号表结构。

b. 实现语义分析器：编写C++代码实现语义分析器，包括符号表的构建和语义检查过程。

4. 中间代码生成（1）中间代码生成原理：中间代码生成是编译程序中的第四个阶段，其作用是将源程序转换为中间代码。

本实验采用三地址码作为中间代码。

（2）实验步骤：a. 设计三地址码：根据实验要求，设计三地址码格式。

编译原理实验报告一、实验概述本次实验旨在设计并实现一个简单的词法分析器，即实现编译器的第一个阶段，词法分析。

词法分析器将一段源程序代码作为输入，将其划分为一个个的词法单元，并将其作为输出。

二、实验过程1.设计词法规则根据编程语言的规范和所需实现的功能，设计词法规则，以明确规定如何将源程序代码分解为一系列的词法单元。

2.实现词法分析器采用合适的编程语言，根据所设计的词法规则，实现词法分析器。

词法分析器的主要任务是读入源程序代码，并将其根据词法规则进行分解，生成对应的词法单元。

3.测试词法分析器设计测试用例，用于检验词法分析器的正确性和性能。

测试用例应包含各种情况下的源程序代码。

4.分析和修正错误根据测试过程中发现的问题，分析产生错误的原因，并进行修正。

重复测试和修正的过程，直到词法分析器能够正确处理所有测试用例。

三、实验结果我们设计了一个简单的词法分析器，并进行了测试。

测试用例涵盖了各种情况下的源程序代码，包括正确的代码和错误的代码。

经过测试，词法分析器能够正确处理所有的测试用例。

词法分析器将源程序代码分解为一系列的词法单元，每个词法单元包含了单词的种类和对应的值。

通过对词法单元的分析，可以进一步进行语法分析和语义分析，从而完成编译过程。

四、实验总结通过本次实验，我深入了解了编译原理的词法分析阶段。

词法分析是编译器的第一个重要阶段，它将源程序代码分解为一个个的词法单元，为后续的语法分析和语义分析提供基础。

在实现词法分析器的过程中，我学会了如何根据词法规则设计词法分析器的算法，并使用编程语言实现词法分析器。

通过测试和修正，我掌握了调试和错误修复的技巧。

本次实验的经验对我今后的编程工作有很大帮助。

编译原理是计算机科学与技术专业的核心课程之一，通过实践能够更好地理解和掌握其中的概念和技术。

我相信通过进一步的学习和实践，我能够在编译原理领域取得更大的成果。

编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要学科，它涉及到将高级编程语言转换为计算机能够理解和执行的机器语言。

本次实验的目的是通过实际操作和编程实践，深入理解编译原理中的词法分析、语法分析、语义分析以及中间代码生成等关键环节，提高我们对编译过程的认识和编程能力。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，开发环境为Visual Studio 2019。

此外，还使用了一些相关的编译工具和调试工具，如 GDB 等。

三、实验内容（一）词法分析器的实现词法分析是编译过程的第一步，其任务是将输入的源程序分解为一个个单词符号。

在本次实验中，我们使用有限自动机的理论来设计和实现词法分析器。

首先，定义了各种单词符号的类别，如标识符、关键字、常量、运算符等。

然后，根据这些类别设计了相应的状态转换图，并将其转换为代码实现。

在实现过程中，使用了正则表达式来匹配输入字符串中的单词符号。

对于标识符和常量等需要进一步处理的单词符号，使用了相应的规则进行解析和转换。

（二）语法分析器的实现语法分析是编译过程的核心环节之一，其任务是根据给定的语法规则，分析输入的单词符号序列是否符合语法结构。

在本次实验中，我们使用了递归下降的语法分析方法。

首先，根据实验要求定义了语法规则，并将其转换为相应的递归函数。

在递归函数中，通过对输入单词符号的判断和处理，逐步分析语法结构。

为了处理语法错误，在分析过程中添加了错误检测和处理机制。

当遇到不符合语法规则的输入时，能够输出相应的错误信息，并尝试进行恢复。

（三）语义分析及中间代码生成语义分析的目的是对语法分析得到的语法树进行语义检查和语义处理，生成中间代码。

在本次实验中，我们使用了三地址码作为中间代码的表示形式。

在语义分析过程中，对变量的定义和使用、表达式的计算、控制流语句等进行了语义检查和处理。

对于符合语义规则的语法结构，生成相应的三地址码指令。

四、实验步骤（一）词法分析器的实现步骤1、定义单词符号的类别和对应的正则表达式。

实验报告第 1 页专业____软件工程________ 班级____2_____ 姓名_71李飞强77欧艺欣81吴文浩89张泰鑫__ 组别:第四组实验日期：2014年 3 月26 日报告退发(订正、重做)课程编译原理实验名称递归下降的预测分析一、实验目的1. 学会用语法图来形式化地描述一门简单的语言；2. 掌握递归下降的预测分析；3. 掌握词法分析。

二、实验环境Visual Studio 或 GCC 或Eclipse三、实验内容、步骤和结果分析实验内容：请基于递归下降的分析方法(教材P55页)，编写一个“语法图.doc”所对应语言的语法分析器。

该语法分析器能读入一个源代码文件（如“test.c”文件所示），并判断其中的源代码是否符合“语法图.doc”的规定。

如果符合，打印出Yes；如果不符合，打印出No。

（所用编程语言不限）C语言版:#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#define MaxIdLen 20 //标志符的最大长度#define KeyWordsCount 5 //该语言拥有的关键字个数#define BoolValueCount 2 //bool类型可能取值的个数#define SymTypeCount 17 //symType个数enum SymType//枚举{OR , //或AND, //与LP, //左括号RP, //右括号ID, //标志符ASSIGN, //赋值LB, //左大括号RB, //右大括号COMMA, //逗号SEMICOLON, //分号UNDEFINED, //未定义BOOLVALUE, //bool类型的值IF, //ifELSE, //elseWHILE, //whilePRINTF, //printfBOOL, //bool};enum boolValue{TRUE，FALSE,};//关键字static char * keywords[KeyWordsCount] = { "if","else","while","printf","bool",};//关键字对应类别static int keyType[KeyWordsCount] = { IF,ELSE,WHILE,PRINTF,BOOL,};static char * boolvalue[BoolValueCount]={"true","false"，};static int boolValueType[BoolValueCount]={TRUE,FALSE,};char ch=' '; //当前字符char id[MaxIdLen+1]; //当前符号串int token; //当前记号(的类型)int value; //当前记号的值FILE * fp; //用来打开要识别的源代码文件int lineNum=1; //要识别的代码行数bool isPass = false ; //判断识别的代码是否全部合法void getToken();void program();void program();void statement();void definition();void term();void factor();void expression();void match(int t);void main(){fopen_s(&fp,"D:\\test.c","r");getToken();program();if(isPass)printf("Y\n");else printf("N\n");fclose(fp);}/****************************************lexical*****************************************/int getKeyWord(char * str){for(int i=0;i<KeyWordsCount;i++)if(strcmp(str,keywords[i])==0)return keyType[i];return UNDEFINED;}int getBoolValue(char* str){for(int i=0;i<BoolValueCount;i++)if(strcmp(str,boolvalue[i])==0){value = boolValueType[i];return BOOLVALUE;}return UNDEFINED;}bool isLetter(char ch){return (ch>='A'&&ch<='Z')||(ch>='a'&&ch<='z'); }bool isDigit(char ch){return ch>='0'&&ch<='9';}void nextChar(){ch = fgetc(fp);}void getToken(){while(ch==' '||ch=='\t'||ch=='\r'||ch=='\n'){if(ch == '\n')lineNum++;nextChar();}if(isLetter(ch)){int index=0;id[index++] = ch;nextChar();while(isLetter(ch) || isDigit(ch)){if(index<MaxIdLen){id[index++] = ch;nextChar();}else{//cout<<"identifier is too long."<<endl;//exit(1);}}id[index]='\0';token = getKeyWord(id);if(token == UNDEFINED)token = getBoolValue(id);if(token == UNDEFINED){token = ID;}}else if(ch == '='){token = ASSIGN;nextChar();}else if(ch=='|'){nextChar();if(ch=='|'){token=OR;nextChar();}elseexit(1);}else if(ch=='&'){nextChar();if(ch=='&'){token=AND;nextChar();}elseexit(1);}else if(ch == ';'){token = SEMICOLON;nextChar();}else if(ch == '('){token = LP;nextChar();}else if(ch == ')'){token = RP;nextChar();}else if(ch == ','){token = COMMA;nextChar();}else if(ch == '{'){token = LB;nextChar();}else if(ch == '}'){token = RB;nextChar();}else if(ch == EOF){printf(" EOF!\n");isPass = true;}else{printf("第%d行不能识别的符号！\n",lineNum );exit(1);}}/****************************************grammar*****************************************/void match(int t){if(t == token){getToken();}else{printf("大概在第%d行错误\n",lineNum);exit(1);}}void expression(){term();while(token == OR){match(OR);term();}}void factor(){if(token == BOOLVALUE && value == TRUE)match(BOOLVALUE);else if(token == BOOLVALUE && value == FALSE) match(BOOLVALUE);else if(token == LP){match(LP);expression();match(RP);}else if(token == ID)match(ID);}void term(){factor();while(token == AND){match(AND);factor();}}void definition(){do{match(BOOL);match(ID);match(ASSIGN);expression();match(SEMICOLON);}while(token == BOOL);}void statement(){if(token == IF){match(IF);match(LP);expression();match(RP);statement();if(token == ELSE){match(ELSE);statement();}}else if(token == PRINTF){match(PRINTF);match(LP);expression();while(token == COMMA){match(COMMA);expression();}match(RP);match(SEMICOLON);}else if(token == WHILE){match(WHILE);match(LP);expression();match(RP);statement();}else if(token == LB){match(LB);do{statement();}while(token != RB);match(RB);}else if(token == ID){match(ID);match(ASSIGN);expression();match(SEMICOLON);}else if(token == SEMICOLON){match(SEMICOLON);}}void program(){definition();statement();}Java版:(吴文浩)Java版的关键代码：// 由语法分析带动翻译public void parse(String src) {this.lexer = new GrammarLexer(src);lookahead = lexer.getToken();program();}private void match(TokenType type) {// 如果记号lookahead的类型是type，则取下一个记号System.out.println("------------>" + type);if (lookahead.tokenType.equals(type)) {lookahead = lexer.getToken();} else {error("NO");// 否则报错}}private void error(String str) {// out.println(str);System.out.println(str);System.exit(-1);}/*** program:程序 definition----->statement-------->*/public void program() {definition();//定义statement();// 声明}// definition:定义/*** bool-->id-->=-->expression-->;*/public void definition() {do {match(TokenType.BOOLEAN);match(TokenType.ID);match(TokenType.EQUAL);expression();match(TokenType.SEMICOLON);// 匹配分号} while (lookahead.isBoolean());}// statement:声明public void statement() {if(lookahead.isIf()) {// -->if-->(-->expression-->)-->statement--->match(TokenType.IF);match(TokenType.LeftP);expression();match(TokenType.RightP);statement();if(lookahead.isElse()) {//缺陷：如果用全部代码测试时，程序走到这里停止了，while循环后的语句将不能执行！match(TokenType.ELSE);statement();} else {}} else if (lookahead.isWhile()) {match(TokenType.WHILE);match(TokenType.LeftP);expression();match(TokenType.RightP);statement();} else if (lookahead.isPrint()) {match(TokenType.PRINT);match(TokenType.LeftP);expression();while (lookahead.isComma()) {match(MA);expression();}match(TokenType.RightP);match(TokenType.SEMICOLON);} else if (lookahead.isSemicolon()) {// ;match(TokenType.SEMICOLON);} else if (lookahead.isLeftBrace()) {match(TokenType.LeftBrace);statement();while(!lookahead.isRightBrace() || lookahead.isId() ){//必须加入lookahead.isId()否则a = false;运行不出来（语法图缺陷吧！）statement();}match(TokenType.RightBrace);} else if (lookahead.isId()) {// id = expression;// System.out.println("++++++++++++++++++++");match(TokenType.ID);match(TokenType.EQUAL);expression();match(TokenType.SEMICOLON);} else {}}/***expression:式子-------->term()----(---->||------->term()---->);*/private void expression() {term();while (lookahead.isOr()) {// 如果是||就继续循环处理match(TokenType.OR);term();}}/***term:项 Factor(); While(match(‘&&’)){ Factor(); }*/private void term() {factor();while (lookahead.isAnd()) {// 判断是&&就继续进行match(TokenType.AND);factor();}}/*** --->(------>expression--------->)--------->* ---->true---->* ---->false---->* ---->id------>*/private void factor() {if (lookahead.isTrue()) {match(TokenType.TRUE);} else if (lookahead.isLeftP()) {match(TokenType.LeftP);expression();match(TokenType.RightP);} else if (lookahead.isFalse()) {match(TokenType.FALSE);} else if (lookahead.isId()) {match(TokenType.ID);} else{}}/*** 获取下一个Token*/public Token getToken() {int value = 0;char cur;while (true) {if (index >= src.length())return Token.EOF;else {// 取下一字符cur = next();// 如果下一个字符是空白，继续读取字符if (this.isBlank(cur))continue;else if (this.isAlpha(cur)) {// 字符缓冲区StringBuilder buffer = new StringBuilder();buffer.append(cur);while (isAlpha((char) peek())) {buffer.append(next());}if(buffer.toString().equals(KeyWord.BOOLEAN)) {return new Token(TokenType.BOOLEAN, buffer.toString());} else if (buffer.toString().equals(KeyWord.FALSE)) {return new Token(TokenType.FALSE, buffer.toString());} else if (buffer.toString().equals(KeyWord.TRUE)) {return new Token(TokenType.TRUE, buffer.toString());} else if(buffer.toString().equals(KeyWord.IF)) {return new Token(TokenType.IF, buffer.toString());} else if (buffer.toString().equals(KeyWord.WHILE)) {return new Token(TokenType.WHILE, buffer.toString());} else if (buffer.toString().equals(KeyWord.PRINT)) {return new Token(TokenType.PRINT, buffer.toString());} else {return new Token(TokenType.ID, buffer.toString());}} else if (cur == ',') {return MA;} else if (cur == '(') {return Token.LeftP;} else if (cur == ')') {return Token.RightP;} else if (cur == '|' && next() == '|') {return Token.OR;// 或者} else if (cur == '&' && next() == '&') {return Token.AND;// 且} else if (cur == '=') {return Token.EQUAL;} else if (cur == ';') {return Token.SEMICOLON;// 分号} else if (cur == '{') {// 左大括号return Token.LeftBrace;} else if (cur == '}') {return Token.RightBrace;} else if (cur == '\n') {line++;} else {this.error();}}}}运行这个测试代码的截图：String src = "boolean a = true;boolean b = false;boolean c = (a && b);if( a || b) print(a,b);else print(c);";运行这个测试代码的截图：String src = "boolean a = true; while(a && (b||c)){print(a,b,c);a = false;}";四、讨论（说明实验过程中遇到的问题及解决办法；未解决/需进一步研讨的问题或建议新实验方法等）在text.c中先是声明bool类型，然后是if语句，最后是while语句。

编译原理实验报告实验一词法分析设计一、实验功能：1、对输入的txt文件内的内容进行词法分析：2、由文件流输入test.txt中的内容，对文件中的各类字符进行词法分析3、打印出分析后的结果；二、程序结构描述：（源代码见附录）1、分别利用k[],s1[],s2[],s3[]构造关键字表，分界符表，算术运算符表和关系运算符表。

2、bool isletter(){} 用来判断其是否为字母，是则返回true，否则返回false；bool isdigit(){} 用来判断其是否为数字，是则返回true，否则返回false；bool iscalcu(){} 用来判断是否为算术运算符，是则返回true，否则返回false；bool reserve(string a[]){} 用来判断某字符是否在上述四个表中，是则返回true，否则返回false；void concat(){} 用来连接字符串；void getn(){} 用来读取字符；void getb(){} 用来对空格进行处理；void retract(){}某些必要的退格处理；int analysis(){} 对一个单词的单词种别进行具体判断；在主函数中用switch决定输出。

三、实验结果四、实验总结词法分析器一眼看上去很复杂，但深入的去做就会发现并没有一开始想象的那么困难。

对于一个字符的种别和类型可以用bool函数来判断，对于关键字和标示符的识别（尤其是3b）则费了一番功夫，最后对于常数的小数点问题处理更是麻烦。

另外，这个实验要设定好时候退格，否则将会导致字符漏读甚至造成字符重复读取。

我认为，这个实验在程序实现上大体不算困难，但在细节的处理上则需要好好地下功夫去想，否则最后的程序很可能会出现看上去没有问题，但实际上漏洞百出的状况。

将学过的知识应用到实际中并不简单，只有自己不断尝试将知识转化成程序才能避免眼高手低，对于知识的理解也必将更加深刻。

实验二LL(1)分析法一、实验原理：1、写出LL（1）分析法的思想：当一个文法满足LL(1)条件时，我们就可以为它构造一个不带回溯的自上而下的分析程序，这个分析程序是有一组递归过程组成的，每个过程对应文法的一个非终结符。

一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和过程。

2. 掌握编译器的基本组成和编译流程。

3. 学会使用编译器对源代码进行编译，并分析编译结果。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编译器：GCC (GNU Compiler Collection)3. 开发工具：Visual Studio Code三、实验内容1. 编译器的基本组成和编译流程2. 编译器的使用3. 编译结果分析四、实验步骤1. 编译器的基本组成和编译流程（1）词法分析：将源代码分解成一个个的单词，如标识符、关键字、运算符等。

（2）语法分析：将单词序列转换成语法树，验证源代码是否符合语法规则。

（3）语义分析：检查语法树，确保源代码在语义上是正确的。

（4）中间代码生成：将语法树转换成中间代码，如三地址代码。

（5）代码优化：对中间代码进行优化，提高程序运行效率。

（6）目标代码生成：将优化后的中间代码转换成目标代码，如汇编代码。

（7）代码生成：将目标代码转换成可执行文件。

2. 编译器的使用（1）编写源代码：使用Visual Studio Code编写C语言源代码。

（2）编译源代码：在命令行中输入gcc -o 程序名源文件名.c，编译源代码。

（3）运行程序：在命令行中输入程序名，运行编译后的程序。

3. 编译结果分析（1）词法分析：编译器将源代码中的单词进行分解，如以下代码：```cint main() {int a = 1;return a;}```编译器将分解为以下单词：- int- main- (- )- {- int- a- =- 1- ;- return- a- ;- }- }（2）语法分析：编译器将单词序列转换成语法树，验证源代码是否符合语法规则。

（3）语义分析：编译器检查语法树，确保源代码在语义上是正确的。

（4）中间代码生成：编译器将语法树转换成中间代码，如以下三地址代码：```t1 = 1a = t1t2 = areturn t2```（5）代码优化：编译器对中间代码进行优化，如以下优化后的三地址代码：```a = 1return a```（6）目标代码生成：编译器将优化后的中间代码转换成汇编代码。

编译原理实验报告语义分析实验名称：语义分析实验目的：1.掌握词法分析器生成的词法单元序列的构造；2.学会设计语法分析器，实现对程序的基本语法结构检查，并生成抽象语法树；3.学习语义规约的实现，实现对程序的语义分析和错误检查；4.熟悉语义分析向语法分析的接口。

实验原理：语义分析是编译过程的一个重要环节，它的主要任务是对生成的抽象语法树进行遍历，并验证程序的类型一致性、语义规则的正确性、错误的检查和恢复等。

语义分析的输入是由语法分析生成的抽象语法树，输出是继续优化的抽象语法树或中间代码，以供后续的中间代码生成等工作使用。

实验步骤：1.设计语法分析器，包括语法规则、优先级关系等；2.生成词法单元序列；3.构建语法分析器，进行语法分析，并生成抽象语法树；4.针对不同的语义规约，设计语义动作，实现对程序的语义分析和错误检查；5.完成语义分析器的构建和测试。

实验设备：1.计算机；2. 编程语言：C++/Java/Python等；3. 开发环境：Visual Studio/ Eclipse/PyCharm等。

实验结果：通过对语法分析生成的抽象语法树进行遍历，实现了对程序的语义分析和错误检查。

具体实现包括：1.类型检查：根据语义规约，对程序中的类型进行检查，包括变量的声明及使用、函数的调用、赋值语句的一致性等；2.作用域检查：检查变量的作用域和可见性等；3.错误检查：检测语义错误，如变量未声明、函数重复定义等；4.错误恢复：当检测到错误时，采取适当的错误恢复措施，如跳过错误的部分继续分析、提示错误信息等。

实验心得：本次实验主要学习了语义分析的原理和实现方法，深入了解了编译过程中各个环节的作用和关系。

通过实践操作，加深了对语法分析和语义分析的理解，提高了编程能力和解决问题的能力。

同时，实验过程中也遇到了一些挑战和困难，例如语义规约的设计和实现、错误检查和恢复等，但通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了这些问题。

通过本次实验，我对编译原理和语义分析有了更深入的了解，并且对以后的学习和工作有了更好的准备。

实验二语法分析实验报告一、实验内容1.1 实验目的编制一个递归下降分析程序,实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析.1.2 实验要求利用C语言编制递归下降分析程序，并对简单语言进行语法分析1.2.1待分析的简单语言的词法用扩充的BNF表示如下：(1) <程序>::={<声明序列><语句序列>}(2）<语句串>::=<语句>{;<语句>}(3) <语句>::=<赋值语句>(4) <赋值语句>::=ID：= <表达式>(5) <表达式>::=<项>{(+<项>|-<项>}(6) <项>::=<因子>{*<因子>|/<因子>}(7) <因子>::=ID|NUM|（<算术表达式>）1.2.2实验要求说明输入单词串，以“#”结束，如果是文法正确的句子，则输出成功信息，打印“success”，否则输出“error”。

二、实验程序的总体结构框架图1. 语法分析主程序示意图图2.递归下降分析程序示意图图5. expression表达式分析函数示意图图6.term分析函数示意图三、关键技术的实现方法Scanner函数定义已在实验一给出，本实验不再重复给出void Irparser(){kk=0;if(syn==1){scaner();yucu();if(syn==6){scaner();if(syn==0 && (kk==0)) cout<<"success!"<<endl;}else{if(kk!=1)cout<<"缺end!"<<endl;kk=1;}}else {cout<<"缺begin!"<<endl;kk=1;}return;}void yucu(){statement();while(syn==26){scaner();statement();}return;}void statement() {if(syn==10){scaner();if(syn==18){scaner();expression();}else{cout<<"赋值号错误"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"语句错误"<<endl;kk=1;}return;}void expression(){term();while((syn==13)||(syn==14)){scaner();term();}return;}void term(){factor();while((syn==15)||(syn==16)){scaner();factor();}return;}void factor(){if((syn==10)||(syn==11))scaner();else if(syn==27){scaner();expression();if(syn==28)scaner();else{cout<<")错误"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"表达式错误"<<endl;kk=1;}return;}void main(){p=0;cout<<"Please input string"<<endl;do{cin.get(ch);if(ch!=”\n”)prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;scaner();Irparser();}四、实验心得语法分析是编译过程的核心部分,它的主要功能是按照程序语言的语法规则,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,同时进行语法检查,为语义分析和代码生成做准备。

编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要课程，旨在让学生了解编译器的基本工作原理以及相关技术。

本次实验旨在通过设计和实现一个简单的编译器，来进一步加深对编译原理的理解，并掌握实际应用的能力。

二、实验环境本次实验使用了Java编程语言及相关工具。

在开始实验前，我们需要安装Java JDK并配置好运行环境。

三、实验内容及步骤1. 词法分析词法分析是编译器的第一步，它将源代码分割成一系列词法单元。

我们首先实现一个词法分析器，它能够将输入的源代码按照语法规则进行切割，并识别出关键字、标识符、数字、运算符等。

2. 语法分析语法分析是编译器的第二步，它将词法分析得到的词法单元序列转化为语法树。

我们使用自顶向下的LL(1)语法分析算法，根据文法规则递归地构建语法树。

3. 语义分析语义分析是编译器的第三步，它对语法树进行检查和转换。

我们主要进行类型检查、语法错误检查等。

如果源代码存在语义错误，编译器应该能够提供相应的错误提示。

4. 代码生成代码生成是编译器的最后一步，它将经过词法分析、语法分析和语义分析的源代码翻译为目标代码。

在本次实验中，我们将目标代码生成为Java字节码。

5. 测试与优化完成以上步骤后，我们需要对编译器进行测试，并进行优化。

通过多个测试用例的执行，我们可以验证编译器的正确性和性能。

四、实验心得通过完成这个编译器的实验，我收获了很多。

首先，我对编译原理的知识有了更深入的理解。

在实验过程中，我深入学习了词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键技术，对编译器的工作原理有了更系统的了解。

其次，我提高了编程能力。

实现一个完整的编译器需要处理复杂的数据结构和算法，这对我的编程能力是一个很好的挑战。

通过实验，我学会了合理地组织代码，优化算法，并注意到细节对程序性能的影响。

最后，我锻炼了解决问题的能力。

在实验过程中，我遇到了很多困难和挑战，但我不断地调试和改进代码，最终成功地实现了编译器。

编译原理实验报告一、实验目的本次实验的目的是了解编译原理的基本知识，并运用所学知识实现一个简单的词法分析器。

二、实验内容1.设计一个词法分析器，能够识别并输出源程序中的关键字、标识符、常数和运算符等。

2.设计并实现一个词法分析器的算法。

3.对编写的词法分析器进行测试。

三、实验过程1.设计词法分析器的算法在设计词法分析器的时候，需要先了解源程序的基本构成，了解关键字、标识符、常数和运算符等的特点，以及它们在源程序中的表示形式。

然后，根据这些特点，设计一个适合的算法来进行词法分析。

2.实现词法分析器根据设计好的算法，在编程语言中实现词法分析器。

在实现过程中，需要根据不同的词法单元，设计相应的正则表达式来进行匹配和识别。

3.测试词法分析器编写几个简单的测试用例，对词法分析器进行测试。

检查输出结果是否正确，并根据实际情况对词法分析器进行调试和优化。

四、实验结果经过测试，词法分析器能够正确识别并输出源程序中的关键字、标识符、常数和运算符等。

测试用例的输出结果与预期结果一致。

五、实验总结通过本次实验，我学习了编译原理的基本知识，掌握了词法分析器的设计和实现方法。

在实验过程中，我遇到了一些困难和问题，但通过仔细思考和查阅文献资料，最终成功地完成了实验任务。

这次实验不仅帮助我巩固了所学知识，还提高了我的编程能力和解决问题的能力。

通过实践，我深刻体会到了编译原理在软件开发中的重要性和作用，并对将来的学习和工作有了更好的规划和方向。

通过本次实验，我对编译原理的相关知识有了更深入的理解和掌握，对词法分析器的设计和实现方法有了更加清晰的认识。

同时，我还学会了如何进行实验报告的撰写，提高了我的文档写作能力。

通过本次实验，我不仅实现了实验的目标，还提高了自己的综合素质和能力。

编译原理上机实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实践的方式理解和掌握编译原理中的一些重要概念和技术，包括词法分析、语法分析和语义分析等。

通过实验的操作，了解和体验编译器的工作过程，深入理解编译原理的相关理论知识。

二、实验环境本次实验使用了Java语言作为编程语言，使用Eclipse作为开发环境，实验所需的相关工具和库已经提前配置完成。

三、实验内容本次实验主要分为三个部分，分别是词法分析、语法分析和语义分析。

1.词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，也是最基础的阶段。

在本次实验中，我们首先需要实现一个词法分析器，该分析器可以将源代码分割成一个个的词法单元，将其存储到一个词法单元表中。

我们首先需要定义一些词法单元的模式，比如关键字、标识符、常量等。

然后，我们使用正则表达式和有限自动机的思想来实现一个可以识别各种模式的词法分析器。

2.语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，其目的是将词法单元表中的内容按照语法规则进行分析，生成一个语法树。

在本次实验中，我们需要实现一个递归下降的语法分析器。

我们首先需要定义一些语法规则，然后根据这些规则逐条实现相应的语法分析函数。

最终，我们可以通过递归调用这些函数，将源代码转换成语法树的形式。

3.语义分析语义分析是编译器的第三个阶段，其目的是对语法树进行进一步的检查和处理。

在本次实验中，我们需要实现一个简单的语义分析器。

我们可以在语法分析的基础上，增加一些语义规则，然后对生成的语法树进行检查。

比如，我们可以检查变量的定义和使用是否一致，是否存在未定义的变量等。

最终，我们可以通过语义分析器发现和纠正一些潜在的错误。

四、实验总结通过本次实验，我深入学习了编译原理的相关知识，并通过实践中加深了对这些知识的理解和掌握。

实验中，我了解到了词法分析、语法分析和语义分析在编译器设计中的重要性，也学会了如何使用相关工具和技术来实现这些功能。

通过实验，我发现编译原理是一门非常有趣且实用的课程，它既涉及到理论知识，又需要实践操作。

一、实验背景编译原理是计算机科学的一个重要分支，主要研究如何将高级语言源代码转换为计算机可以执行的机器代码。

本实验旨在通过实践操作，加深对编译原理基本概念和算法的理解，提高编程能力和解决问题的能力。

二、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和流程；2. 掌握词法分析和语法分析的基本方法；3. 熟悉编译过程中的中间代码生成和代码优化；4. 培养编程能力和团队协作精神。

三、实验内容1. 词法分析词法分析是编译过程的第一步，其主要任务是将源代码中的字符序列转换成一个个有意义的符号（单词）。

本实验中，我们实现了词法分析器，能够识别出标识符、关键字、运算符、常量等单词。

2. 语法分析语法分析是编译过程的核心，其主要任务是将词法分析器生成的单词序列按照一定的语法规则进行组织，形成语法树。

本实验中，我们实现了递归下降解析法，对表达式、赋值语句、函数定义等语法结构进行了分析。

3. 中间代码生成中间代码生成是编译过程中的一个重要环节，其主要任务是将语法树转换为一种抽象的、与具体机器无关的中间代码。

本实验中，我们实现了三地址代码生成，将语法树转换为三地址代码。

4. 代码优化代码优化是编译过程中的一个关键步骤，其主要任务是在保证程序正确性的前提下，提高程序的性能。

本实验中，我们实现了简单的代码优化，如常数传播、变量替换等。

四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们成功实现了词法分析、语法分析、中间代码生成和代码优化等功能。

以一个简单的C语言程序为例，我们能够将其转换为三地址代码，并进行简单的优化。

2. 实验分析（1）词法分析：本实验中，我们通过定义状态转换表和动作表，实现了对C语言源代码的词法分析。

实验结果表明，词法分析器能够准确地识别出标识符、关键字、运算符、常量等单词。

（2）语法分析：递归下降解析法是一种较为直观的语法分析方法。

本实验中，我们实现了递归下降解析法，对表达式、赋值语句、函数定义等语法结构进行了分析。

编译原理语法分析实验报告一、实验目的本实验主要目的是学习和掌握编译原理中的语法分析方法，通过实验了解和实践LR(1)分析器的实现过程，并对比不同的文法对语法分析的影响。

二、实验内容1.实现一个LR(1)的语法分析器2.使用不同的文法进行语法分析3.对比不同文法对语法分析的影响三、实验原理1.背景知识LR(1)分析器是一种自底向上（bottom-up）的语法分析方法。

它使用一个分析栈（stack）和一个输入缓冲区（input buffer）来处理输入文本，并通过移进（shift）和规约（reduce）操作进行语法分析。

2.实验步骤1）构建文法的LR(1)分析表2）读取输入文本3）初始化分析栈和输入缓冲区4）根据分析表进行移进或规约操作，直至分析过程结束四、实验过程与结果1.实验环境本实验使用Python语言进行实现，使用了语法分析库ply来辅助实验。

2.实验步骤1）构建文法的LR(1)分析表通过给定的文法，根据LR(1)分析表的构造算法，构建出分析表。

2）实现LR(1)分析器使用Python语言实现LR(1)分析器，包括读取输入文本、初始化分析栈和输入缓冲区、根据分析表进行移进或规约操作等功能。

3）使用不同的文法进行语法分析选择不同的文法对编写的LR(1)分析器进行测试，观察语法分析的结果。

3.实验结果通过不同的测试案例，实验结果表明编写的LR(1)分析器能够正确地进行语法分析，能够识别出输入文本是否符合给定文法。

五、实验分析与总结1.实验分析本实验通过实现LR(1)分析器，对不同文法进行语法分析，通过实验结果可以观察到不同文法对语法分析的影响。

2.实验总结本实验主要学习和掌握了编译原理中的语法分析方法，了解了LR(1)分析器的实现过程，并通过实验提高了对语法分析的理解。

六、实验心得通过本次实验，我深入学习了编译原理中的语法分析方法，了解了LR(1)分析器的实现过程。

在实验过程中，我遇到了一些问题，但通过查阅资料和请教老师，最终解决了问题，并完成了实验。

实验一词法分析一、实验目的通过设计、编写和调试词法分析程序，了解词法分析程序的作用，组成结构，不同种类单词的识别方法，掌握由单词的词法规则出发，画出识别单词的状态转换图，然后在用程序实现词法分析程序设计方法。

二、词法规则1、注释用{和}括起来。

注释体中不能有{。

注释可以出现在任何记号的后面。

2、记号间的空格可有可无，但关键字前后必须有空格、换行、程序的开头或者结尾的原点。

3、标识符的记号id 与以字母开头的字母数字串相匹配：Letter->[a-zA-Z]Digit->[0-9]Id->letter (letter | digit)*4、记号num与无符号整数相匹配：Digits->digit digit*Optional_fraction -> . Digits | ɛOptional_exponent->(E(+ | - | ɛ ) digits) | ɛNum ->digits optional_fraction optional_exponent5、关键字要被保留且在文法中以黑体出现6、关系运算符（relop）指：=、<、<>、<=、>=、>7、Addop: + 、 - 、or8、Mulop：*、/ 、div、mod、and9、Assignop： :=三、词法分析程序详细设计及判别状态图1、无符号数（可带小数和指数）的状态转换图：2、标识符/关键字的状态转换图：字母或数程序详细设计：四、开发环境本程序在Microsoft Visual C++ 6.0环境中编写，无特殊编译要求。

五、函数清单void LexcialAnalysis(FILE *fp);//词法分析主函数int JudgeFirstLetter(char ch);//判断单词的第一个字符int IsDigit(char ch);//判断是否为数字int IsLetter(char ch);//判断是否为字母int IsSpecialPunc(char ch);//判断是否为特殊标点void RecogDigit(char StrLine[]);//用状态图识别无符号数字void RecogIdentifier(char strLine[]);//用状态图识别标识符void RecogPunc(char strLine[]);//识别特殊标点int IsKeyWord(string str);//判断标识符是否为关键字void error();//出错处理六、测试程序program example(input, output);{comments goes here!}var x, y: integer;function gcd(a, b: integer): integer;beginif b =1.2e3 then gcd := aelse gcd := gcd(b, a mod b)end;beginread(x, y);write(gcd(x, y));end.七、运行效果八、实验总结通过这次编译器词法分析程序的编写，我更好地了解了词法分析的作用及工作原理，讲课本中的知识融入到程序编写过程中，理论结合了实际。

一、实验目的通过本次实验，加深对编译原理中语法分析部分的理解，掌握递归下降分析法和LR(1)分析法的原理和实现方法，并能够运用所学知识对简单的文法进行语法分析。

二、实验内容本次实验主要分为两个部分：1. 递归下降分析法- 实验要求：针对给定的文法，编写递归下降分析程序，实现对输入的字符串进行语法分析。

- 文法示例：```S -> A BA -> a A | εB -> b B | ε```- 实现过程：- 定义文法的非终结符号、终结符号和开始符号。

- 设计递归下降分析函数，按照文法的产生式进行递归调用。

- 处理输入字符串，调用递归下降分析函数进行语法分析。

2. LR(1)分析法- 实验要求：针对给定的文法，编写LR(1)分析程序，实现对输入的字符串进行语法分析。

- 文法示例：```S -> A BA -> a A | εB -> b B | ε```- 实现过程：- 求解文法的 FIRST 集和 FOLLOW 集。

- 构建LR(1)分析表，包括状态转移函数、接受状态和错误处理函数。

- 设计LR(1)分析程序，根据分析表进行状态转移和语法分析。

三、实验步骤1. 递归下降分析法- 步骤一：定义文法的非终结符号、终结符号和开始符号。

- 步骤二：设计递归下降分析函数，按照文法的产生式进行递归调用。

- 步骤三：编写主函数，读取输入字符串，调用递归下降分析函数进行语法分析。

2. LR(1)分析法- 步骤一：求解文法的 FIRST 集和 FOLLOW 集。

- 步骤二：构建LR(1)分析表，包括状态转移函数、接受状态和错误处理函数。

- 步骤三：设计LR(1)分析程序，根据分析表进行状态转移和语法分析。

四、实验结果1. 递归下降分析法- 对于输入字符串 "aaabbb"，程序能够正确分析并输出分析结果。

2. LR(1)分析法- 对于输入字符串 "aaabbb"，程序能够正确分析并输出分析结果。

一、实验目的本次实验旨在使学生通过编译原理的学习，了解编译程序的设计原理及实现技术，掌握编译程序的各个阶段，并能将所学知识应用于实际编程中。

二、实验内容1. 词法分析2. 语法分析3. 语义分析4. 中间代码生成5. 代码优化6. 目标代码生成三、实验步骤1. 词法分析（1）设计词法分析器，识别输入源代码中的各种词法单元；（2）使用C语言实现词法分析器，并进行测试。

2. 语法分析（1）根据文法规则设计语法分析器，识别输入源代码的语法结构；（2）使用C语言实现语法分析器，并进行测试。

3. 语义分析（1）设计语义分析器，检查语法分析后的语法树，确保语义正确；（2）使用C语言实现语义分析器，并进行测试。

4. 中间代码生成（1）设计中间代码生成器，将语义分析后的语法树转换为中间代码；（2）使用C语言实现中间代码生成器，并进行测试。

5. 代码优化（1）设计代码优化器，对中间代码进行优化，提高程序性能；（2）使用C语言实现代码优化器，并进行测试。

6. 目标代码生成（1）设计目标代码生成器，将优化后的中间代码转换为特定目标机的汇编语言；（2）使用C语言实现目标代码生成器，并进行测试。

四、实验结果与分析1. 词法分析实验结果：成功识别输入源代码中的各种词法单元，包括标识符、关键字、运算符、常量等。

2. 语法分析实验结果：成功识别输入源代码的语法结构，包括表达式、语句、程序等。

3. 语义分析实验结果：成功检查语法分析后的语法树，确保语义正确。

4. 中间代码生成实验结果：成功将语义分析后的语法树转换为中间代码，为后续优化和目标代码生成提供基础。

5. 代码优化实验结果：成功对中间代码进行优化，提高程序性能。

6. 目标代码生成实验结果：成功将优化后的中间代码转换为特定目标机的汇编语言，为程序在目标机上运行做准备。

五、实验心得1. 编译原理是一门理论与实践相结合的课程，通过本次实验，我对编译程序的设计原理及实现技术有了更深入的了解。

一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和流程；2. 掌握编译器的各个阶段及其实现方法；3. 熟悉编译器各个阶段中使用的算法和数据结构；4. 培养编程能力和问题解决能力。

二、实验内容1. 词法分析；2. 语法分析；3. 语义分析；4. 代码生成；5. 符号表；6. 中间代码生成。

三、实验步骤1. 词法分析（1）设计词法分析器：首先需要确定源程序中的词法单元，如标识符、关键字、运算符等。

然后，编写代码实现词法分析器，对源程序进行扫描，将词法单元转换成词法符号。

（2）实现词法分析器：使用C语言或Java等编程语言实现词法分析器，完成词法单元的识别和转换。

2. 语法分析（1）设计语法分析器：根据源程序的语言规范，设计语法分析器，实现语法规则的定义和匹配。

（2）实现语法分析器：使用递归下降分析法、LL(1)分析法、LR(1)分析法等实现语法分析器，对词法分析器输出的词法符号序列进行语法分析。

3. 语义分析（1）设计语义分析器：根据源程序的语言规范，设计语义分析器，实现语义规则的检查和类型检查。

（2）实现语义分析器：使用C语言或Java等编程语言实现语义分析器，完成语义规则的检查和类型检查。

4. 代码生成（1）设计代码生成器：根据源程序的语言规范，设计代码生成器，将抽象语法树转换成目标代码。

（2）实现代码生成器：使用C语言或Java等编程语言实现代码生成器，完成抽象语法树到目标代码的转换。

5. 符号表（1）设计符号表：在编译过程中，需要记录变量、函数等信息，设计符号表实现这些信息的存储和管理。

（2）实现符号表：使用C语言或Java等编程语言实现符号表，完成变量、函数等信息的存储和管理。

6. 中间代码生成（1）设计中间代码生成器：根据源程序的语言规范，设计中间代码生成器，将抽象语法树转换成中间代码。

（2）实现中间代码生成器：使用C语言或Java等编程语言实现中间代码生成器，完成抽象语法树到中间代码的转换。

四、实验结果与分析1. 词法分析器能够正确识别源程序中的词法单元，并将它们转换成词法符号。