编译原理实验报告- 源程序的预处理

编译原理实验报告实验项目1：词法分析程序实验一、实验的目的与任务：编译原理是计算机类专业特别是计算机软件专业的一门重要专业课。

设置该课程的目的在于系统地向学生讲述编译系统的结构、工作流程及编译程序各组成部分的设计原理和实现方法，使学生通过学习既掌握编译理论和方法方面的基本知识，也具有设计、实现、分析和维护编译程序等方面的初步能力。

编译原理是一门理论性和实践性都比较强的课程。

进行上机实验的目的是使学生通过完成上机实验题目加深对课堂教学内容的理解。

同时培养学生实际动手能力。

编译实验由三个独立实验组成，按照由浅入深进行排列，希望通过本实验使学生更深学习并理解编译的主要过程和相关方法。

词法分析的目的是将输入的源程序进行划分，给出基本符号（token）的序列，并掠过注解和空格等分隔符号。

基本符号是与输入的语言定义的词法所规定的终结符。

本实验要求学生编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。

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进行）二、题目分析1.这里采用C语言编写的源程序作为词法分析程序的输入数据，输入数据保存在“in.txt”记事本中，将分析结果存在“out.txt”记事本中。

词法分析器的源代码使用C语言编写。

2.下面就词法分析程序中的主要变量进行说明：主函数main()：打开要分析的C语言源程序，若不能正确打开，则报错。

先从源程序中读入一个字符ch，然后进行如下处理：1、cp消耗掉空格，制表符，换行符后，cp数组复位，开始检测cp；2、数字检测,对照符号表输出，若匹配成功，则返回序号；3、字符串检测, 对照符号表输出，若匹配成功，则返回序号；4、基本保留字检测,对照符号表输出，若匹配成功，则返回序号；5、运算符检测，对照符号表输出，若匹配成功，则返回序号；注意这里碰到‘/’时，要判断后面是否跟着是注释语句。

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。

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。

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。

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：***********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。

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。

代码编译原理代码编译原理是计算机科学中非常重要的一部分，它涉及到了整个软件开发的过程。

在这篇文章中，我们将讨论代码编译的基本原理，以及它在软件开发中的作用。

一、什么是代码编译原理代码编译原理是指将程序语言中的源代码转化为计算机能够理解的机器语言的过程。

编译器是完成这个工作的程序。

在这个过程中，编译器会将源代码进行一系列的处理，包括预处理、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和代码生成。

最终生成的可执行程序可以在计算机上运行。

二、代码编译的基本流程代码编译的基本流程包括以下几个步骤：1. 预处理预处理是将源代码中的预处理指令（如#define、#include等）进行处理并生成中间文件。

预处理器会将源代码进行简单的文本替换，将宏定义展开，将头文件的内容引入源代码中。

2. 词法分析词法分析是将源代码中的字符流转化成单词流的过程。

编译器会将源代码分成一个一个的单词（如变量名、常量、运算符等），并给每个单词打上相应的标记。

3. 语法分析语法分析是将单词流转化成语法树的过程。

编译器会根据语法规则对单词流进行分析，并构建出对应的语法树。

4. 语义分析语义分析是对语法树进行检查，确保程序语义的正确性。

编译器会对变量类型进行检查，检查语法是否符合规范等。

5. 代码优化代码优化是对生成的中间代码进行优化，以减少程序的运行时间和空间消耗。

编译器会根据预定义的优化规则对中间代码进行优化，并生成更为高效的代码。

6. 代码生成代码生成是将中间代码转化成机器语言的过程。

编译器会将优化后的中间代码转化成机器码，并储存在可执行文件中。

三、代码编译的作用代码编译是整个软件开发过程中不可或缺的一步，它具有以下几个作用：1. 提高程序运行效率编译器会对源代码进行优化，以尽可能地减少程序的运行时间和内存消耗。

2. 提高程序安全性编译器会对源代码进行语义分析，检查变量类型，检查语法是否符合规范等，以确保程序的安全性和正确性。

3. 跨平台支持编译器可以将源代码转化成不同平台上的机器码，实现跨平台支持，让同一份代码可以在不同的操作系统和硬件架构下运行。

《编译原理》（实验部分）实验1_程序预处理一、实验目的明确预处理子程序的任务，构造一个简单的预处理子程序，对源程序进行相应的预处理。

二、实验设备1、PC 兼容机一台；操作系统为WindowsWindowsXP。

2、Visual C++ 6.0 或以上版本， Windows 2000 或以上版本，汇编工具（在Software 子目录下）。

三、实验原理定义模拟的简单语言的词法构成，编制读入源程序和进行预处理的程序，要求将源程序读入到文件或存入数组中，再从文件或数组中逐个读取字符进行预处理，包括去掉注释、Tab、Enter和续行符等操作，并显示预处理后的程序。

四、实验步骤1、从键盘读入源程序存放到输入缓冲区中。

2、对源程序进行预处理，预处理后的程序存放到扫描缓冲区中。

3、显示预处理后的程序。

参考源程序（C++语言编写）//源程序的输入及预处理#include <fstream.h>#include <iostream.h>void pro_process(char *);void main( ) //测试驱动程序{//定义扫描缓冲区char buf[4048]={'\0'}; //缓冲区清0//调用预处理程序pro_process(buf); //在屏幕上显示扫描缓冲区的内容cout<<buf<<endl;}void pro_process(char *buf) //预处理程序{ifstream cinf("source.txt",ios::in);int i=0; //计数器char old_c='\0',cur_c; //前一个字符，当前字符。

bool in_comment=false; //false表示当前字符未处于注释中。

while(cinf.read(&cur_c,sizeof(char))){ //从文件读一个字符switch(in_comment){case false:if(old_c=='/' && cur_c=='*'){ //进入注释i--; //去除已存入扫描缓冲区的字符'/'in_comment=true;}else {if(old_c=='\\' && cur_c=='\n') //发现续行i--; //去除已存入扫描缓冲区的字符'\'else {if(cur_c>='A' && cur_c<='Z') //大写变小写cur_c+=32;if(cur_c =='\t' || cur_c =='\n')//空格取代TAB换行cur_c=' ';buf[i++]=cur_c ;}}break;case true:if(old_c=='*' && cur_c=='/') //离开注释in_comment=false;}//end of switchold_c= cur_c; //保留前一个字符}//end of whilebuf[i++]='#'; //在源程序尾部添加字符'#' }。

(完整word版)编译原理词法分析程序实现实验报告实验一词法分析程序实现一、实验内容选取无符号数的算术四则运算中的各类单词为识别对象，要求将其中的各个单词识别出来。

输入：由无符号数和+，－，*，/, ( , ) 构成的算术表达式，如1.5E+2－100。

输出：对识别出的每一单词均单行输出其类别码（无符号数的值暂不要求计算）。

二、设计部分因为需要选取无符号数的算术四则运算中的各类单词为识别对象，要求将其中的各个单词识别出来，而其中的关键则为无符号数的识别，它不仅包括了一般情况下的整数和小数，还有以E为底数的指数运算，其中关于词法分析的无符号数的识别过程流程图如下：GOTO 1:(完整word版)编译原理词法分析程序实现实验报告GOTO 2:三、源程序代码部分#include <stdio.h>#include<stdlib.h>#include <math.h>#define MAX 100#define UNSIGNEDNUMBER 1#define PLUS 2#define SUBTRACT 3#define MULTIPLY 4#define DIVIDE 5#define LEFTBRACKET 6#define RIGHTBRACKET 7#define INEFFICACIOUSLABEL 8#define FINISH 111int count=0;int Class;void StoreType();int Type[100];char Store[20]={'\0'};void ShowStrFile();//已经将要识别的字符串存在文件a中void Output(int a,char *p1,char *p2);//字符的输出过程int Sign(char *p);//'+''-''*''/'整体识别过程int UnsignedNum(char *p);//是否适合合法的正整数0~9int LegalCharacter(char *p);//是否是合法的字符：Sign(p)||UnsignedNum(p)||'E'||'.' void DistinguishSign(char *p);//'+''-''*''/'具体识别过程void TypyDistinguish();//字符的识别过程void ShowType();//将类别码存储在Type[100]中，为语法分析做准备void ShowStrFile()//已经将要识别的字符串存在文件a中{FILE *fp_s;char ch;if((fp_s=fopen("a.txt","r"))==NULL){printf("The FILE cannot open!");exit(0);}elsech=fgetc(fp_s);while(ch!=EOF){putchar(ch);ch=fgetc(fp_s);}printf("\n");}void StoreStr()//将文件中的字符串存储到数组Store[i] {FILE *fp=fopen("a.txt","r");char str;int i=0;while(!feof(fp)){fscanf(fp,"%c",&str);if(str=='?'){Store[i]='\0';break;}Store[i]=str;i++;}Store[i]='\0';}void ShowStore(){int i;for (i=0;Store[i]!='\0';i++)printf("%c",Store[i]);printf("\n");}void Output(int a,char *p1,char *p2){printf("%3s\t%d\t%s\t","CLASS",a,"VALUE");while(p1<=p2){printf("%c",*p1);p1++;}printf("\n");}int Sign(char *p){char ch=*p;if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'||ch=='('||ch==')') return 1;elsereturn 0;}int UnsignedNum(char *p){char ch=*p;if('0'<=ch&&ch<='9')return 1;elsereturn 0;}int LegalCharacter(char *p){char ch=*p;if(Sign(p)||UnsignedNum(p)||ch=='E'||ch=='.')。