语法分析器源代码
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编译的四个阶段编译的四个阶段编译是将高级语言翻译成机器能够理解和执行的底层语言的过程。
通常来说,编译由四个主要阶段组成:词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
第一阶段:词法分析在词法分析阶段,编译器会扫描源代码文件,并将其分解为被称为单词(token)的基本单位。
词法分析器会忽略源代码中的空格和注释,并将程序中的每一个单词与语言规范中所定义的单词进行匹配。
同时,它还会分配一个符号来代表程序中的变量、常量和操作符。
第二阶段:语法分析一旦编译器将程序分解为单词,其下一个工作阶段便是进行语法分析。
语法分析器将检查程序中的单词序列是否遵守特定的语法规则。
如果程序遵循正确的语法规范,则语法分析器将创建语法树。
语法树是一个包含程序结构和语法元素的数据结构,它能够反映出程序的结构,如条件语句、循环语句和函数定义等。
第三阶段:语义分析在语义分析阶段中,编译器将对语法树进行检查来确保程序的语义正确性。
这个过程需要编译器检查变量和常量是否有正确的类型、函数是否正确地调用、符号是否被正确声明等。
它还可以进行一些优化,例如将表达式简化为更简单的形式,以便生成更有效的代码。
第四阶段:代码生成最后一个阶段是代码生成,它将优化后的语法树转化为真正的目标代码。
在这个过程中,编译器会将程序的不同部分映射到机器操作、汇编指令或指令序列,以产生可执行的机器代码。
在这个过程中,编译器还需要生成调试信息以及生成符号表,以便程序员在调试过程中能够进行更加有效的调试。
结语所有这些阶段都是编译的必要步骤,每个阶段都具有一定的重要性。
词法分析、语法分析和语义分析都被理解为“静态分析”,因为它们都是在编译时完成的,而不是在程序运行时。
当然,编译器只是程序员工具的一部分,编写高质量的代码是开发应用程序的另一方面,所以程序员需要通过实践来不断提高编程技能。
编译原理中的词法分析与语法分析原理解析编译原理中的词法分析和语法分析是编译器中两个基本阶段的解析过程。
词法分析(Lexical Analysis)是将源代码按照语法规则拆解成一个个的词法单元(Token)的过程。
词法单元是代码中的最小语义单位,如标识符、关键字、运算符、常数等。
词法分析器会从源代码中读取字符流,将字符流转换为具有词法单元类型和属性值的Token序列输出。
词法分析过程中可能会遇到不合法的字符序列,此时会产生词法错误。
语法分析(Syntax Analysis)是对词法单元序列进行语法分析的过程。
语法分析器会根据语法规则,将词法单元序列转换为对应的抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)。
语法规则用于描述代码的结构和组织方式,如变量声明、函数定义、控制流结构等。
语法分析的过程中,语法分析器会检查代码中的语法错误,例如语法不匹配、缺失分号等。
词法分析和语法分析是编译器的前端部分,也是编译器的基础。
词法分析和语法分析的正确性对于后续的优化和代码生成阶段至关重要。
拓展部分:除了词法分析和语法分析,编译原理中还有其他重要的解析过程,例如语义分析、语法制导翻译、中间代码生成等。
语义分析(Semantic Analysis)是对代码进行语义检查的过程。
语义分析器会根据语言的语义规则检查代码中的语义错误,例如类型不匹配、变量声明未使用等。
语义分析还会进行符号表的构建,维护变量和函数的属性信息。
语法制导翻译(Syntax-Directed Translation)是在语法分析的过程中进行语义处理的一种技术。
通过在语法规则中嵌入语义动作(Semantic Action),语法制导翻译可在语法分析的同时进行语义处理,例如求解表达式的值、生成目标代码等。
中间代码生成(Intermediate Code Generation)是将高级语言源代码转换为中间表示形式的过程。
中间代码是一种抽象的表示形式,可以是三地址码、四元式等形式。
软件开发中的语法分析器技术在软件开发中,语法分析器技术是一项十分重要的技术,它负责将代码进行解析和翻译,从而进行编译或执行。
语法分析器技术可以帮助开发人员识别并纠正代码中的错误,提高编程效率和代码质量。
本文将介绍语法分析器技术的相关知识和应用。
什么是语法分析器?语法分析器是一种翻译器,其作用是将源代码转换为目标代码或解释执行。
它的主要任务是进行句法分析和语义分析,检查代码的正确性和逻辑性,同时生成代码树以生成目标代码或解释执行。
语法分析器可以划分为两种类型:自下而上语法分析器和自上而下语法分析器。
自下而上语法分析器是一种逆向分析方式,它从最小的语法单元开始,将其组合成较大的语法单元,最终生成一棵代码树。
自上而下语法分析器则是先由代码的上层结构进行分析,逐级分解为更小的语法单元,最后得到一颗代码树。
语法分析器的作用语法分析器在软件开发中具有非常重要的作用,它可以提高代码的正确性和可读性,同时能够检测并纠正代码中的错误,加快软件开发过程。
具体来说,语法分析器能够:1.检查代码的正确性语法分析器能够在编译或执行代码之前检查代码的正确性。
它能够检查代码中的语法错误、类型错误、语义错误等,在代码编写过程中及时发现并及时纠正错误,提高代码的质量和可维护性。
2.加快编译及执行速度语法分析器能够将源代码转换为目标代码或解释执行,加快程序的执行速度。
它能够分析代码逻辑,优化相关代码的执行流程,同时减少代码执行的时间。
3.提高代码可读性语法分析器能够将代码转换成易于理解和维护的代码,同时增强代码的可读性。
例如,它可以将代码中重复的部分统一,提高代码的可读性和可维护性。
语法分析器的应用语法分析器在软件开发中广泛应用,具体包括以下方面:1.编译器编译器是一种将源代码转换为目标代码的软件。
编译过程包括词法分析、语法分析、代码生成等,其中语法分析器起着非常重要的作用,它能够将代码转换为目标代码或解释执行。
2.解析器解析器是一种将指定格式的文本转换为结构化数据的软件。
计算机编译的名词解释计算机编译是指将人类编写的高级语言程序翻译成计算机能够理解和执行的机器语言的过程。
在计算机科学中,编译器是实现这个过程的关键工具。
本文将对计算机编译的相关名词进行解释,以帮助读者更好地理解这一概念。
一、编译器(Compiler)编译器是一种程序,它将高级语言的源代码转换为目标代码,使计算机能够直接执行。
编译器通常包含以下几个主要的组件:1. 词法分析器(Lexer):也称为扫描器,负责将源代码分解成一个个记号(Token)。
记号是语言中的最小单位,例如关键字、标识符、运算符等。
2. 语法分析器(Parser):语法分析器根据语言的语法规则,将记号组织成一棵由语法构成的语法树(Parse Tree)。
语法树表示了源代码的结构。
3. 语义分析器(Semantic Analyzer):语义分析器对语法树进行检查,以确保源代码的语义正确。
它会检查变量的声明与使用是否匹配、类型转换是否正确等。
4. 目标代码生成器(Code Generator):目标代码生成器将语法树转换为计算机能够执行的目标代码。
目标代码可以是二进制文件、字节码或其他形式的中间表示。
二、解释器(Interpreter)解释器是一种执行高级语言程序的程序。
与编译器不同,解释器不会直接将源代码转换为目标代码,而是逐行解释并执行源代码。
解释器通常包含以下几个主要的组件:1. 词法分析器(Lexer):与编译器的词法分析器相同,将源代码分解成记号。
2. 语法分析器(Parser):解释器的语法分析器根据语言的语法规则,将源代码解析为语法树。
但与编译器不同,解释器不会生成目标代码。
3. 解释器核心(Interpreter Core):解释器核心逐行读取语法树,并实时解释和执行源代码。
它会根据不同的语法规则执行相应的操作。
三、即时编译(Just-in-Time Compilation)即时编译是一种将高级语言程序动态转换为机器代码的技术。
程序编译的四个步骤程序编译是将高级语言编写的程序翻译成机器语言的过程。
编译器是用来进行编译的工具,它可以将源代码转换为可执行的机器码,从而能够被计算机直接执行。
程序编译通常包括四个主要步骤:词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
1.词法分析词法分析是程序编译的第一步,也是一个很关键的步骤。
在词法分析中,编译器会将源代码分解为一个个的词法单元。
词法单元是程序的最小语法单位,可以是关键字、标识符、运算符、常量等等。
编译器会根据事先定义好的语法规则,将源代码中的字符序列解析成词法单元序列,并且给每个词法单元加上相应的标记,以便后面的步骤进行处理。
2.语法分析语法分析是程序编译的第二步。
在语法分析中,编译器会根据词法分析得到的词法单元序列,构建语法树或抽象语法树。
语法树是一个树状的数据结构,它表示程序的语法结构。
编译器会根据文法规则和词法单元的组合规则,对词法单元序列进行检查,并将其组织成语法树或抽象语法树。
语法树或抽象语法树是编译器进行后续处理的基础,它描述了程序的语法结构,方便后续步骤对程序进行分析和优化。
3.语义分析语义分析是程序编译的第三步。
在语义分析中,编译器会对语法树或抽象语法树进行分析,进行语义检查和语义推导。
语义是指程序中传达的意义和规则,它描述了程序如何运行和产生结果。
编译器会根据语义规则检查程序是否存在语义错误,并进行类型检查和类型推导。
如果程序存在语义错误,则编译器会输出错误信息,提示开发人员进行修正。
另外,编译器还会进行一些语义转换和优化,例如将高级语言中的循环结构转换为汇编语言中的跳转指令。
4.代码生成代码生成是程序编译的最后一步。
在代码生成中,编译器会根据语义分析得到的语法树或抽象语法树,生成目标代码或机器代码。
目标代码是特定平台上的中间代码表示,它与具体的机器相关性较低。
机器代码是目标机器上可以直接执行的二进制代码。
编译器会将目标代码或机器代码生成为对应的输出文件,例如可执行文件、动态链接库或静态链接库。
语法分析程序的源代码#include<stdio.h>#include<string.h>char prog[80],token[6];char ch;int syn,p,m,n,sum,kk=0;char * rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};main(){p=0;printf("\nplease intput string:");do{ch=getchar();prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;scaner();lrparser();getch();}/*词法扫描程序:*/scaner(){for(n=0;n<8;n++)token[n]=NULL;m=0;ch=prog[p++];while(ch==' ')ch=prog[p++];if((ch<='z'&&ch>='a')||(ch<='Z'&&ch>='A')){while((ch<='z'&&ch>='a')||(ch<='Z'&&ch>='A')||(ch<='9'&&ch>='0')) {token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';ch=prog[--p];syn=10;for(n=0;n<6;n++)if(strcmp(token,rwtab[n])==0){syn=n+1;break;}}elseif((ch<='9'&&ch>='0')){sum=0;while((ch<='9'&&ch>='0')){sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}ch=prog[--p];syn=11;}elseswitch(ch){case '<':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='>'){syn=21;token[m++]=ch;}elseif(ch=='='){syn=22;token[m++]=ch;}else{syn=20;ch=prog[--p];}break;case '>':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=24;token[m++]=ch;}else{syn=23;ch=prog[--p];}break;case ':':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=18;token[m++]=ch;}else{syn=17;ch=prog[--p];}break;case '+':syn=13;token[0]=ch;break;case '-':syn=14;token[0]=ch;break;case '*':syn=15;token[0]=ch;break;case '/':syn=16;token[0]=ch;break;case ':=':syn=18;token[0]=ch;break;case '<>':syn=21;token[0]=ch;break;case '<=':syn=22;token[0]=ch;break;case '>=':syn=24;token[0]=ch;break;case '=':syn=25;token[0]=ch;break;case ';':syn=26;token[0]=ch;break;case '(':syn=27;token[0]=ch;break;case ')':syn=28;token[0]=ch;break;case '#':syn=0;token[0]=ch;break;default:syn=-1;}}lrparser(){if(syn==1){scaner();if(syn==6){scaner();if((syn==0)&&(kk==0))printf("sucess");}else{if(kk!=1) printf("lost end error!");kk=1;}}else{printf("output of begin is error!");kk=1;}return;}yucu(){statement();while(syn==26){scaner();statement();}return;}statement(){if(syn==10){scaner();if(syn==18){scaner();expression();}{printf("output of equal is error!");kk=1;}}else{printf("input of sentence is error!");kk=1;}return;}expression(){term();while(syn==13||syn==14){scaner();term();}return;}term(){factor();while(syn==15||syn==16){scaner();factor();}return;}factor(){if(syn==10||syn==11)scaner();elseif(syn==27){scaner();expression();if(syn==28)scaner();else{printf("output ')' is error!");kk=1;}}else{printf("output expression is error!");kk=1;}return;}。
python编译的过程摘要:Python是一种广泛使用的高级编程语言,它的编译过程相对简单。
本文将详细介绍Python的编译过程,包括源代码处理、编译成字节码、执行引擎等步骤。
一、Python的编译过程Python的编译过程可以分为以下几个步骤:1. 源代码处理2. 编译成字节码3. 执行引擎下面我们详细了解一下每个步骤。
二、源代码处理1. 源代码文件Python的源代码文件通常以.py为扩展名。
在Windows系统中,源代码文件扩展名为.pyc。
源代码文件包含一系列Python语句,这些语句可以是一个简单的变量赋值,也可以是一个复杂的函数定义。
2. 预处理预处理阶段的主要任务是处理源代码中的宏定义、注释和包含文件。
预处理器会将所有的宏定义展开,将注释删除,并将包含文件的内容合并到主源文件中。
3. 语法检查预处理完成后,源代码将进入语法检查阶段。
Python的解释器会对源代码进行语法检查,确保源代码符合Python的语法规范。
如果源代码中存在语法错误,解释器将报告错误并终止编译过程。
三、编译成字节码1. 词法分析词法分析阶段将源代码分解成一系列的词法单元(tokens)。
词法单元是源代码中的最小单位,通常包括关键字、变量名、操作符等。
词法分析器会将源代码转换成一个词法单元的列表。
2. 语法分析语法分析阶段将词法单元列表转换成一个抽象语法树(abstract syntax tree, AST)。
抽象语法树表示了源代码的结构,包括变量声明、函数定义、表达式等。
语法分析器会根据Python的语法规则构建抽象语法树。
3. 语义分析语义分析阶段对抽象语法树进行语义检查,确保源代码中没有语法错误。
此外,语义分析器还会为抽象语法树中的每个语句分配一个运算符优先级。
4. 字节码生成字节码生成阶段将抽象语法树转换成字节码(bytecode)列表。
字节码是Python程序的执行指令,包括载入模块、调用函数、计算表达式等。
简述编译程序的工作过程以及每个阶段的功能
编译程序是将高级语言(如C、Java等)翻译成机器语言的程序。
编
译程序的工作过程一般可以分为以下四个阶段:词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
1. 词法分析
词法分析是将源代码划分为一个个单独的单词或符号,称为“记号”。
这些记号包括关键字、标识符、运算符、界符等。
在这个阶段,编译
器会扫描整个源代码,并将其转化为一个记号序列。
同时,编译器也
会进行错误检查,例如检查是否有拼写错误或语法错误等。
2. 语法分析
语法分析是对记号序列进行处理,以确定源代码是否符合所定义的文
法规则。
在这个阶段,编译器会构建抽象语法树(AST),并检查源代码是否存在语法错误。
如果存在错误,则编译器会输出相应的错误信息。
3. 语义分析
在语义分析阶段中,编译器会对AST进行处理,并确定源代码中各种
元素之间的含义和关系。
在这个阶段,编译器会进行类型检查和作用
域检查等操作,并生成相应的符号表和类型表等数据结构。
4. 代码生成
最后一个阶段是代码生成阶段,编译器会将AST转化为机器语言,并
生成可执行的目标代码。
在这个阶段,编译器会进行优化操作,例如
常量折叠、死代码消除等。
最终,编译器会将目标代码输出到文件中,以供后续的执行。
总的来说,编译程序的工作过程是一个非常复杂的过程。
每个阶段都
有其独特的功能和作用。
通过这些阶段的处理,编译器可以将高级语
言转化为机器语言,并生成可执行的目标代码。
英语中的编译
在计算机科学中,编译(compilation)是指将一种编程语言编写的源代码转换成另一种语言的过程,通常是为了生成机器代码或字节码。
编译过程可以分为几个阶段,包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化和目标代码生成。
编译的主要目的是为了提高代码的执行效率和可维护性。
编译后的代码通常是机器代码,可以直接在特定的硬件上执行。
与解释型语言相比,编译型语言的执行速度更快,因为编译器可以在编译时进行优化,而解释器则是在运行时解释代码。
此外,编译型语言的代码通常更易于阅读和维护,因为它们更接近底层语言。
编译过程通常分为三个阶段:
1. 词法分析(Lexical Analysis):将源代码分解成一系列的记号(tokens),如关键字、标识符、运算符等。
2. 语法分析(Syntax Analysis):将记号序列转换成抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST),表示源代码的结构和语法关系。
3. 语义分析和代码生成(Semantic Analysis and Code Generation):对AST进行语义分析,检查源代码中的错误,并进行类型检查、类型推导等操作。
然后,编译器会生成目标代码,通常是机器代码或字节码。
编译器的设计和实现是一个复杂的任务,需要深入理解计算机科学和编程语言理论。
编译器通常使用编译器工具链(compiler toolchain)来完成其工作,包括词法分析器、语法分析器、抽象语法树生成器、代码生成器等。
TypeScript(TS)的编译原理主要包括以下几个步骤:
1. 词法分析:将源代码转化为一系列的记号(tokens)。
在这个过程中,TS编译器会把源代码分解成一个个的记号,每个记号都有自己的含义和类别。
2. 语法分析:将记号转化为抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)。
在这个步骤中,TS编译器会根据语法规则把记号组合成一颗抽象语法树,这棵树可以清晰地表示出源代码的结构和含义。
3. 类型检查:对抽象语法树进行类型检查。
这个阶段会检查源代码的类型错误,确保类型安全。
4. 代码生成:将抽象语法树转化为目标代码。
如果目标语言是JavaScript,就会生成对应的JavaScript代码。
这个阶段会移除类型注解,只保留对运行时代用的类型信息。
5. 优化:对生成的代码进行优化。
这个阶段会对生成的代码进行优化,提高运行效率。
以上就是TypeScript的编译原理。
在编译过程中,TypeScript编译器会利用类型信息,生成更安全、更高效的JavaScript代码。
同时,TypeScript也提供了丰富的类型系统,方便开发者进行类型检查和代码维护。
编译原理中的语法分析与中间代码生成编译原理是计算机科学中一门非常重要的学科,主要研究将高级语言翻译成机器语言的方法和技术。
其中,语法分析和中间代码生成是编译器实现的两个重要步骤。
一、语法分析语法分析是编译器将源代码转换成抽象语法树的过程。
在这个阶段,编译器会检查源代码的语法是否符合语言规范,并将代码转化为一系列的语法结构。
一个好的语法分析器能够快速准确地识别代码中的语言结构,同时能够在出现语法错误的时候给出有意义的错误报告。
常见的语法分析方法包括LL(1)分析、LR分析等。
LL(1)分析器通过构造预测分析表来实现分析,而LR分析器则采用自底向上的分析方法,通过状态迁移来实现分析。
在语法分析的过程中,编译器还需要处理语法的优先级,如算术运算符的优先级,逻辑运算符的优先级等。
对于不同的语言规范,将有不同的算法来处理语法。
例如,C语言中的运算符优先级和结合性与其他语言不同,因此需要特殊的处理方式。
二、中间代码生成中间代码生成是语法分析后的下一步,它的作用是将抽象语法树转化为中间表示,通常是三地址码或四地址码。
中间代码可以看作是目标代码的前一步,它是一种更加抽象的代码形式,方便后续的优化和翻译。
中间代码的生成方法有很多种,最常用的是遍历抽象语法树并根据语法结构生成中间代码。
不同的语言规范会对中间代码的生成方式有不同的要求。
例如,Java语言规范对着重于类型检查和异常处理的中间代码生成,而C语言的中间代码生成则着重于指针和数组的处理等。
在生成中间代码的过程中,编译器还需要考虑优化问题。
编译器能够在生成中间代码的时候进行一些基本的优化,例如删除冗余代码、常量合并等等,这样可以减少目标代码的大小和程序的运行时间。
总之,语法分析和中间代码生成是编译器实现的两个关键步骤。
它们需要一个好的算法和优秀的实现方式,以便在编译过程中产生高效、可靠的目标代码。
编译原理语法分析器编译原理语法分析器是编译器中的重要组成部分,它负责将源代码解析成抽象语法树,为后续的语义分析和代码生成做准备。
本文将介绍语法分析器的原理、分类和常用算法。
一、语法分析器的原理语法分析器的主要任务是根据给定的文法定义,将源代码解析成一个个语法单元,并构建出一棵抽象语法树。
它通过递归下降、预测分析和LR分析等算法来实现。
1. 递归下降法递归下降法是一种基于产生式的自顶向下分析方法。
它从文法的开始符号出发,通过不断地推导和回溯,逐步地构建抽象语法树。
递归下降法易于理解和实现,但对左递归和回溯有一定的局限性。
2. 预测分析法预测分析法也是自顶向下的分析方法,它通过预测下一个输入符号来选择适当的产生式进行推导。
为了提高效率,预测分析法使用预测分析表来存储各个非终结符和终结符的关系。
3. LR分析法LR分析法是一种自底向上的分析方法,它使用LR自动机和LR分析表来进行分析。
LR自动机是一个有限状态控制器,通过状态转移和规约动作来解析源代码。
LR分析表存储了状态转移和规约的规则。
二、语法分析器的分类根据语法分析器的特性和实现方式,可以将其分为LL分析器和LR 分析器。
1. LL分析器LL分析器是基于递归下降法和预测分析法的一类分析器。
它从左到右、从左到右地扫描源代码,并根据预测分析表进行推导。
常见的LL分析器有LL(1)分析器和LL(k)分析器。
2. LR分析器LR分析器是基于LR分析法的一类分析器。
它先通过移进-归约的方式建立一棵语法树,然后再进行规约操作。
LR分析器具有强大的语法处理能力,常见的LR分析器有LR(0)、SLR(1)、LR(1)和LALR(1)分析器。
三、常用的语法分析算法除了递归下降法、预测分析法和LR分析法,还有一些其他的语法分析算法。
1. LL算法LL算法是一种递归下降法的改进算法,它通过构造LL表和预测分析表实现分析过程。
LL算法具有很好的可读性和易于理解的特点。
2. LR算法LR算法是一种自底向上的分析方法,它通过建立LR自动机和构造LR分析表来进行分析。
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:表2.1 各种单词符号对应的种别码2.3 词法分析程序的功能: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”,};是图3-1(2)程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum3.2 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。
using System;using System.IO;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;namespace WindowsFormsApplication3{public partial class Form1 : Form{public Form1(){InitializeComponent();}struct pronode{public char leftch;public string midch;public string rightch;public string select;}struct unnifo{public char ch;public string first;public string follow;}unnifo[] firstfollow = new unnifo[20];//放first 和follow;pronode[] proNode = new pronode[30];//产生式pronode[,] table1 = new pronode[15, 15];//分析表string vnstr;//非终结符string vtstr;//终结符string kong;//含有空的终结符int lenvn;//定义非终结符的个数int lenwenfa;//定义产生式的数目public void getvnstr()//取非终结符函数{int i;int len = proNode.Length;for (i = 0; i < len; i++){if (vnstr == null){vnstr += proNode[i].leftch;}else{int lenth = vnstr.Length;int j;for (j = 0; j < lenth; j++){if (proNode[i].leftch == vnstr[j]){break;}}if (j == lenth){vnstr += proNode[i].leftch;}}}}public void getvtstr()//取终结符函数{bool flag;int i;int len = proNode.Length;for (i = 0; i < lenwenfa; i++){int lenth = proNode[i].rightch.Length;int j;for (j = 0; j < lenth; j++){flag = true;if (isvn(proNode[i].rightch[j])){flag = false;}else{if (proNode[i].rightch[j] == '?'){flag = false;if (kong == null){kong += proNode[i].leftch;}else{int k;int leng = kong.Length;for (k = 0; k < leng; k++){if (proNode[i].rightch[j] == kong[k]){break;}}if (k == leng + 1){kong += proNode[i].leftch;}}}else{if (flag){if (vtstr == null){vtstr += proNode[i].rightch[j];}else{int h;int lenvt = vtstr.Length;for (h = 0; h < lenvt; h++){if (proNode[i].rightch[j] == vtstr[h]){break;}}if (h == lenvt){vtstr += proNode[i].rightch[j];}}}}}}}}public void createfirf()//定义first和follow 集函数{int i;int len = vnstr.Length;for (i = 0; i < len; i++){firstfollow[i].ch = vnstr[i];firstfollow[i].first = "";firstfollow[i].follow = "";}}public void getlenvn()//取终结符个数函数{lenvn = vnstr.Length;}public Boolean isvn(char ch)//比较是非终结符{int i;string vn;vn = textBox1.Text;for (i = 0; i < vn.Length; i++){if (vn[i] == ch){return true;}}return false;}public Boolean isvt(char ch)//比较是终结符函数{int i;string vt;vt = textBox2.Text;for (i = 0; i < vt.Length; i++){if (vt[i] == ch){return true;}}return false;}public string addchar(string vtstrch, char ch)//在字符串中加字符{bool flag = true;int temlen = vtstrch.Length;for (int i = 0; i < temlen; i++){if (vtstrch[0] == ch){flag = false;break;}}if (flag){vtstrch = vtstrch + ch;}return vtstrch;}public Boolean iskongch(char ch)//判断字符为能推出空集的非终结符;{int i;string temkong;temkong = textBox3.Text;for (i = 0; i < temkong.Length; i++){if (ch == temkong[i]){return true;}}return false;}public string addchtoch(string chstr, string otherarr)//在字符串终结字符串函数{int otherlen = otherarr.Length;for (int j = 0; j < otherlen; j++){bool flag = true;int tmlen = chstr.Length;for (int i = 0; i < tmlen; i++){if (chstr[i] == otherarr[j]){flag = false;break;}}if (flag){if (otherarr[j] != '?'){chstr = chstr + otherarr[j].ToString();}}}return chstr;}public void first1()//求first集的第一步骤{int i;for (i = 0; i < lenvn; i++){for (int j = 0; j < lenwenfa; j++){if (firstfollow[i].ch == proNode[j].leftch){int lenth = firstfollow[i].first.Length;int k;for (k = 0; k < lenth; k++){if (firstfollow[i].first[k] == proNode[j].rightch[0]){break;}}if (k == lenth){firstfollow[i].first += proNode[j].rightch[0].ToString();}}}}}public void first2()//求first集的第二步骤{int i;for (i = 0; i < lenvn; i++){int j;char ch;int lenth = firstfollow[i].first.Length;for (j = 0; j <= lenth - 1; j++){if (isvn(firstfollow[i].first[j]) == true)//判断first集中是否有非终结符;{ch = firstfollow[i].first[j];for (int h = 0; h < lenvn; h++){if (firstfollow[h].ch == ch){firstfollow[i].first = firstfollow[i].first.Remove(j, 1);firstfollow[i].first = addchtoch(firstfollow[i].first, firstfollow[h].first);}}lenth = firstfollow[i].first.Length;j = 0;}}}}public void follow1()//求follow 集的第一步{int i;firstfollow[0].follow = addchar(firstfollow[0].follow, '#');//开始符要先加‘#’;for (i = 0; i < lenvn; i++){for (int j = 0; j < lenwenfa; j++){int k;for (k = 0; k < proNode[j].rightch.Length; k++){if (proNode[j].rightch[k] == firstfollow[i].ch)//判断右边的字符串中的非终结符有等于等于要求follow集的非终结符;{if (k + 1 == proNode[j].rightch.Length)//判断要求follow集的非终结符为右边字符串的最后一个字符;{int lenth2 = firstfollow[i].follow.Length;if (lenth2 == 0){firstfollow[i].follow = firstfollow[i].follow + proNode[j].leftch;//将该文法产生式的左边字符加到follow集中}else{for (int m = 0; m < lenth2; m++){if (firstfollow[i].follow[m] != proNode[j].leftch){firstfollow[i].follow = firstfollow[i].follow + proNode[j].leftch;}}}}if (k + 1 < proNode[j].rightch.Length)//判断要求follow集的非终结符的在右边字符串中出现且不是在最后一个字符{char ch = proNode[j].rightch[k + 1];if (isvt(ch))//判断是终结符{int lenth1 = firstfollow[i].follow.Length;if (lenth1 == 0){firstfollow[i].follow = firstfollow[i].follow + ch;}else{firstfollow[i].follow = addchar(firstfollow[i].follow, ch);}}if (isvn(ch))//判断为非终结符{if (!iskongch(ch))//该非终结不能推出空集;{for (int n = 0; n < lenvn; n++){if (firstfollow[n].ch == ch){addchtoch(firstfollow[i].follow, firstfollow[n].first);}}}else{for (int w = 0; w < lenvn; w++){if (firstfollow[w].ch == ch){addchtoch(firstfollow[i].follow, firstfollow[w].first);}int lenth3 = firstfollow[i].follow.Length;for (int l = 0; l < lenth3; l++){if (firstfollow[i].follow[l] != proNode[j].leftch){firstfollow[i].follow += proNode[j].leftch;}}}}}}}}}}}public void follow2()//求follow集的第二步{int i;for (i = 0; i < lenvn; i++){char ch;int lenth = firstfollow[i].follow.Length;int j;for (j = 0; j < lenth; j++){if (isvn(firstfollow[i].follow[j]))//判断follow集中是否有非终结符;{ch = firstfollow[i].follow[j];for (int k = 0; k < lenvn; k++){if (firstfollow[k].ch == ch){firstfollow[i].follow = firstfollow[i].follow.Remove(j, 1);firstfollow[i].follow = addchtoch(firstfollow[i].follow, firstfollow[k].follow);}}lenth = firstfollow[i].follow.Length;j = 0;}}}}public void select()//求select集{int i;for (i = 0; i < lenwenfa; i++){if (isvt(proNode[i].rightch[0])){int lenth = proNode[i].select.Length;int j;for (j = 0; j < lenth; j++){if (proNode[i].select[j] == proNode[i].rightch[0]){break;}}if (j == lenth){proNode[i].select += proNode[i].rightch[0];}}if (proNode[i].rightch[0] == '?')//集中'?'来表示空集;{int k;for (k = 0; k < lenvn; k++){if (firstfollow[k].ch == proNode[i].leftch){proNode[i].select = addchtoch(proNode[i].select, firstfollow[k].follow);}}}if (isvn(proNode[i].rightch[0])){int h;for (h = 0; h < lenvn; h++){if (firstfollow[h].ch == proNode[i].rightch[0]){int len = firstfollow[h].first.Length;int m;proNode[i].select = addchtoch(proNode[i].select, firstfollow[h].first);for (m = 0; m < len; m++){if (firstfollow[h].first[m] == '?')//集中'?'来表示空集;{int n;for (n = 0; n < lenvn; n++){if (firstfollow[n].ch == proNode[i].leftch){proNode[i].select = addchtoch(proNode[i].select, firstfollow[n].follow);}}}}}}}}}public int getvn(char ch)//求字符在非终结中的位置{int i;string vn;vn = textBox1.Text;for (i = 0; i < vn.Length; i++){if (vn[i] == ch){return i;}}return -1;}public int getvt(char ch)//求字符在终结符中的位置{int j;string vt;vt = textBox2.Text;for (j = 0; j < vt.Length; j++){if (vt[j] == ch){return j;}}return -1;}public void create_table()//建立分析表{int row;int col;int k;for (k = 0; k < lenwenfa; k++){int m;int lensel = proNode[k].select.Length;for (m = 0; m < lensel; m++){row = getvn(proNode[k].leftch);col = getvt(proNode[k].select[m]);table1[row, col] = proNode[k];}}}public void prtable(int m, int n)//输出表中每个元素{if (m != -1 && n != -1){richTextBox1.AppendText(table1[m, n].leftch + table1[m, n].midch + table1[m, n].rightch);}}public void shtabel()//显示表的内容{richTextBox1.AppendText("\t");int i;string vt;vt = textBox2.Text;for (i = 0; i < vt.Length; i++){richTextBox1.AppendText(vt[i] + "\t");}int k;for (k = 0; k < vt.Length; k++){if (vt[k] == '#'){richTextBox1.AppendText("\n");break;}}if (k == vt.Length)richTextBox1.AppendText("#" + "\n");}int j;string vn;vn = textBox1.Text;for (j = 0; j < vn.Length; j++){richTextBox1.AppendText(vn[j] + "\t");for (int n = 0; n < lenvn; n++){prtable(j, n);richTextBox1.AppendText("\t");}richTextBox1.AppendText("\n");}}public char getfirst(string str)//取第一个字符{char ch;int len;len = str.Length;if (len == 0){return (' ');}else{ch = str[0];return ch;}}public string remfirst(string str1)//删除第一个字符{int len = str1.Length;if (len == 0){return ("");}else{str1 = str1.Remove(0, 1);return str1;}public char getlast(string str)//取最后一个字符{char ch;int len;len = str.Length;if (len == 0){return (' ');}else{ch = str[len - 1];return ch;}}public string remlast(string str1)//删除最后一个字符{int len = str1.Length;if (len == 0){return ("");}else{str1 = str1.Remove(len - 1, 1);return str1;}}public void error(){richTextBox1.AppendText("分析错误!" + "\n"); }public void success(){richTextBox1.AppendText("Successful!" + "\n"); }public void scan()//分析过程{string prstr;int step = 1;int left;int right;char ch;char ch1;bool flag = true;string temstr = "#S";prstr = textBoxch.Text;richTextBox1.AppendText("步骤" + "\t" + "符号栈" + "\t" + "读入符号" + "\t" + "剩余符号串" + "\t" + "使用产生式" + "\n");richTextBox1.AppendText(step + "\t" + temstr + "\t");step++;ch = getfirst(prstr);prstr = remfirst(prstr);richTextBox1.AppendText(ch + "\t" + "\t");while (flag){richTextBox1.AppendText(prstr + "\t" + "\t");ch1 = getlast(temstr);temstr = remlast(temstr);left = getvn(ch1);right = getvt(ch);prtable(left, right);if (isvt(ch1)){if (ch1 == ch){richTextBox1.AppendText(ch1 + "匹配" + "\n");ch = getfirst(prstr);prstr = remfirst(prstr);richTextBox1.AppendText(step + "\t" + temstr + "\t" + ch + "\t" + "\t");step++;}else{flag = false;error();}}else{if (ch1 == '#'){if (ch == ch1){richTextBox1.AppendText("分析成功!" + "\n");success();flag = false;}else{flag = false;error();}}else{left = getvn(ch1);right = getvt(ch);if (right != -1){if (table1[left, right].leftch != '\0'){if (table1[left, right].rightch[0] != '?')//集中'?'来表示空集;{richTextBox1.AppendText("\n");int lenrigth = table1[left, right].rightch.Length;int len1;for (len1 = lenrigth - 1; len1 >= 0; len1--){temstr += table1[left, right].rightch[len1];}richTextBox1.AppendText(step + "\t" + temstr + "\t" + ch + "\t" + "\t");step++;}else{richTextBox1.AppendText("\n");richTextBox1.AppendText(step + "\t" + temstr + "\t" + ch + "\t" + "\t");step++;}}else{flag = false;error();}}else{flag = false;error();}}}}}public void getwenfa()//初始化文法数组{string[] s = richTextBox2.Text.Split('\n');int i;lenwenfa = s.Length - 1;for (i = 0; i < lenwenfa; i++){int j;proNode[i].leftch = s[i][0];proNode[i].midch += s[i][1];proNode[i].midch += s[i][2];for (j = 3; j < s[i].Length; j++){proNode[i].rightch += s[i][j];}proNode[i].select = "";}}private void Form1_Load(object sender, EventArgs e){for (int i = 0; i < lenwenfa; i++){richTextBox2.AppendText(proNode[i].leftch + proNode[i].midch + proNode[i].rightch + "\n");}}private void button2_Click(object sender, EventArgs e)//求字符按钮{getwenfa();getvnstr();textBox1.Text = vnstr;getvtstr();textBox2.Text = vtstr;textBox3.Text = kong;createfirf();getlenvn();}private void butn_Click_1(object sender, EventArgs e)//分析按钮{string temstr;first1();first2();follow1();follow2();richTextBox1.AppendText("非终结符" + "\t" + "FIRST集" + "\t" + "\t" + "FOLLOW 集" + "\n");for (int i = 0; i < lenvn; i++){richTextBox1.AppendText(firstfollow[i].ch + "\t" + "\t" + firstfollow[i].first + "\t" + "\t" + firstfollow[i].follow + "\n");}richTextBox1.AppendText("\n");select();richTextBox1.AppendText("文法产生式" + "\t" + "SELECT集" + "\n");for (int j = 0; j < lenwenfa; j++){richTextBox1.AppendText(proNode[j].leftch + proNode[j].midch + proNode[j].rightch + "\t" + "\t" + proNode[j].select + "\n");}richTextBox1.AppendText("\n");create_table();richTextBox1.AppendText("**************欢迎你使用该语法分析器**************" + "\n");richTextBox1.AppendText("\n");richTextBox1.AppendText("预测分析表:" + "\n");shtabel();richTextBox1.AppendText("\n");temstr = textBoxch.Text;if (temstr != "")//要求输入一个句子{int lenth = temstr.Length;if (temstr[lenth - 1] == '#')//要求输入的句子以‘#’结束;{scan();}else{MessageBox.Show("请以“#“结尾!");richTextBox1.Text = "";}}else{MessageBox.Show("请输入句子!");textBoxch.Text = "";richTextBox1.Text = "";}}private void button1_Click(object sender, EventArgs e)//清除按钮{textBoxch.Text = "";richTextBox1.Text = "";}private void 清除ToolStripMenuItem_Click_1(object sender, EventArgs e) {textBoxch.Text = "";richTextBox1.Text = "";}private void 说明ToolStripMenuItem_Click_1(object sender, EventArgs e) {MessageBox.Show("本程序所有权属于本程序的开发者!");}private void button3_Click(object sender, EventArgs e)//打开文件按钮{if (openFileDialog1.ShowDialog() == DialogResult.OK){FileStream fs = new FileStream(openFileDialog1.FileName, FileMode.Open);StreamReader sw = new StreamReader(fs);while (!sw.EndOfStream){richTextBox2.AppendText(sw.ReadLine() + "\n");}sw.Close();}}}}。
编译原理基础:词法分析与语法分析一、引言- 编译器是一种将高级语言翻译成机器语言的重要工具,是计算机科学中的核心概念之一。
编译器的基本工作分为两个阶段:词法分析和语法分析。
本文将详细介绍和分析这两个步骤的内容和流程。
二、词法分析1. 定义- 词法分析是编译器的第一个阶段,也是最基本的阶段。
它负责对源代码进行词法单位的划分,生成词法单元流。
每个词法单元包括一个标识符和一个属性值。
2. 步骤- 读入源代码:编译器首先从源代码文件中读入整个代码内容。
- 去除空格和注释:通过正则表达式或其他方法,编译器去除源代码中的空格和注释,以便更好地处理剩余的代码。
- 划分词法单元:编译器根据一定的规则将代码划分为不同的词法单元,如关键字、标识符、运算符、常量等。
- 构建符号表:编译器将关键字和标识符添加到符号表中,以便后续的语法分析和语义分析过程中使用。
三、语法分析1. 定义- 语法分析是编译器的第二个阶段,它将词法分析生成的词法单元流作为输入,根据语法规则生成语法树或抽象语法树。
2. 步骤- 定义语法规则:编译器根据语言的语法规范定义语法规则,通常使用上下文无关文法(Context-Free Grammar)来描述。
- 构建语法分析器:编译器使用递归下降法或者LR分析法等算法来实现语法分析器。
递归下降法通过递归地调用子过程来实现语法分析,而LR分析法则通过建立一个有限状态机来分析源代码。
- 生成语法树或抽象语法树:编译器根据语法规则和输入的词法单元流,生成对应的语法树或抽象语法树。
语法树表示源代码的语法结构,抽象语法树还会剔除掉不必要的细节。
- 错误处理:在生成语法树或抽象语法树的过程中,编译器会检测到一些语法错误。
此时,编译器会输出错误信息,并尽可能恢复到正常的语法分析流程。
四、词法分析与语法分析的关系- 词法分析和语法分析是紧密关联的两个阶段。
词法分析阶段提供给语法分析阶段的词法单元流作为输入,语法分析阶段通过分析词法单元的序列来理解源代码的语法结构。
编译原理词法分析和语法分析报告+代码(C语言版)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1信息工程学院实验报告(2010 ~2011 学年度第一学期)姓名:柳冠天学号:2081908318班级:083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:表2.1 各种单词符号对应的种别码2.3 词法分析程序的功能: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。
编译程序五个阶段的名称及主要任务
编译程序通常分为五个阶段,分别是词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和目标代码生成。
每个阶段都有其独特的任务和目标。
1. 词法分析阶段:该阶段的主要任务是将源代码转化为一个个
的词法单元(Token),并进行标记化、分类和存储。
词法分析器(Lexical Analyzer)通常使用正则表达式或自动机等方法进行实现。
2. 语法分析阶段:该阶段的主要任务是检查词法单元是否符合
语法规则,将其转化为语法树或抽象语法树。
语法分析器(Parser)通常使用自顶向下或自底向上的方法进行实现。
3. 语义分析阶段:该阶段的主要任务是对语法树或抽象语法树
进行语义分析,检查其是否符合语义规则。
语义分析器(Semantic Analyzer)通常进行类型检查、符号表管理等操作。
4. 中间代码生成阶段:该阶段的主要任务是将语义分析后的代
码转化为中间代码(Intermediate Code),并进行优化。
中间代码通常是一种类似于汇编语言的表示形式,方便后续的目标代码生成。
5. 目标代码生成阶段:该阶段的主要任务是将中间代码转化为
目标代码(Target Code),并进行优化。
目标代码通常是一种与硬件体系结构相关的表示形式,可以被直接执行。
目标代码生成器(Code Generator)通常进行寄存器分配、指令选择、代码优化等操作。
以上是编译程序五个阶段的名称及主要任务。
每个阶段都有其独特的功能和重要性,对于编译程序的实现及优化都至关重要。
编译原理中的词法分析与语法分析在编译原理中,词法分析和语法分析是构建编译器的两个关键步骤。
词法分析器和语法分析器被称为编译器前端的两个主要组成部分。
本文将分别介绍词法分析和语法分析的定义、作用、实现方法以及它们在编译过程中的具体应用。
词法分析词法分析是编译器的第一个阶段,也叫扫描器(Scanner)或词法扫描器。
它的主要任务是将输入的字符流(源代码)转换为一系列的单词或词法单元(Token),词法单元是编译器在后续分析中使用的最小有意义的单位,如关键字、标识符、运算符和常量等。
词法分析器的作用是将源代码分解成一个个词法单元,并对这些词法单元进行分类和标记。
常用的实现方法是有限自动机(DFA)或正则表达式,他们通过模式匹配来识别和处理词法单元。
在词法分析的过程中,我们可以排除源代码中不需要的信息,例如空格、注释等,只保留有实际意义的词法单元。
词法分析的结果是一个词法单元序列,它作为语法分析的输入。
词法分析器还可以进行错误检查,如识别出非法的标识符或操作符等。
语法分析语法分析是编译器的第二个阶段,也称为解析器(Parser)。
它的主要任务是将词法分析阶段产生的词法单元序列转换为一个抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)或语法分析树,并根据语法规则检查源代码的语法正确性。
语法分析器的作用是根据预先定义的文法规则,对词法单元序列进行推导和匹配,并构建一个代表源代码结构的语法树。
常用的实现方法有LR分析器和LL分析器,它们通过构建状态转换图和预测分析表来确定下一步的推导动作。
语法分析的结果是一个表示源代码结构的语法树,它为后续的语义分析和代码生成提供了便利。
语法分析器还可以检测和报告语法错误,如不匹配的括号或缺失的分号等。
词法分析与语法分析在编译过程中的应用词法分析和语法分析是编译器的两个关键阶段,它们完成了源代码解析和结构分析的任务,为后续的语义分析和代码生成提供了基础。
词法分析的结果是一个词法单元序列,它提供了源代码中最小有意义的单位,为语法分析提供了输入。
编译器编写原理编译器是一种将高级语言代码转换为可执行机器代码的程序。
它是计算机科学中非常重要的一部分,负责将程序员编写的源代码转换为计算机能够理解和执行的指令。
在本文中,我们将探讨编译器的编写原理,以及编译器的各个组成部分及其功能。
1. 编译器的工作流程编译器的工作流程可分为四个主要阶段:词法分析、语法分析、语义分析和代码生成。
在词法分析阶段,编译器将源代码分解为一个个的标记(token),例如关键字、运算符和常量等。
接下来,在语法分析阶段,编译器将这些标记构建成一个抽象语法树(abstract syntax tree,AST),以表示原始代码的结构和关系。
在语义分析阶段,编译器会对AST进行类型检查和语法分析,以确保代码的正确性。
它还会执行一些静态分析和优化,以提高代码的性能。
最后,在代码生成阶段,编译器将AST转换为目标机器代码或中间表示(IR),并进行一些机器相关的优化操作,以便生成高效的可执行代码。
2. 编译器的组成部分编译器由多个组件组成,每个组件负责不同的任务,以确保编译器的正常运行。
2.1 词法分析器词法分析器负责将源代码分解成一个个标记(token),并将这些标记传递给语法分析器。
它通过扫描源代码字符流,并识别关键字、运算符和常量等来实现。
2.2 语法分析器语法分析器负责构建抽象语法树(AST),以表示源代码的结构和关系。
它使用上一阶段生成的标记序列,并根据语法规则进行分析和构建。
2.3 语义分析器语义分析器负责对AST进行类型检查和语法分析,以确保代码的正确性。
它会执行一些静态分析和优化操作,例如类型推断、常量折叠和死代码消除等,以提高代码的质量和性能。
2.4 代码生成器代码生成器将AST转换为目标机器代码或中间表示(IR)。
它会根据目标机器的特性和优化策略,生成优化后的可执行代码。
3. 编译器的优化技术编译器还包含一些优化技术,旨在提高生成代码的性能和效率。
3.1 常量折叠常量折叠是一种优化技术,它将表达式中的常量进行计算,以减少运行时的开销。
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define HIGHER 1#define LOWER -1#define EQUAL 0#define TRUE 1#define FALSE 0#define OPER_NUM 50 //默认算符数目#define VN_NUM 50 //默认非终结符数目#define MAX_BUFFER 128 //每行输入行最大长度#define MAX_GRA_NUM 20 //最大文法数目#define EMPTY -2 //算符优先表初始值,表示这对算符没有优先关系#define STACK_SIZE 64typedef struct{char c; //非终极符符号int firstvt[OPER_NUM]; //firstvt集,保存算符在oper_list中的下标int fir_n,last_n;int lastvt[OPER_NUM];}vn_t;int prior_table[OPER_NUM][OPER_NUM];char oper_list[OPER_NUM];int oper_num = 0;vn_t vn_list[VN_NUM];int vn_num = 0;char *grammar[MAX_GRA_NUM][2];int gra_num = 0;char start_vn;char stack[STACK_SIZE];int top = 0;void get_input(char *buf);int buf_deal(char* buf);void get_FIRVT_LASTVT(int vn_n);int create_table();void init_table();int analyze(char *sentence);void display_table();void display_fir_lastvt();int get_oper(char c); //得到算符c的数组下标没有返回-1int get_vn(char c); //得到非终结符c的数组下标,没有返回-1int is_vn(char a){return (('A'<=a&&a<='Z')?1:0);}int get_oper(char c){int i;for(i = 0; i < oper_num; ++i)if(oper_list[i] == c)return i;return -1;}int get_vn(char c){int i;for(i = 0; i < vn_num; ++i)if(vn_list[i].c == c)return i;return -1;}char reduce(int start, int end, int size) //规约{char *tar, *g, t1, t2, left;int i, j =0, gi, ti, cn = 0;int same;tar = (char *)malloc(sizeof(char)*MAX_BUFFER);if(!tar){printf("Allocation fails.\n");exit(-1);}for(i = start; i <= end; ++i) //将此最左素短语的终结符存入tar字符串{if(!is_vn(stack[i]))tar[j++] = stack[i];}tar[j++] = '\0';for(i = 0; i < gra_num; ++i){g = grammar[i][1];gi = 0;ti = 0;same = FALSE;t1 = g[gi];t2 = tar[ti];while (t1 != '\0'){if(t2 == '\0' && !is_vn(t1)){same = FALSE;break;}if(!is_vn(t1)){if(t1 != t2){same = FALSE;break;}t2 = tar[++ti];same = TRUE;}t1= g[++gi];}if(same && t2 == '\0')break;}if(i == gra_num){printf("无法找到相应文法!\n");return FALSE;}left = grammar[i][0][0];return vn_list[get_vn(left)].c;}int analyze(char *sentence){char r, c,new_vn;int i = 0, k = 0, j, pi, printi = 1, cou = 1; //i是sentence[]和stack[]的索引int r_index, s_index, pre_index;printf("\n\n规约过程如下表所示:\n");printf("--------------------------------------\n");stack[top++] = '#';printf("序号\t符号栈\t最左素短语\t规约\t\n");do{r = sentence[i++];if((r_index = get_oper(r)) == -1){printf("Error : 您输入的字符不在文法定义中!\n");flushall();c = getchar();flushall();return FALSE;}if(!is_vn(stack[k])){j = k;s_index = get_oper(stack[j]);}else{j = k - 1;s_index = get_oper(stack[j]);}while(prior_table[s_index][r_index] == HIGHER){do{pre_index = s_index;if(!is_vn(stack[j-1])){j--;s_index = get_oper(stack[j]);}else{j -= 2;s_index = get_oper(stack[j]);}}while(prior_table[s_index][pre_index] != LOWER);printf(" %d\t", cou++);for(pi = 0; pi < top; ++pi){printf("%c",stack[pi]);}printf(" \t");for(pi = j + 1; pi <= k; ++pi){if (pi == j+1)printf(" %c",stack[pi]);elseprintf("%c",stack[pi]);}if((new_vn = reduce(j + 1, k, k - j)) == 0){return FALSE;}printf("\t\t %c\n",new_vn);k = j + 1; //规约最左素短语stack[k] = new_vn;top = k + 1;}if(prior_table[s_index][r_index] == LOWER || prior_table[s_index][r_index] == EQUAL){stack[++k] = r;top++;}else{printf("Error : 您输入的句型有错误!\n");return FALSE;}}while(r != '#');printf("--------------------------------------\n");return TRUE;}int buf_deal(char *buf){int i = 2,count = 0;char pre = buf[0], now;char *left_g, *right_g, *new_buf;left_g = (char *)malloc(sizeof(char)*2);right_g = (char *)malloc(sizeof(char)*(MAX_BUFFER-2));if(!left_g || !right_g){printf("Allocation fails.\n");exit(-2);}if(is_vn(pre)){if(get_vn(pre) == -1){vn_list[vn_num].c = pre;vn_list[vn_num].fir_n = 0;vn_list[vn_num].last_n = 0;vn_num++;}left_g[count] = pre;count++;left_g[count] = '\0';}elsereturn FALSE;if(buf[1] != '-' || buf[2] != '>')return FALSE;pre = buf[2];count = 0;while((now = buf[++i]) != '\0'){if(now != '|'){right_g[count] = now;count++;if(is_vn(now) && is_vn(pre))return FALSE;if(is_vn(now)){if(get_vn(now) == -1){vn_list[vn_num].c = now;vn_list[vn_num].fir_n = 0;vn_list[vn_num].last_n = 0;vn_num++;}elsecontinue;}else{if(get_oper(now) == -1){oper_list[oper_num] = now;oper_num++;}elsecontinue;}pre = now;}else{right_g[count] = '\0';grammar[gra_num][0] = left_g;grammar[gra_num][1] = right_g;gra_num++;break;}}if(buf[i] == '\0'){right_g[count] = '\0';grammar[gra_num][0] = left_g;grammar[gra_num][1] = right_g;gra_num++;}else{new_buf = (char *)malloc(sizeof(char)*MAX_BUFFER);new_buf[0] = left_g[0];new_buf[1] = '-';new_buf[2] = '>';strcpy(&new_buf[3],&buf[++i]);return buf_deal(new_buf);}return TRUE;}int create_table(){int gi = 0, ti, ni, fi, li, i;char *ng, t,next, next1;int t_index,n_index, n_index1, n_vn, t_vn;vn_t temp;for(gi = 0; gi < gra_num; ++gi ){ng = grammar[gi][1];t = ng[0];ti = 0;t_index = get_oper(t);next = ng[1];ni = 1;n_index = get_oper(next);while(next != '\0'){if(t_index != -1 && n_index != -1){if (prior_table[t_index][n_index] == EMPTY)prior_table[t_index][n_index] = EQUAL;else{printf("%c与%c有多种优先关系!\n",oper_list[t_index],oper_list[n_index]);return FALSE;}}else if(t_index != -1 && n_index == -1 && ng[ni+1] != '\0'){next1 = ng[ni+1];n_index1 = get_oper(next1);if(prior_table[t_index][n_index1] == EMPTY)prior_table[t_index][n_index1] = EQUAL;else{printf("%c与%c有多种优先关系!\n",oper_list[t_index],oper_list[n_index1]);return FALSE;}prior_table[t_index][oper_num - 1] = -3;prior_table[oper_num - 1][n_index1] = -3;}if (t_index != -1 && n_index == -1){n_vn = get_vn(next);temp = vn_list[n_vn];for(fi = 0; fi < temp.fir_n; fi++){if(prior_table[t_index][temp.firstvt[fi]] == EMPTY)prior_table[t_index][temp.firstvt[fi]] = LOWER;else{printf("%c与%c有多种优先关系!\n",oper_list[t_index],oper_list[temp.firstvt[fi]]);return FALSE;}}}else if(t_index == -1 && n_index != -1){n_vn = get_vn(t);temp = vn_list[n_vn];for(fi = 0; fi < st_n; fi++){if(prior_table[stvt[fi]][n_index] == EMPTY)prior_table[stvt[fi]][n_index] = HIGHER;else{printf("%c与%c有多种优先关系!\n",oper_list[fi],oper_list[n_index]);return FALSE;}}}t = ng[++ti];next = ng[++ni];t_index = get_oper(t);n_index = get_oper(next);}}for(i = 0; i < oper_num - 1; ++i){if(prior_table[oper_num - 1][i] != -3)prior_table[oper_num - 1][i] = LOWER;}for(i = 0; i < oper_num - 1; ++i){if(prior_table[i][oper_num - 1] != -3)prior_table[i][oper_num - 1] = HIGHER;}prior_table[oper_num - 1][oper_num - 1] = EQUAL;return TRUE;}void display_fir_lastvt(){int i, j;for (i = 0; i < vn_num; ++i){printf("FIRSTVT\(%c\) = { ", vn_list[i].c);for(j = 0; j < vn_list[i].fir_n; ++j){if (j == vn_list[i].fir_n - 1)printf(" %c ",oper_list[vn_list[i].firstvt[j]]);elseprintf(" %c ,",oper_list[vn_list[i].firstvt[j]]);}printf("}\n");printf("LASTVT\(%c\) = { ", vn_list[i].c);for(j = 0; j < vn_list[i].last_n; ++j){if (j == vn_list[i].last_n - 1)printf(" %c ",oper_list[vn_list[i].lastvt[j]]);elseprintf(" %c ,",oper_list[vn_list[i].lastvt[j]]);}printf("}\n\n");}}void display_table(){int i,j;printf("\n\t算符");for(i = 0; i < oper_num; ++i)printf("\t%c",oper_list[i]);printf("\n");for(i = 0; i < oper_num; ++i){printf("\t%c",oper_list[i]);for(j = 0; j <oper_num; ++j){if(prior_table[i][j] == 1)printf("\t>");else if(prior_table[i][j] == -1)printf("\t<");else if(prior_table[i][j] == 0)printf("\t=");elseprintf("\tNO");}printf("\n");}}void firstvt(int vn){int i, j, t, c_index, v_i, orin, pre = -1;char *ng, c;for(i = 0; i < gra_num; ++i){if (grammar[i][0][0] == vn_list[vn].c){ng = grammar[i][1];c = ng[0];if((c_index = get_oper(c)) != -1){vn_list[vn].firstvt[vn_list[vn].fir_n++] = c_index;continue;}else{v_i = get_vn(c);if(v_i != vn && v_i != pre){if(vn_list[v_i].fir_n == 0 )firstvt(v_i);orin = vn_list[vn].fir_n;vn_list[vn].fir_n += vn_list[v_i].fir_n;t = 0;for(j = orin; j < vn_list[vn].fir_n; ++j ){vn_list[vn].firstvt[j] = vn_list[v_i].firstvt[t++];}}pre = v_i;if(ng[1] != '\0'){vn_list[vn].firstvt[vn_list[vn].fir_n++] = get_oper(ng[1]);}}}}}void lastvt(int vn){int i, j, t, c_index, v_i, orin, ni = 0, pre = -1;char *ng, c;for(i = 0; i < gra_num; ++i){if (grammar[i][0][0] == vn_list[vn].c){ng = grammar[i][1];ni = 0; //每次对新语法搜索时初始化位置。