编译器实验报告

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实践加深对编译技术中词法分析阶段的理解，掌握词法分析的基本原理和方法，能够实现一个简单的词法分析器，并对源代码进行初步的符号化处理。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Java3. 开发工具：Eclipse IDE4. 实验素材：实验提供的C语言源代码三、实验原理词法分析是编译过程中的第一个阶段，其主要任务是将源代码中的字符序列转换成一系列的词法单元（Token）。

词法单元是构成源程序的基本单位，如标识符、关键字、运算符等。

词法分析的基本原理如下：1. 字符流：从源代码中逐个读取字符，形成字符流。

2. 状态转换：根据字符流中的字符，在有限状态自动机（FSM）中转换状态。

3. 词法单元生成：当状态转换完成后，生成对应的词法单元。

4. 错误处理：在分析过程中，如果遇到无法识别的字符或状态，进行错误处理。

四、实验步骤1. 设计词法分析器：根据C语言的语法规则，设计有限状态自动机，定义状态转换图。

2. 实现状态转换函数：根据状态转换图，实现状态转换函数，用于将字符流转换为词法单元。

3. 实现词法单元生成函数：根据状态转换结果，生成对应的词法单元。

4. 测试词法分析器：使用实验提供的C语言源代码，测试词法分析器的正确性。

五、实验结果与分析1. 词法分析器设计：根据C语言的语法规则，设计了一个包含26个状态的状态转换图。

状态转换图包括以下状态：- 初始状态：用于开始分析。

- 标识符状态：用于分析标识符。

- 关键字状态：用于分析关键字。

- 运算符状态：用于分析运算符。

- 数字状态：用于分析数字。

- 字符串状态：用于分析字符串。

- 错误状态：用于处理非法字符。

2. 状态转换函数实现：根据状态转换图，实现了状态转换函数。

该函数用于将字符流转换为词法单元。

3. 词法单元生成函数实现：根据状态转换结果，实现了词法单元生成函数。

该函数用于生成对应的词法单元。

编译原理实验报告哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院一、实验概述1. 实验名称编译器程序实验2. 实验目的分析理解一个教学型编译程序（如PL/0）的基础上，对其词法分析程序、语法分析程序和语义处理程序进行部分修改扩充。

达到进一步了解程序编译过程的基本原理和基本实现方法的目的。

3. 实验类型设计4. 实验内容（1）词法分析器（2）语法分析器（3）中间代码生成器（4）目标代码生成器二、实验环境Windows7、Devc++、c++三、实验过程1. 设计思路和流程图(1)词法分析器词法分析程序的输入是字符串形式的源程序，词和词之间可以用空白字符（空格、回车、制表符）隔开。

词法分析程序的输入是一个二元组，形式为：（单词种别码，单词自身的值）。

若输入的字符串带有不合法的字符，则对应的字符（串）在输出中不以二元组的形式显示，而以“error!!”表示出错。

例如：输入main while if 123.455e+123#输出：（1,main）(9,while)(6,if)(20,1.23455e+125)(0,#)(2)语法分析器P()函数B()函数语法分析程序的输入与词法分析的输入一致，即字符串形式的源程序，词和词之间可以用空白字符（空格、回车、制表符）隔开。

语法程序的输出是判断所输入字符串是否是该语言的句子的结果，也即“success！”或者“fail！”，分别表示所输入的字符串是该语言的一个句子和字符串不是该语言的一个句子。

出错时结果为“fail！”。

例如：输入123.345e+123+(1*3+(2+4)/212)+12#结果为“success！”(3)语意分析即中间代码生成1、首先构造一个运算符栈，此运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则。

2、读入一个用中缀表示的简单算术表达式，为方便起见,设该简单算术表达式的右端多加上了优先级最低的特殊符号“#”。

3、从左至右扫描该算术表达式，从第一个字符开始判断，如果该字符是数字，则分析到该数字串的结束并将该数字串直接输出。

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。

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。

编译器实验报告编译器实验报告引言编译器是计算机科学中的重要组成部分，它将高级语言代码转换为机器语言代码，使计算机能够理解和执行人类可读的指令。

在本次实验中，我们将设计和实现一个简单的编译器，以加深对编译原理和计算机体系结构的理解。

一、背景知识1.1 编译器的基本原理编译器主要由两个阶段组成：前端和后端。

前端负责将源代码转换为中间代码，后端则将中间代码转换为目标机器代码。

1.2 词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，它将源代码分解为一个个词法单元，如标识符、关键字、运算符等。

词法分析器通过正则表达式和有限自动机来实现。

1.3 语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它将词法单元按照语法规则组织成语法树。

语法分析器通常使用上下文无关文法和递归下降分析来实现。

二、实验设计2.1 实验目标本次实验的目标是设计一个简单的编译器，能够将一种自定义的高级语言转换为目标机器代码。

我们选取了一种类C语言的语法作为实验对象。

2.2 实验流程首先，我们需要编写词法分析器，将源代码分解为词法单元。

然后，我们使用语法分析器将词法单元组织成语法树。

接下来，我们需要进行语义分析，检查代码是否符合语义规则。

最后，我们将中间代码转换为目标机器代码。

三、实验过程3.1 词法分析在词法分析阶段，我们使用正则表达式和有限自动机来实现词法分析器。

我们定义了一系列正则表达式来匹配不同的词法单元，如标识符、关键字、运算符等。

通过扫描源代码，词法分析器能够将源代码分解为一个个词法单元。

3.2 语法分析在语法分析阶段，我们使用上下文无关文法和递归下降分析来实现语法分析器。

我们定义了一系列文法规则来描述语法结构，如函数声明、条件语句、循环语句等。

语法分析器能够将词法单元组织成语法树。

3.3 语义分析在语义分析阶段，我们检查代码是否符合语义规则。

例如，我们检查变量是否声明过、函数是否调用正确等。

如果发现错误，我们将生成错误信息并终止编译过程。

3.4 代码生成在代码生成阶段，我们将中间代码转换为目标机器代码。

编译原理实验报告一、引言编译原理是计算机科学中的重要课程，它研究了将高级语言翻译为机器语言的方法和技术。

编译器作为实现这一目标的关键工具，扮演着至关重要的角色。

本实验报告将介绍编译原理实验的相关内容，包括实验目的、实验环境、实验步骤和实验结果等。

二、实验目的编译原理实验的主要目的是通过设计和实现一个简单的编译器，来加深对编译原理相关概念和技术的理解。

具体目标包括： 1. 理解词法分析、语法分析、语义分析等编译器的基本原理和流程； 2. 掌握使用Lex和Yacc工具进行词法分析和语法分析的方法； 3. 学会使用C/C++等编程语言实现编译器的基本功能。

三、实验环境本实验使用的实验环境包括： 1. 操作系统：Windows 10； 2. 开发工具：Visual Studio Code； 3. 编程语言：C/C++； 4. 辅助工具：Lex、Yacc。

四、实验步骤本实验的主要步骤如下：4.1 设计语言文法在开始实验之前，我们首先需要设计我们要实现的编程语言的文法。

文法是描述编程语言语法结构的形式化规则，它指定了合法的语法结构和语句构造方法。

我们可以使用BNF（巴科斯范式）或EBNF（扩展巴科斯范式）来表示文法。

4.2 实现词法分析器词法分析器的主要任务是将输入的字符流转换为一个个的词法单元（token）。

词法单元是编程语言中的最小语法单位，例如关键字、标识符、常量等。

我们可以使用Lex工具来实现词法分析器，它可以根据我们定义的正则表达式规则来生成词法分析器的代码。

4.3 实现语法分析器语法分析器的主要任务是根据语言文法，将词法单元序列转换为语法树。

语法树是描述程序语法结构的一种树状数据结构，它可以帮助我们理解和处理程序的语义。

我们可以使用Yacc工具来实现语法分析器，它可以根据我们定义的文法规则来生成语法分析器的代码。

4.4 实现语义分析器语义分析器的主要任务是对语法树进行遍历和分析，检查程序中的语义错误并生成中间代码。

一、实验目的1. 理解编译器的基本原理和设计方法。

2. 掌握编译器各个阶段的功能和实现方法。

3. 通过实际编程，加深对编译器原理的理解。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C/C++3. 开发工具：Visual Studio 2019三、实验内容本次实验主要完成一个简单的编译器，该编译器包含词法分析、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阶段。

四、实验步骤1. 词法分析：- 定义单词类型，如标识符、关键字、运算符、常数等。

- 实现词法分析器，读取源代码，将其分解为一个个单词。

2. 语法分析：- 定义语法规则，构建语法分析器。

- 实现语法分析器，对单词序列进行语法分析，生成抽象语法树（AST）。

3. 语义分析：- 遍历AST，进行语义检查，如类型检查、作用域检查等。

- 生成中间代码，如三地址代码。

4. 代码优化：- 对中间代码进行优化，提高代码执行效率。

- 优化策略包括：常数折叠、循环优化、死代码消除等。

5. 目标代码生成：- 将优化后的中间代码转换为机器代码。

- 生成目标程序，如汇编代码。

五、实验结果1. 词法分析：- 成功识别出标识符、关键字、运算符、常数等单词类型。

- 输出单词序列，供语法分析器使用。

2. 语法分析：- 成功生成抽象语法树（AST）。

- AST结构清晰，便于后续处理。

3. 语义分析：- 成功进行语义检查，如类型检查、作用域检查等。

- 生成中间代码，供代码优化和目标代码生成使用。

4. 代码优化：- 对中间代码进行优化，提高代码执行效率。

- 优化效果明显，如减少了循环的次数、消除了死代码等。

5. 目标代码生成：- 成功生成汇编代码。

- 汇编代码结构清晰，便于后续翻译成机器代码。

六、实验总结1. 通过本次实验，我们深入了解了编译器的基本原理和设计方法。

2. 实验过程中，我们掌握了编译器各个阶段的功能和实现方法。

3. 实验成果表明，所编写的编译器能够对源代码进行词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和目标代码生成等处理。

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。