词法分析器 C++实现 编译原理

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----词法分析程序----C语⾔版#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>char KeyWord[20][100]={"begin","end","if","while","var","procedure","else","for","do","int","read","write"};char yunsuanfu[]="+-*/<>%=";char fenjiefu[]=",;(){}:";int main(){char test[]="var a=10;\nvar b,c;\nprocedure p; \n\tbegin\n\t\tc=a+b\n\tend\n";int len_yunsuanfu=strlen(yunsuanfu);int len_fenjiefu=strlen(fenjiefu);puts(test);int length=strlen(test),i,j,k;for(i=0;i<length;i++){if(test[i]==' '||test[i]=='\n'||test[i]=='\t')continue;int tag=0;for(j=0;j<len_fenjiefu;j++){if(fenjiefu [j]==test[i]){printf("分界符\t%c\n",test[i]);tag=1;break;}}if(tag==1)continue;tag=0;for(j=0;j<len_yunsuanfu;j++){if(yunsuanfu[j]==test[i]){printf("运算符\t%c\n",test[i]);tag=1;break;}}if(tag==1)continue;if(test[i]>='0'&&test[i]<='9'){printf("数字\t");while(test[i]>='0'&&test[i]<='9'){printf("%c",test[i]);i++;}printf("\n");continue;}char temp[100];j=0;while(test[i]>='0'&&test[i]<='9'||test[i]>='a'&&test[i]<='z'||test[i]>='A'&&test[i]<='Z'||test[i]=='_') {temp[j++]=test[i];i++;}i--;temp[j++]='\0';tag=0;for(j=0;j<20;j++){if(strcmp(temp,KeyWord[j])==0){tag=1;printf("关键字\t%s\n",temp);break;}}if(tag==0)printf("标识符\t%s\n",temp);}}。

编译原理课程设计报告课落款称： C-编译器词法分析与语法分析的实现提交文档学生姓名：黄臻旸提交文档学生学号： 1043041227 同组成员名单：无指导教师姓名：金军指导教师评阅成绩：指导教师评阅意见：..提交报告时刻：2021年 6 月 5 日编译原理课程设计报告 (1)一、课程设计目标 (3)二、分析与设计 (3)2.一、说明所用的方式： (3)2.二、系统总图： (3)2.2.一、scanner部份： (3)2.2.二、parse部份： (5)2.2.3、代码设计说明 (7)3、程序代码实现 (10)3.一、获取输入部份（在main.c中）： (10)3.二、词法分析部份（在scan.c中）： (10)3.3、语法分析部份（在parse.c中）： (15)3.4、输出与结点的成立（在util.c中） (29)3.五、TokenType、treeNode与结点类型的声明（在globals.h中） (35)4、测试结果 (36)五、总结 (40)5.一、收成 (43)5.二、不足 (43)一、课程设计目标本次实验，本C- 编译器要紧设计而且实现了C- 编译器的词法分析功能与语法分析功能。

二、分析与设计2.一、说明所用的方式：各部份的实现方式（scanner：手工实现、Lex；parser：递归下降、LL(1)、LR(0)、SLR(1)、2.二、系统总图：2.2.一、scanner部份：2.2.1.一、实验原理：扫描程序的任务是从源代码中读取字符并形成由编译器的以后部份（一般是分析程序）处置的逻辑单元。

由扫描程序生成的逻辑单元称作记号（token），将字符组合成记号与在一个英语句子中将字母将字母组成单词并确信单次的含义很相像。

在此程序中，我将记号分成了以下类型：typedef enum {ENDFILE,ERROR,IF,ELSE,INT,RETURN,VOID,WHILE,ID,NUM,ASSIGN,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,L T,LET,BT,BET,EQ,NEQ,// = + - * / < <= > >= == !=LPAREN_1,RP AREN_1,SEMI,COM,LPAREN_2,RP AREN_2,LPAREN_3,RP AREN_3,LIN,RIN// { } ; , [ ] ( ) /*} TokenType;其中，关键字有：else、if、int、return、void、while；专用符号有：+、-、*、/、<、<=、>、>=、==、~=、=、;、,、(、)、[、]、{、}、/*、*/其他标记是ID、NUM，通过以下正那么表达式概念：ID = letter letter*NUM = digit digit*letter = a|..|z|A|..|Zdigit = 0|..|9小写大写字母是有区别的。

C语言编译原理词法分析和语法分析编程语言的编写和使用离不开编译器的支持，而编译器的核心功能之一就是对代码进行词法分析和语法分析。

C语言作为一种常用的高级编程语言，也有着自己的词法分析和语法分析规则。

一、词法分析词法分析是编译器的第一阶段，也是将源代码拆分为一个个独立单词（token）的过程。

在C语言中，常见的单词包括关键字（如if、while等）、标识符（如变量名）、常量（如数字、字符常量）等。

词法分析器会根据预定义的规则对源代码进行扫描，并将扫描到的单词转化为对应的符号表示。

词法分析的过程可以通过有限自动机来实现，其中包括各种状态和状态转换规则。

词法分析器通常会使用正则表达式和有限自动机的方法来进行实现。

通过词法分析，源代码可以被分解为一个个符号，为后续的语法分析提供基础。

二、语法分析语法分析是编译器的第二阶段，也是将词法分析得到的单词序列转换为一棵具有语法结构的抽象语法树（AST）的过程。

在C语言中，语法分析器会根据C语言的文法规则，逐句解析源代码，并生成相应的语法树。

C语言的语法规则相对复杂，其中包括了各种语句、表达式、声明等。

语法分析的过程主要通过递归下降分析法、LR分析法等来实现。

语法分析器会根据文法规则建立语法树的分析过程，对每个语法结构进行逐步推导和分析，最终生成一棵完整的语法树。

三、编译器中的词法分析和语法分析在编译器中实现词法分析和语法分析是一项重要的技术任务。

编译器通常会将词法分析和语法分析整合在一起，形成一个完整的前端。

在C语言编译器中，词法分析和语法分析器会根据C语言的词法规则和文法规则，对源代码进行解析，并生成相应的中间表示形式，如语法树或者中间代码。

词法分析和语法分析的结果会成为后续编译器中各个阶段的输入，如语义分析、中间代码生成、目标代码生成等。

编译器的优化和错误处理也与词法分析和语法分析有密切关系。

因此，对词法分析和语法分析的理解和实现对于编译器开发者而言是非常重要的。

经编译程序运行后得到的输出结果如下：
1〕词法分析得出的相应的名字的号码和他的值2〕列举程序中所有的变量
3〕状态栈的移进-归约过程1.
4〕最后产生的四元式中间代码
一、实验总结：
通过此次实验，让我知道了词法分析的功能是输出把它组织成单个程序，让我理解到如何设计、编制并调试词法分析程序，加深对词法分析原理的理解；对语法规那么有明确的定义；编写的分析程序可以进展正确的语法分析；对于遇到的语法错误，可以做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，保证顺利完成语法分析过程；实验报告要求用文法的形式对语法定义做出详细说明，说明语法分析程序的工作过程，说明错误处理的实现。

通过该实验的操作，我理解编译原理课程兼有很强的理论性和理论性，是计算机专业的一门非常重要的专业根底课程，它在系统软件中占有非常重要的地位，是计算机专业学生的一门主修课。

为了让学生可以更好地掌握编译原理的根本理论和编译程序构造的根本方法和技巧，融会贯穿本课程所学专业理论知识，进步他们的软件设计才能，。

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：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”,};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。

(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=='.')。

《词法分析器的构造》综合性实验大纲一、实验目的设计、编制、调试一个词法分析程序，对单词进行识别和编码，加深对词法分析原理的理解。

二、设计内容设计并实现一个词法分析器，实现对指定位置的类C语言源程序文本文件的读取，并能够对该源程序中的所有单词进行分类，指出其所属类型，实现简单的词法分析操作。

例如下面为一段C语言源程序：main(){int a,b;a = 10;b = a + 20;}要求输出如下(可以自行分类，分类原则请在报告中说明)（1，’main’）（5，’（’）（5，’）’）（5，’{ ’）（1，’int’）（2，’a’）（5，’,’）（2，’b’）（5，’;’）（2，’a’）（4，’=’）（3，’10’）（5，’;’）（2，’b’）（4，’=’）（2，’a’）（4，’+’）（3，’20’）（5，’;’）（5，’}’）三、实验要求1、允许用户自己输入源程序并保存为文件2、系统能够输出经过预处理后的源程序（去掉注释、换行、空格等）3、能够将该源程序中所有的单词根据其所属类型（整数、保留字、运算符、标识符等。

定义的类C语言中的标识符只能以字母或下划线开头）进行归类显示，例如：识别保留字：if、int、for、while、do、return、break、continue等，其他的都识别为标识符；常数为无符号整形数；运算符包括：+、-、*、/、=、>、<、>=、<=、!=等；分隔符包括：,、;、{、}、(、)等。

4、实现文件的读取操作，而不是将文本以字符串形式预存于程序中。

文本内容为待分析的类C语言程序。

四、实验报告实验报告的内容：实验名称、实验目的、实验任务、实验内容、实验过程描述（包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会）。

实验报告的要求：实验报告以文本或电子版形式递交，实验报告书写要求如下：1. 问题描述：包括实验名称、目的、内容（包括所识别的单词文法），以简洁明了的叙述说明本次上机实验的任务和目标，程序的输入和输出要求以及程序的功能。

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：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”,};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。

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。