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编译器设计与实现技术研究随着计算机软硬件的不断更新，编译器作为一个重要的软件工具，也不断地发展和完善。
编译器是一种将高级语言代码转换成低级代码的程序，它可以将程序员编写的高级语言代码翻译成机器能够识别的汇编代码或者机器语言代码。
编译器的设计和实现技术对于软件开发有着至关重要的作用。
1.编译器的基本工作原理编译器的基本工作原理是将高级语言代码逐步解析成机器能够识别的低级代码。
首先，编译器将高级语言代码进行词法分析，将语句中的标识符、关键字、运算符等转换成对应的记号。
接着，编译器将这些记号进行语法分析，转换成语法树。
语法树表示了给定程序的语法结构，是编译器生成中间代码的重要依据。
编译器根据语法树生成中间代码，并对中间代码进行优化。
最后，编译器将优化后的中间代码转换成机器能够识别的机器码或者汇编代码。
2.编译器的设计与实现技术编译器的设计与实现技术主要包括以下几个方面：2.1.词法分析器词法分析器用于将高级语言代码转换成标记流。
它的主要任务是将输入的文本流转换为一个个逐个扫描的Token 序列，将每个Token 分类为特定的Token 类型，如标识符、关键字、运算符等。
常见的词法分析器生成器有 Flex 和 Lex。
2.2.语法分析器语法分析器用于将标记流转变成一棵语法树。
语法分析器的主要任务是将从词法分析器得到的Token 序列转换成一棵语法树，在语法树上进行语义分析和优化。
常见的语法分析器生成器有 Bison 和 Yacc。
2.3.中间代码生成器中间代码生成器用于将语法树转换成中间代码。
中间代码生成器的主要任务是将语法分析器生成的语法树转换成中间代码。
中间代码表示高级语言代码的语义，是生成目标代码的中间步骤。
常见的中间代码有三地址码、四元式、抽象语法树等。
2.4.中间代码优化器中间代码优化器用于对中间代码进行优化。
中间代码优化器的主要任务是提高目标代码的性能、减小目标代码的大小以及提高编译器的运行效率。
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。
如何进行编译器设计和解释器开发编译器和解释器是软件开发中非常重要的工具，它们用于将源代码转换为可以被计算机执行的机器码或者解释执行源代码。
编译器是将源代码一次性地转换为目标代码，而解释器是逐行地解释源代码并执行相应的操作。
本文将介绍编译器的设计和解释器的开发过程，并提供一些实用的技巧和建议。
一、编译器设计编译器设计是一个复杂的任务，需要掌握词法分析、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多个环节。
下面是编译器设计的一般流程：1.词法分析：将源代码分解为一个个token，例如关键词、标识符、数字、操作符等。
可以使用正则表达式或者有限状态自动机来进行词法分析。
2.语法分析：根据语法规则将token组成一个个语法结构，例如函数、表达式、语句等。
可以使用上下文无关文法和语法分析算法（如LL(1)或者LR(1)）来进行语法分析。
3.语义分析：对语法结构进行语义检查，例如类型检查、作用域检查、类型转换等。
在这一阶段还可以进行符号表的构建，用于保存变量和函数的信息。
4.中间代码生成：将源代码转换为一种中间表示形式，通常是一个抽象的指令序列，例如三地址码、虚拟机指令、中间表达式等。
中间代码的生成可以使用递归下降、语法制导翻译或者语法制导翻译的变体等方法。
5.代码优化：对中间代码进行优化，以提高代码的执行效率和减小代码的体积。
常见的优化技术包括常量折叠、公共子表达式消除、死代码删除、循环优化等。
6.目标代码生成：将中间代码转换为目标机器的机器码或者汇编代码。
目标代码生成可以分为两个阶段：指令选择（选择适合目标机器的指令）和寄存器分配（将变量分配到寄存器或者内存中）。
7.代码生成完成后，还需要进行链接和装载，将目标代码与库文件进行链接，并将最终的可执行文件加载到内存中执行。
二、解释器开发与编译器不同，解释器是逐行地解释和执行源代码，不需要将源代码先转换为目标代码。
下面是解释器的开发过程：1.词法分析：同编译器设计一样，解释器也需要进行词法分析，将源代码分解为一个个token。
毕业设计（论文）-基于LLVM的编译器的设计与实现题目:基于LLVM的编译器的设计与实现设计人:指导教师:所属系部:计算机科学与技术学院专业班级:计算机082001班2012年 6月 4日太原科技大学毕业设计(论文)任务书学院: 计算机科学与技术学院学生姓名学号 200820010114 专业班级计算机082001 同组人无任务下发时间 2012年3月任务完成时间 2012年6月设计(论文)题目基于LLVM的编译器的设计与实现设计高质量应用软件的开发，需要高效的编程语言和编译器的支持。
目的为了加深学生对编程语言和编译器的理解，要求学生设计一个类似C要求的小源语言，然后利用LLVM实现该语言的编译器。
在深刻理解编译原理，掌握文法设计和编译器构造方法，并且熟悉LLVM的基础上，完成编程语言和编译器的设计。
主要内容包括: 设计 (1)设计源语言，要求包括变量声明，基本赋值语句，数组访问，主要条件分支语句，循环语句，函数定义，和函数调用等。
内容 (2)学习LLVM，完成词法分析，语法分析，和语法制导翻译(翻译成LLVM IR)工作，最后利用LLVM实现代码优化和代码生成功能。
设计毕业论文提交外文资料翻译资料编译器软件学生签名指导教师签名系主任签名主管院长签名太原科技大学学士学位论文中文摘要开发高性能的应用软件，除了一个良好的软件架构外，还需要高效的编程语言和高质量的编译器的支持。
现有语言的改动和新语言的创造，都会带来编译器的开发需求。
本文设计了一门新的编程语言leechee，定义了此种语言的文法结构、词法规则，并在linux环境下实现了leechee编程语言的编译器。
具体实现方式为首先利用Flex完成词法分析，而后使用Bison完成文法设计、语法分析和语法制导翻译，把源代码翻译成LLVM IR，最后利用LLVM实现代码优化和代码生成功能。
关键字:编程语言;编译器;语法制导翻译;LLVM IR;代码优化太原科技大学学士学位论文The Design and Implementation ofLLVM based CompilerAuthor: Liang Guanlin Tutor: Liu AiqinABSTRACTIn addition to a good software-architecture, the development of high-performance applications also needs the support of an efficient programming language and a high-quality compiler. Changes to existing languages and creation of new languages, will bring the developmentneeds of the compilers. This paper designs a new programming language leechee, defines its grammaticalstructures, lexical rules, and implements its compiler under Linux environment. The specific approach is, first, finishes the scanner with Flex, and then completes the grammar design, parser, syntax directed translation with Bison, implements the translation to LLVM IR, andfinally use the LLVM to do the code optimization and code generation.Keywords: programming language; compiler; syntax directed translation; LLVM IR; code optimizationI太原科技大学学士学位论文目录第一章绪论 ....................................................................0 1.1 什么是编译器 ........................................................... 0 1.2 总会有编译器的开发需求 . 01.3 为什么做这个项目 ....................................................... 1 第二章设计什么样的编译器和语言 (3)2.1 做一个什么样的编译器 (3)2.1.1 利用LLVM实现一门新语言 (3)2.1.2 利用flex和bison完成词法分析和语法分析 (4)2.2 设计一个什么样的语言 (5)2.2.1 计算机可以做什么 (5)2.2.2 本设计的语言——leechee ......................................... 6 第三章相关技术的介绍 .......................................................... 7 3.1Flex ...................................................................73.1.1 Flex输入文件的格式 .............................................. 7 3.2Bison ..................................................................83.2.1 Bison的语法文件 (8)3.2.2 文法规则的语法 (9)3.2.3 文法设计需要注意的问题 ......................................... 10 3.3LLVM ..................................................................113.3.1 LLVMIR (11)3.3.2 LLVM对三段式设计的实现 (12)3.3.3 利用LLVM完成代码优化 .......................................... 14 第四章语言和编译器的设计 ..................................................... 16 4.1 语言设计 .. (16)4.1.1 leechee的数据组成 (16)4.1.2 leechee的文法规则 (17)II太原科技大学学士学位论文4.1.3 leechee的词法规则 (24)4.1.4 leechee的输入输出 (26)4.2 抽象语法树 (27)4.2.1 抽象语法树的用处 (27)4.2.2 leechee语法树的设计 (28)4.3 语法制导翻译 (30)4.3.1 利用Bison实现语法制导翻译方案 (31)4.3.2 均分代码生成工作 ............................................... 31 第五章编译器的实现 .. (32)5.1 抽象语法树的实现 (32)5.1.1NodeAST (32)5.1.2 类型 (33)5.1.3 表达式 (35)5.1.4 语句 (41)5.1.5 声明 (45)5.2 符号表 (49)5.3 分析栈 (50)5.4 中间代码生成的上下文 (51)5.5 输入输出 (52)5.6 代码优化 .............................................................. 54 第六章用例说明 (55)6.1 用例程序 (55)6.2 使用步骤 .............................................................. 57 结束语 ..................................................................... ... 58 致谢 ..................................................................... ..... 59 参考文献 ......................................................................60 附录 ..................................................................... .. (61)附录? 英文资料翻译 (61)III太原科技大学学士学位论文附录? 程序代码 (73)IV太原科技大学学士学位论文第一章绪论1.1 什么是编译器编译器(compiler)也是一个计算机程序，它把用某种编程语言(源语言)编写的代码转变成另一种计算机语言(目标语言，通常是二进制形式的目标代码)。
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，。
03091337 李璐 03091339 宗婷婷一、上机题目：实现一个简单语言（CPL）的编译器（解释器）二、功能要求：接收以CPL编写的程序，对其进行词法分析、语法分析、语法制导翻译等，然后能够正确的执行程序。
三、试验目的1.加深编译原理基础知识的理解：词法分析、语法分析、语法制导翻译等2.加深相关基础知识的理解：数据结构、操作系统等3.提高编程能力4.锻炼独立思考和解决问题的能力四、题目说明1.数据类型：整型变量（常量），布尔变量（常量）取值范围{…, -2, -1, 0, 1, 2, …}, {true, false}2、运算表达式：简单的代数运算，布尔运算3、程序语句：赋值表达式，顺序语句，if-else语句，while语句五、环境配置1.安装Parser Generator、Visual C++；2.分别配置Parser Generator、Visual C++；3.使用Parser Generator创建一个工程编写l文件mylexer.l；编译mylexer.l，生成mylexer.h与mylexer.c；4.使用VC++创建Win32 Console Application工程并配置该项目；加入mylexer.h与mylexer.c，编译工程；执行标识符数字识别器；注意：每次修改l文件后，需要重新编译l文件，再重新编译VC工程六、设计思路及过程设计流程：词法分析LEX的此法分析部分主要利用有限状态机进行单词的识别，在分析该部分之前，首先应该对YACC的预定义文法进行解释。
在YACC中用%union扩充了yystype的内容，使其可以处理char型，int型，node型，其中Node即为定义的树形结点，其定义如下：typedef enum { TYPE_CONTENT, TYPE_INDEX, TYPE_OP } NodeEnum;/* 操作符 */typedef struct {int name; /* 操作符名称 */int num; /* 操作元个数 */struct NodeTag * node[1]; /* 操作元地址可扩展 */} OpNode;typedef struct NodeTag {NodeEnum type; /* 树结点类型 *//* Union 必须是最后一个成员 */union {int content; /* 内容 */int index; /* 索引 */OpNode op; /* 操作符对象 */};} Node;extern int Var[26];结点可以是三种类型(CONTENT,INDEX,OP)。
线上编译器的设计及实现当今时代，已经有越来越多的人开始使用线上编译器，这是因为使用线上编译器的好处是很多的。
线上编译器不需要下载和安装，只需要在浏览器中打开即可使用。
这种编译器可以让用户很容易地尝试新编程语言或进行测试，而且用户可以在任何地方使用线上编译器。
今天我们来谈一下线上编译器的设计及实现。
一、线上编译器的设计思路在线上编译器的设计中，最重要的一点是要实现简单易用，同时还需拥有稳定的性能和良好的可扩展性。
设计过程中，需要考虑以下几点：1、设计简单易用的用户界面2、支持多种编程语言3、支持多种操作系统4、坚持最新版本的编译器和库5、提供实时反馈和调试功能6、处理用户提交的代码7、安全保证和防止代码注入攻击二、线上编译器的实现细节与其它编译器有所不同，线上编译器需要将编译器程序和运行环境放在服务器上。
用户浏览器只是充当一个远程的命令行工具，通过Ajax将命令发送到服务器，服务器进行编译和运行，再将结果返回给浏览器。
线上编译器通常使用 JavaScript 作为前端语言，运行环境使用Docker 等虚拟化技术，使用 Nodejs 作为后端处理语言，在线上编译器的实现中，我们需要考虑以下几个方面：1、前端实现的主要工作是将用户输入或选择的代码发送到后台并等待响应，同时将结果在前端上渲染出来。
这里需要保证前端和后端的通讯协议顺畅、数据传输稳定。
2、后端的主要职责是将从前端传来的代码进行编译，并将结果发送到前端。
在编译过程中，后端需要注意代码的安全性，以避免恶意代码带来的安全问题。
3、在线上编译器实现的过程中，必须考虑到各种编程语言之间的差异，处理各种编程语言的代码输入，检查语法错误和逻辑错误，对代码进行编译和运行时的错误处理等。
这实际上需要强大而可扩展的编译器框架。
4、在线上编译器实现的过程中，还需要考虑多用户的并发请求，如何高效地处理这些请求，以及对用户和服务端的数据安全进行控制和保证。
三、基本功能的实现1、输入框和输出框的设计：输入框用来输入代码，输出框用来输出编译或运行的结果。
简单编译器实现课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解编译器的基本工作原理和组成部分；2. 学生掌握简单编译器的构建方法和步骤；3. 学生了解编程语言中的语法、词法分析过程；4. 学生掌握使用编程语言（如Python）实现简单编译器的能力。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立设计并实现一个简单的编译器；2. 学生能够运用调试工具，对编译器进行调试和优化；3. 学生能够运用所学技能，解决编译过程中遇到的问题；4. 学生能够通过小组合作，提高团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对计算机科学和编程的兴趣，激发自主学习编程的热情；2. 学生认识到编译器在计算机科学中的重要性，增强对程序设计的敬畏心；3. 学生通过课程学习，培养勇于挑战困难、解决问题的信心和毅力；4. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队精神和协作意识。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识，让学生动手实践，实现一个简单的编译器。
学生特点：学生具备一定的编程基础，对编译原理有初步了解，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：教师需引导学生掌握编译原理的基本知识，注重实践操作，培养学生解决问题的能力和团队协作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中。
二、教学内容1. 编译器原理概述：介绍编译器的基本概念、工作原理和组成部分，包括词法分析、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。
教材章节：第1章 编译原理概述2. 词法分析：讲解词法分析的过程和方法，以及正则表达式和有限自动机的应用。
教材章节：第2章 词法分析3. 语法分析：介绍语法分析的方法，包括自上而下和自下而上的分析技术，以及LL(1)、LR(1)等语法分析算法。
教材章节：第3章 语法分析4. 语义分析：讲解语义分析的过程和任务，如类型检查、符号表管理等。
教材章节：第4章 语义分析5. 中间代码生成与代码优化：介绍中间代码的表示方法，以及常见的代码优化技术。
一、实验目的与要求1. 实验目的(1) 理解编译原理的基本概念和流程。
(2) 掌握常用的编译方法和技术。
(3) 熟练使用编译器开发工具。
2. 实验要求(1) 熟悉计算机专业基础知识。
(2) 掌握C/C++编程语言。
(3) 了解基本的编译原理。
二、实验环境1. 硬件环境(1) 计算机一台。
(2) 编译器开发工具（如GCC、Clang等）。
2. 软件环境(1) 操作系统（如Windows、Linux等）。
(2) 文本编辑器或集成开发环境（如Visual Studio、Eclipse等）。
三、实验内容1. 实验一：词法分析(1) 实现一个简单的词法分析器，识别出关键字、标识符、常量等。
(2) 分析输入的程序，输出词法分析结果。
2. 实验二：语法分析(1) 实现一个简单的语法分析器，根据给定的语法规则分析输入的程序。
(2) 分析输入的程序，输出语法分析树。
3. 实验三：语义分析(1) 实现一个简单的语义分析器，检查程序中的语义错误。
(2) 分析输入的程序，输出语义分析结果。
4. 实验四：中间代码(1) 实现一个简单的中间代码器，将转换为中间代码表示。
(2) 对输入的程序进行转换，输出中间代码。
5. 实验五：目标代码(1) 实现一个简单的目标代码器，将中间代码转换为目标代码。
(2) 对输入的中间代码进行转换，输出目标代码。
四、实验步骤与方法1. 实验一：词法分析(1) 编写词法分析器的代码。
(2) 测试并调试词法分析器。
2. 实验二：语法分析(1) 编写语法分析器的代码。
(2) 测试并调试语法分析器。
3. 实验三：语义分析(1) 编写语义分析器的代码。
(2) 测试并调试语义分析器。
4. 实验四：中间代码(1) 编写中间代码器的代码。
(2) 测试并调试中间代码器。
5. 实验五：目标代码(1) 编写目标代码器的代码。
(2) 测试并调试目标代码器。
五、实验注意事项1. 按照实验要求编写代码，注意代码规范和可读性。
提供全套毕业论文，各专业都有课程设计报告设计题目：简单文法的编译器的设计与实现班级：计算机1206组长学号：20123966组长姓名：指导教师：设计时间：2014年12月摘要编译原理是计算机科学与技术专业一门重要的专业课, 它具有很强的理论性与实践性，目的是系统地向学生介绍编译系统的结构、工作原理以及编译程序各组成部分的设计原理和实现技术，在计算机本科教学中占有十分重要的地位。
计算机语言之所以能由单一的机器语言发展到现今的数千种高级语言，就是因为有了编译技术。
编译技术是计算机科学中发展得最迅速、最成熟的一个分支，它集中体现了计算机发展的成果与精华。
本课设是词法分析、语法分析、语义分析的综合，外加上扩展任务中间代码的优化和目标代码的生成，主要是锻炼学生的逻辑思维能力，进一步理解编译原理的方法和步骤。
关键词：编译原理，前端，目标代码，后端目录摘要 (3)1. 概述 (6)2. 课程设计任务及要求 (8)2.1 设计任务 (8)2.2 设计要求 (9)3. 算法及数据结构 (10)3.1算法的总体思想 (10)3.2 词法分析器模块 (11)3.2.1 功能 (11)3.2.2 数据结构 (11)3.2.3 算法 (12)3.3 语法分析器模块 (13)3.3.1功能 (13)3.3.2 数据结构 (13)3.3.3算法 (14)3.4 中间代码产生器模块 (24)3.4.1 功能 (24)3.4.2 数据结构 (24)3.4.3 算法 (25)3.5 优化器模块 (27)3.5.1 功能 (27)3.5.2 数据结构 (27)3.5.3 算法 (28)3.6 目标代码生成器模块 (30)3.6.1功能 (30)3.6.2 数据结构 (30)3.6.3 算法 (31)4. 程序设计与实现 (32)4.1 程序流程图 (32)4.2 程序说明 (33)4.3 实验结果 (35)5. 结论 (42)6. 参考文献 (43)7. 收获、体会和建议 (44)1 概述在计算机上执行一个高级语言程序一般要分为两步；第一步，用一个编译程序把高级语言翻译成机器语言程序；第二步，运行所得的机器语言程序求得计算结果。
题目：c 高级程序设计语言子集的编译系统设计和实现正文：一、引言在当今信息技术飞速发展的时代，编程语言的发展也日新月异。
C语言作为一种通用的高级程序设计语言，被广泛应用于软件开发、系统编程等领域。
本文将围绕C语言高级程序设计语言子集的编译系统设计和实现展开深入探讨。
二、C语言高级程序设计语言子集的定义与特点C语言的高级程序设计语言子集是指具有较高级别抽象特性的C语言子集，通常包括对数据类型、控制流、函数等方面的支持，同时不包括如指针运算、内存管理等复杂特性。
高级程序设计语言子集的设计旨在简化语言的复杂性，使其更易学习、易理解和易使用。
三、编译系统的基本原理编译系统是将高级程序设计语言源代码转换为目标机器代码的软件系统。
其基本原理包括词法分析、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步骤。
在C语言高级程序设计语言子集的编译系统设计和实现中，需要重点考虑如何有效地处理语言子集的特性，保证编译过程的高效性和可靠性。
四、C语言高级程序设计语言子集的编译系统设计1. 词法分析：根据语言子集的语法规则，将源代码分解为词法单元，并构建词法分析器进行词法分析。
2. 语法分析：通过语法分析器对词法单元进行语法分析，构建语法树并进行语法验证。
3. 语义分析：对语法树进行语义分析，包括类型检查、作用域分析等，保证程序的语义正确性。
4. 中间代码生成：根据语法树生成中间代码表示，通常采用三位置区域码形式。
5. 代码优化：对中间代码进行优化，包括常量传播、死代码删除、循环优化等，提高目标代码的执行效率。
6. 目标代码生成：将优化后的中间代码转换为目标机器代码，并进行信息、加载等处理，最终生成可执行文件。
五、C语言高级程序设计语言子集的编译系统实现1. 词法分析器的设计与实现：采用有限自动机等算法设计词法分析器，实现对词法单元的识别和提取。
2. 语法分析器的设计与实现：选择合适的语法分析算法（如LL(1)、LR(1)等）进行语法分析器的设计与实现。
简单编译器的设计与实现1
一、课程设计的目的
二、课程设计的任务
（1）设计符号表
确定符号表的组织，通常包括名称列和信息列，其中名称列用作关键字。
考虑能够存
储关于名称的信息，并有效地完成以下操作：
a.查找：根据给定的名字，在符号表中查找其信息。
如果该名字在符号表中不存在，
则将其加入到符号表中，否则返回指向该名字的指针；
b、删除：从符号表中删除具有给定名称的表项。
（2）词法分析器的设计
设计各单词的状态转换图，并为不同的单词设计种别码。
将词法分析器设计成供语法
分析器调用的子程序。
功能包括：
a、具有预处理功能。
首先过滤掉未翻译的注释和其他符号，只保留要翻译的符号字
符串，即需要设计一个由认罪分析调用的预处理子程序；b、能够拼写语言中的每个单词；
c、将拼写的标识符填入符号表；
d、返回（类型代码、属性值）。
（3）解析器
要求用预测分析法、递归下降分析法、算符优先分析法、slr分析法（几种方法任选），实现对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法分析。
（4）目标代码生成器
当指定数量的寄存器可以完成时，将中间代码程序段翻译成汇编语言目标代码（汇编
指令应包括加法、减法、乘法和除法）。
当需要的指令数量最少时，请尝试
1
使用寄存器尽可能少地访问内存，以实现较高的操作效率。
三、课程设计要求
示例语言是C语言，它实现了一个简单的编译器。
基本语句必须执行，其余的可以根
据实际情况选择。
解释并理解主要代码。
每个功能和过程应有简要说明，包括功能说明、
进入和退出参数说明。
四、简单编译器的实现流程图表格管理词法分析器源程序出错处理语法分析器单词符
号语法单位语义分析与中间代码产生器中间代码优化器中间代码目标代码生成器目标代码
五、实施环境
windowsxp操作系统、win-tc运行环境
二
六、课程设计的详细过程
（1）词法分析器的设计思想：
要求：1.对单词的构词规则有明确的定义；
2.分析程序能正确识别源程序中的单词和符号；
3.识别出的单词以符号的形式保存在
符号表中；
4.词法分析中源程序的输入以.c格式，分析后的符号表保存在.txt文件中。
5.对于
源程序中的词法错误，能够做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，保证顺利完成整
个源程序的词法分析；
6.输入：由符合指定词类结构的各种单词组成的源程序。
实施方法：
根据加入语义过程的状态转换图直接编写词法分析程序。
根据每一组状态转换关系
（标识符）组织程序结构，并将所有公共处理过程分别实现即可。
在扫描源程序字符串时，一旦识别出关键字、运算符、标识符、无符号常数中之一，即以二元式形式（类别编码，值）输出单词。
每次调用词法分析程序，它均能自动继续扫描下去，形成下一个单词。
实
现过程及主要代码：定义主要函数：
1.charscanin[100]，scanout[100]；//用于接收输入和输出文件名file*fin，
*fout//指向输入/输出文件的指针
2.//下面定义保留，为简化程序，使用字符指针数组保存所有保留字。
//如果想增加
保留字，可继续添加，并修改保留字数目#definekeywordsum8char
*关键字[keywordsum]={\rite\
3.//下面定义纯单分界符，如需要可添加charsingleword[50]=\
4.//下面定义双分界符的首字符chardoubleword[10]=\
5.scanf(\
Printf（\请输入词法分析的输出文件名（包括路径）：\scanf(\
6.if((fin=fopen(scanin,\判断输入文件名是否正确{printf(\打开词法分析输入文
件出错!\\n\return(1);//输入文件出错返回错误代码1}
如果（（fout=fopen（scanout），\判断输出文件名是否正确{printf（\创建词法分
析输出文件时出错！\\n\return（2）；//输出文件中出错返回错误代码2}
3
7.ch=getc（fin）；//读取文件8 Isalpha（CH）//字母判断函数isalnum（CH））//数字判断函数中的一个字符
strcmp(token,keyword[n])//串比较fprintf(fout,\//输出标识符符号到fout指定的文件strchr(singleword,ch)//声明:char*strchr(constchar*string,intc);实现函数代码：初始化函数：init()
{char*键[]={\
\char*limit[]={\\file*fp;inti;charc;fp=fopen(\for(i=1;i<=12;i++)
fprintf（fp，\fclose（fp）；/*初始化关键字*/FP=fopen（\for（I=1；I<=17；
I++）
fprintf(fp,\fprintf(fp,\
fclose（fp）；/*初始化操作，仪表表*/FP=fopen(\
fclose(fp);/*初始化标识符表*/fp=fopen(\
fclose（fp）；/*初始化常数表*/FP=fopen(\
fclose(fp);/*初始化输出文件*/}
根据不同的命令执行表格查找或表格创建功能：
{intnumber=0;file*fp;charc;chartemp[30];inti=0;switch(type){case1:fp=fopen(\ca se2:fp=fopen(\
案例3:fp=fopen（\case4:fp=fopen（\}
c=fgetc(fp);while(c!=eof){while(c!='\\n')
{temp[i++]=c；c=fgetc（fp）；}温度[i]='\\0'；i=0；
number++;
四
if(strcmp(temp,buf)==0){fclose(fp);
返回（编号）；/*如果找到，请在相应的表中返回序列号*/}else
c=fgetc(fp);}
返回（0）；/*找不到。
当只需要查找表时，返回0，否则需要创建表*/}
switch(type)
{case1:fp=fopen（\case2:fp=fopen）(\
case3:fp=fopen(\case4:fp=fopen(\}
fprintf（fp），\fclose（fp）；
return(number+1);/*造表时，将字符串添加到表尾并返回序号值*/}
字符串处理功能：
voidcs_manage(char*buffer){file*fp;
字符*指针；
intresult;
结果=查找（缓冲区，3,2）；/*首先检查常量表。
如果找不到，则创建常量表并返回序列号值*/FP=fopen(\
fprintf(fp,\fclose(fp);/*写入输出文件
*/}voidch_manage(char*buffer){file*fp;intresult;
结果=查找（缓冲区，1,1）；/*首先检查关键字表*/FP=fopen(\
if(result!=0)
Fprintf（FP，\n如果找到，则写入输出文件*/else
{result=find(buffer,2,2);/*若找不到，则非关键字，查标识符表，还找不到则造入标识符表*/
Fprintf（FP，\}/*写入输出文件*/Fclose（FP）；}
5。
