编译原理实验三-自下而上语法分析及语义分析.docx

实验3 语义分析实验报告一、实验目的二、通过上机实习, 加深对语法制导翻译原理的理解, 掌握将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法。

三、实验要求四、采用递归下降语法制导翻译法, 对算术表达式、赋值语句进行语义分析并生成四元式序列。

五、算法思想1.设置语义过程。

（1）emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2)该函数的功能是生成一个三地址语句送到四元式表中。

四元式表的结构如下:struct{ char result[8];char ag1[8];char op[8];char ag2[8];}quad[20];(2) char *newtemp()该函数回送一个新的临时变量名, 临时变量名产生的顺序为T1, T2, …char *newtemp(void){ char *p;char m[8];p=(char *)malloc(8);k++;itoa(k,m,10);strcpy(p+1,m);p[0]=’t’;return(p);}六、 2.函数lrparser 在原来语法分析的基础上插入相应的语义动作: 将输入串翻译成四元式序列。

在实验中我们只对表达式、赋值语句进行翻译。

源程序代码:#include<stdio.h>#include<string.h>#include<iostream.h>#include<stdlib.h>struct{char result[12];char ag1[12];char op[12];char ag2[12];}quad;char prog[80],token[12];char ch;int syn,p,m=0,n,sum=0,kk; //p是缓冲区prog的指针, m是token的指针char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};void scaner();char *factor(void);char *term(void);char *expression(void);int yucu();void emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2);char *newtemp();int statement();int k=0;void emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2){strcpy(quad.result,result);strcpy(quad.ag1,ag1);strcpy(quad.op,op);strcpy(quad.ag2,ag2);cout<<quad.result<<"="<<quad.ag1<<quad.op<<quad.ag2<<endl;}char *newtemp(){char *p;char m[12];p=(char *)malloc(12);k++;itoa(k,m,10);strcpy(p+1,m);p[0]='t';return (p);}void scaner(){for(n=0;n<8;n++) token[n]=NULL;ch=prog[p++];while(ch==' '){ch=prog[p];p++;}if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){m=0;while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';p--;syn=10;for(n=0;n<6;n++)if(strcmp(token,rwtab[n])==0){syn=n+1;break;}}else if((ch>='0'&&ch<='9')){{sum=0;while((ch>='0'&&ch<='9')){sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}}p--;syn=11;if(sum>32767)syn=-1;}else switch(ch){case'<':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='>'){syn=21;token[m++]=ch;}else if(ch=='='){syn=22;token[m++]=ch;}else{syn=23;p--;}break;case'>':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=24;token[m++]=ch;}else{syn=20;p--;}break;case':':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=18;token[m++]=ch;}else{syn=17;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=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;break;}}int lrparser(){//cout<<"调用lrparser"<<endl;int schain=0;kk=0;if(syn==1){scaner();schain=yucu();if(syn==6){scaner();if(syn==0 && (kk==0))cout<<"success!"<<endl;}else{if(kk!=1)cout<<"缺end!"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"缺begin!"<<endl;kk=1;}return(schain);}int yucu(){// cout<<"调用yucu"<<endl;int schain=0;schain=statement();while(syn==26){scaner();schain=statement();}return(schain);}int statement(){//cout<<"调用statement"<<endl;char *eplace,*tt;eplace=(char *)malloc(12);tt=(char *)malloc(12);int schain=0;switch(syn){case 10:strcpy(tt,token);scaner();if(syn==18){scaner();strcpy(eplace,expression());emit(tt,eplace,"","");schain=0;}else{cout<<"缺少赋值符!"<<endl;kk=1;}return(schain);break;}return(schain);}char *expression(void){char *tp,*ep2,*eplace,*tt;tp=(char *)malloc(12);ep2=(char *)malloc(12);eplace=(char *)malloc(12);tt =(char *)malloc(12);strcpy(eplace,term ()); //调用term分析产生表达式计算的第一项eplacewhile((syn==15)||(syn==16)){if(syn==15)strcpy(tt,"+");else strcpy(tt,"-");scaner();strcpy(ep2,term()); //调用term分析产生表达式计算的第二项ep2strcpy(tp,newtemp()); //调用newtemp产生临时变量tp存储计算结果emit(tp,eplace,tt,ep2); //生成四元式送入四元式表strcpy(eplace,tp);}return(eplace);}char *term(void){// cout<<"调用term"<<endl;char *tp,*ep2,*eplace,*tt;tp=(char *)malloc(12);ep2=(char *)malloc(12);eplace=(char *)malloc(12);tt=(char *)malloc(12);strcpy(eplace,factor());while((syn==13)||(syn==14)){if(syn==13)strcpy(tt,"*");else strcpy(tt,"/");scaner();strcpy(ep2,factor()); //调用factor分析产生表达式计算的第二项ep2strcpy(tp,newtemp()); //调用newtemp产生临时变量tp存储计算结果emit(tp,eplace,tt,ep2); //生成四元式送入四元式表strcpy(eplace,tp);}return(eplace);}char *factor(void){char *fplace;fplace=(char *)malloc(12);strcpy(fplace,"");if(syn==10){strcpy(fplace,token); //将标识符token的值赋给fplacescaner();}else if(syn==11){itoa(sum,fplace,10);scaner();}else if(syn==27){scaner();fplace=expression(); //调用expression分析返回表达式的值if(syn==28)scaner();else{cout<<"缺)错误!"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"缺(错误!"<<endl;kk=1;}return(fplace);}void main(){p=0;cout<<"**********语义分析程序**********"<<endl;cout<<"Please input string:"<<endl;do{cin.get(ch);prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;scaner();lrparser();}七、结果验证1、给定源程序begin a:=2+3*4; x:=(a+b)/c end#输出结果2、源程序begin a:=9; x:=2*3-1; b:=(a+x)/2 end#输出结果八、收获（体会）与建议通过此次实验, 让我了解到如何设计、编制并调试语义分析程序, 加深了对语法制导翻译原理的理解, 掌握了将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法。

上海电力学院编译原理课程实验报告实验名称：实验三自下而上语法分析及语义分析院系：计算机科学与技术学院专业年级：学生姓名：学号：指导老师：实验日期：实验三自上而下的语法分析一、实验目的：通过本实验掌握LR分析器的构造过程，并根据语法制导翻译，掌握属性文法的自下而上计算的过程。

二、实验学时：4学时。

三、实验内容根据给出的简单表达式的语法构成规则（见五），编制LR分析程序，要求能对用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析和语义分析。

对于正确的表达式，给出表达式的值。

对于错误的表达式，给出出错位置。

四、实验方法采用LR分析法。

首先给出S-属性文法的定义（为简便起见，每个文法符号只设置一个综合属性，即该文法符号所代表的表达式的值。

属性文法的定义可参照书137页表6.1），并将其改造成用LR分析实现时的语义分析动作（可参照书145页表6.5）。

接下来给出LR分析表。

然后程序的具体实现：● LR分析表可用二维数组（或其他）实现。

●添加一个val栈作为语义分析实现的工具。

编写总控程序，实现语法分析和语义分析的过程。

注：对于整数的识别可以借助实验1。

五、文法定义简单的表达式文法如下：(1)E->E+T(2)E->E-T(3)E->T(4)T->T*F(5)T->T/F(6)T->F(7)F->(E)(8)F->i状态ACTION（动作）GOTO（转换）i + - * / ( ) # E T F0 S5 S4 1 2 31 S6 S12 acc2 R3 R3 S7 S13 R3 R33 R6 R6 R6 R6 R6 R64 S5 S4 8 2 35 R8 R8 R8 R8 R8 R86 S5 S4 9 37 S5 S4 108 S6 R12 S119 R1 R1 S7 S13 R1 R110 R4 R4 R4 R4 R4 R411 R7 R7 R7 R7 R7 R712 S5 S4 14 313 S5 S4 1514 R2 R2 S7 S13 R2 R215 R5 R5 R5 R5 R5 R5五、处理程序例和处理结果例示例1：20133191*(20133191+3191)+ 3191#六、源代码【cifa.h】//cifa.h#include<string>using namespace std;//单词结构定义struct WordType{int code;string pro;};//函数声明WordType get_w();void getch();void getBC();bool isLetter();bool isDigit();void retract();int Reserve(string str);string concat(string str);【Table.action.h】//table_action.hclass Table_action{int row_num,line_num;int lineName[8];string tableData[16][8];public:Table_action(){row_num=16;line_num=8;lineName[0]=30;lineName[1]=7;lineName[2]=13;lineName[3]=8;lineName[4]=14;lineName[5]=1;lineName[6]=2;lineName[7]=15;lineName[8]=0;for(int m=0;m<row_num;m++)for(int n=0;n<line_num;n++)tableData[m][n]="";tableData[0][0]="S5";tableData[0][5]="S4";tableData[1][1]="S6";tableData[1][2]="S12";tableData[1][7]="acc";tableData[2][1]="R3";tableData[2][2]="R3";tableData[2][3]="S7";tableData[2][4]="S13";tableData[2][6]="R3";tableData[2][7]="R3";tableData[3][1]="R6";tableData[3][3]="R6"; tableData[3][4]="R6"; tableData[3][6]="R6"; tableData[3][7]="R6"; tableData[4][0]="S5"; tableData[4][5]="S4"; tableData[5][1]="R8"; tableData[5][2]="R8"; tableData[5][3]="R8"; tableData[5][4]="R8"; tableData[5][6]="R8"; tableData[5][7]="R8"; tableData[6][0]="S5"; tableData[6][5]="S4"; tableData[7][0]="S5"; tableData[7][5]="S4"; tableData[8][1]="S6"; tableData[8][2]="S12"; tableData[8][6]="S11"; tableData[9][1]="R1"; tableData[9][2]="R1"; tableData[9][3]="S7"; tableData[9][4]="S13"; tableData[9][6]="R1"; tableData[9][7]="R1"; tableData[10][1]="R4"; tableData[10][2]="R4"; tableData[10][3]="R4"; tableData[10][4]="R4"; tableData[10][6]="R4"; tableData[10][7]="R4"; tableData[11][1]="R7"; tableData[11][2]="R7"; tableData[11][3]="R7"; tableData[11][4]="R7"; tableData[11][6]="R7"; tableData[11][7]="R7"; tableData[12][0]="S5"; tableData[12][5]="S4"; tableData[13][0]="S5"; tableData[13][5]="S4"; tableData[14][1]="R2"; tableData[14][2]="R2";tableData[14][4]="S13";tableData[14][6]="R2";tableData[14][7]="R2";tableData[15][1]="R5";tableData[15][2]="R5";tableData[15][3]="R5";tableData[15][4]="R5";tableData[15][5]="R5";tableData[15][6]="R5";tableData[15][7]="R5";}string getCell(int rowN,int lineN){int row=rowN;int line=getLineNumber(lineN);if(row>=0&&row<row_num&&line>=0&&line<=line_num) return tableData[row][line];elsereturn"";}int getLineNumber(int lineN){for(int i=0;i<line_num;i++)if(lineName[i]==lineN)return i;return -1;}};【Table_go.h】//table_go.hclass Table_go{int row_num,line_num;//行数、列数string lineName[3];int tableData[16][3];public:Table_go(){row_num=16;line_num=3;lineName[0]="E";lineName[1]="T";lineName[2]="F";for(int m=0;m<row_num;m++)for(int n=0;n<line_num;n++)tableData[m][n]=0;tableData[0][0]=1;tableData[0][1]=2;tableData[0][2]=3;tableData[4][0]=8;tableData[4][1]=2;tableData[4][2]=3;tableData[6][1]=9;tableData[6][2]=3;tableData[7][2]=10;tableData[12][1]=14;tableData[12][2]=3;tableData[13][2]=15;}int getCell(int rowN,string lineNa){int row=rowN;int line=getLineNumber(lineNa);if(row>=0&&row<row_num&&line<=line_num) return tableData[row][line];elsereturn -1;}int getLineNumber(string lineNa){for(int i=0;i<line_num;i++)if(lineName[i]==lineNa)return i;return -1;}};【Stack_num.h】class Stack_num{int i; //栈顶标记int *data; //栈结构public:Stack_num() //构造函数{data=new int[100];i=-1;}int push(int m) //进栈操作{i++;data[i]=m;return i;}int pop() //出栈操作{i--;return data[i+1];}int getTop() //返回栈顶{return data[i];}~Stack_num() //析构函数{delete []data;}int topNumber(){return i;}void outStack(){for(int m=0;m<=i;m++)cout<<data[m];}};【Stack_str.h】class Stack_str{int i; //栈顶标记string *data; //栈结构public:Stack_str() //构造函数{data=new string[50];i=-1;}int push(string m) //进栈操作{i++;data[i]=m;return i;}int pop() //出栈操作{data[i]="";i--;return i;}string getTop() //返回栈顶{return data[i];}~Stack_str() //析构函数{delete []data;}int topNumber(){return i;}void outStack(){for(int m=0;m<=i;m++)cout<<data[m];}};【cifa.cpp】//cifa.cpp#include<iostream>#include<string>#include"cifa.h"using namespace std;//关键字表和对应的编码string codestring[10]={"main","int","if","then","else","return","void","cout","endl"}; int codebook[10]={26,21,22,23,24,25,27,28,29};//全局变量char ch;int flag=0;/*//主函数int main(){WordType word;cout<<"请输入源程序序列:";word=get_w();while(word.pro!="#")//#为自己设置的结束标志{cout<<"("<<word.code<<"，"<<"“"<<word.pro<<"”"<<")"<<endl;word=get_w();};return 0;}*/WordType get_w(){string str="";int code;WordType wordtmp;getch();//读一个字符getBC();//去掉空白符if(isLetter()){ //以字母开头while(isLetter()||isDigit()){str=concat(str);getch();}retract();code=Reserve(str);if(code==-1){wordtmp.code=0;wordtmp.pro=str;}//不是关键字else{wordtmp.code=code;wordtmp.pro=str;}//是关键字}else if(isDigit()){ //以数字开头while(isDigit()){str=concat(str);getch();}retract();wordtmp.code=30;wordtmp.pro=str;}else if(ch=='(') {wordtmp.code=1;wordtmp.pro="(";}else if(ch==')') {wordtmp.code=2;wordtmp.pro=")";}else if(ch=='{') {wordtmp.code=3;wordtmp.pro="{";}else if(ch=='}') {wordtmp.code=4;wordtmp.pro="}";}else if(ch==';') {wordtmp.code=5;wordtmp.pro=";";}else if(ch=='=') {wordtmp.code=6;wordtmp.pro="=";}else if(ch=='+') {wordtmp.code=7;wordtmp.pro="+";}else if(ch=='*') {wordtmp.code=8;wordtmp.pro="*";}else if(ch=='>') {wordtmp.code=9;wordtmp.pro=">";}else if(ch=='<') {wordtmp.code=10;wordtmp.pro="<";}else if(ch==',') {wordtmp.code=11;wordtmp.pro=",";}else if(ch=='\'') {wordtmp.code=12;wordtmp.pro="\'";}else if(ch=='-') {wordtmp.code=13;wordtmp.pro="-";}else if(ch=='/') {wordtmp.code=14;wordtmp.pro="/";}else if(ch=='#') {wordtmp.code=15;wordtmp.pro="#";}else if(ch=='|') {wordtmp.code=16;wordtmp.pro="|";}else {wordtmp.code=100;wordtmp.pro=ch;} return wordtmp;}void getch(){if(flag==0) //没有回退的字符ch=getchar();else //有回退字符，用回退字符，并设置标志flag=0;}void getBC(){while(ch==' '||ch=='\t'||ch=='\n')ch=getchar();}bool isLetter(){if(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='A'&&ch<='Z')return true;elsereturn false;}bool isDigit(){if(ch>='0'&&ch<='9')return true;elsereturn false;}string concat(string str){return str+ch;}void retract(){flag=1;}int Reserve(string str){int i;for(i=0;i<=8;i++){if(codestring[i]==str) //是某个关键字，返回对应的编码return codebook[i];}if(i==9) //不是关键字return -1;}【LR.cpp】#include<iostream>#include<string>#include<cstdlib>#include"cifa.h"#include"stack_num.h"#include"stack_str.h"#include"table_action.h"#include"table_go.h"using namespace std;void process(){int stepNum=1;int topStat;Stack_num statusSTK; //状态栈Stack_str symbolSTK; //符号栈Stack_num valueSTK; //值栈WordType word;Table_action actionTAB; //行为表Table_go goTAB; //转向表cout<<"请输入源程序，以#结束：";word=get_w();//总控程序初始化操作symbolSTK.push("#");statusSTK.push(0);valueSTK.push(0);cout<<"步骤\t状态栈\t符号栈\t值栈\t当前词\t动作\t转向"<<endl;//分析while(1){topStat=statusSTK.getTop(); //当前状态栈顶string act=actionTAB.getCell(topStat,word.code);//根据状态栈顶和当前单词查到的动作//输出cout<<stepNum++<<"\t";statusSTK.outStack(); cout<<"\t";symbolSTK.outStack(); cout<<"\t";valueSTK.outStack(); cout<<"\t";cout<<word.pro<<"\t";//行为为“acc”，且当前处理的单词为#，且状态栈里就两个状态//说明正常分析结束if(act=="acc"&&word.pro=="#"&&statusSTK.topNumber()==1){cout<<act<<endl;cout<<"分析成功！"<<endl;cout<<"结果为："<<valueSTK.getTop()<<endl;return;}//读到act表里标记为错误的单元格else if(act==""){cout<<endl<<"不是文法的句子！"<<endl;cout<<"错误的位置为单词"<<word.pro<<"附近。

编译原理实验报告语义分析实验名称：语义分析实验目的：1.掌握词法分析器生成的词法单元序列的构造；2.学会设计语法分析器，实现对程序的基本语法结构检查，并生成抽象语法树；3.学习语义规约的实现，实现对程序的语义分析和错误检查；4.熟悉语义分析向语法分析的接口。

实验原理：语义分析是编译过程的一个重要环节，它的主要任务是对生成的抽象语法树进行遍历，并验证程序的类型一致性、语义规则的正确性、错误的检查和恢复等。

语义分析的输入是由语法分析生成的抽象语法树，输出是继续优化的抽象语法树或中间代码，以供后续的中间代码生成等工作使用。

实验步骤：1.设计语法分析器，包括语法规则、优先级关系等；2.生成词法单元序列；3.构建语法分析器，进行语法分析，并生成抽象语法树；4.针对不同的语义规约，设计语义动作，实现对程序的语义分析和错误检查；5.完成语义分析器的构建和测试。

实验设备：1.计算机；2. 编程语言：C++/Java/Python等；3. 开发环境：Visual Studio/ Eclipse/PyCharm等。

实验结果：通过对语法分析生成的抽象语法树进行遍历，实现了对程序的语义分析和错误检查。

具体实现包括：1.类型检查：根据语义规约，对程序中的类型进行检查，包括变量的声明及使用、函数的调用、赋值语句的一致性等；2.作用域检查：检查变量的作用域和可见性等；3.错误检查：检测语义错误，如变量未声明、函数重复定义等；4.错误恢复：当检测到错误时，采取适当的错误恢复措施，如跳过错误的部分继续分析、提示错误信息等。

实验心得：本次实验主要学习了语义分析的原理和实现方法，深入了解了编译过程中各个环节的作用和关系。

通过实践操作，加深了对语法分析和语义分析的理解，提高了编程能力和解决问题的能力。

同时，实验过程中也遇到了一些挑战和困难，例如语义规约的设计和实现、错误检查和恢复等，但通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了这些问题。

通过本次实验，我对编译原理和语义分析有了更深入的了解，并且对以后的学习和工作有了更好的准备。

编译原理课程实验报告实验3：语义分析图2-1本程序根据之前两个实验的结果进一步进行语义分析，主要是通过在第二个实验句法分析过程中添加语义分析功能完成的。

在代码编写之前，我将程序的功能模块分为界面及主控程序，实体类和工具类三大部分。

MyCompiler是整个程序运行的入口，是主控程序；ComplierFrame完成程序的界面，以及界面里事件的响应；Token是词法分析中词法单元的实体类；ErrorToken是错误的词法单元实体类；Symbol是句法分析中符号的实体类；Production是产生式的实体类；ErrorProduction是句法分析中产生错误的时候使用的产生式实体类；Id是标示符实体类，保存了语义分析后的标识符表；Node是语法分析树的节点类，帮助完成语法分析树的构造；LL类使用LL(1)分析法完成句法分析，同时完成语义分析；MyScanner完成了词法分析。

图2-2三、详细设计及实现得分要求：对如下工作进行展开描述(1)核心数据结构的设计本程序使用了两个新的实体类，分别是Id和Node。

Id是标识符，里面也包含了该标识符在本程序中存储的地址和长度等信息。

Id的属性如下：private String name; //名private String type;//基本类型private int offset;//起始地址private int length;//长度开始输入词法分析读入Token尝试匹配是否错误存储错误记录，处理栈顶与Token 序列是否为语义符号存储产生式，处理栈顶与Token 序列判断动作符号执行语义动作是否读到Token末尾打印结果结束分析结果以及错误报告：图4-1 标识符表：图4-2。

1.课程设计目的：1.1 设计目的：通过编程实现语法分析（自上而下，自下而上）的可视化过程，加深对两法分析原理思想的理解。

[目的要求]通过设计编制调试一个具体的语法分析程序，加深对语法分析原理的理解。

并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其进行语法分析的方法。

[题目分析]递归下降分析方法是一种确定的自上而下分析方法。

它的基本思想是给文法的每一个非终结符均设计一个相应的子程序。

由于文法的产生式往往是递归的，因为这些子程序往往也是递归的。

1.2 开发环境：操作系统：Windows XP辅助工具：Visual Studio 2008编程语言：C#2. 课程设计要求（1）选定一文法，选定一种分析方法（自上而下、自下而上）（2）允许用户输入语句并对该语句进行相应的语法分析（3）要求显示语法树的建立过程以及跟踪分析表和分析栈的状态（4）要提供单步运行，让用户跟踪分析器工作的每一个步骤。

3. 总体设计3.1 设计框架:3.2 程序流程图：4. 设计功能描述：（1）该课程设计对语法分析指定了固定的文法,运行界面为:“开始”，会出现提示：。

（3）用户输入字符串，可以点击“”，软件根据该输入字符串做好初始化工作，再点击“”，开始分析，每一次点击“下一次”，就做分析的一个步骤，并且此时分析栈和输入栈做相应的出栈、入栈的的动作，同时在“分析栈”，“输入栈”，“输出栈”会显示出相应的状态。

（4）分析结果显示在中（5）如果在分析完后，还需要继续输入字符串分析的画，点击“”，可以再次作上述的操作。

（6）如果想退出程序，点击““，此时会弹出提示窗口：，点击“确定”，便退出程序。

分析实例：输入分析的字符串为i*（i+i）结果如下：5. 源程序代码：#region相关初始量(都是全局的)public string[] mystring = { "TC", "FALSE", "FALSE", "TC", "FALSE", "FALSE", "FALSE", "+TC", "FALSE", "FALSE", "ε", "ε", "FD", "FALSE", "FALSE", "FD", "FALSE", "FALSE", "FALSE", "ε", "*FD", "FALSE", "ε", "ε", "i", "FALSE", "FALSE", "(E)", "FALSE", "FALSE" };//分析表数组bool con = true;//控制显示的布尔量private Stack MyStack = new Stack(); //申请一个分析栈private Stack MyInputstack = new Stack();//申请一个输入栈public string[] Term = { "i", "+", "*", "(", ")", "&" }; //终结符数组public string[] unTerm = { "E", "C", "T", "D", "F" };//非终结符数组private int line, row; //定义行，列的全局变量string MyNowString;#endregion“开始”按钮实现的函数private void开始_Click(object sender, EventArgs e){if (Input_richTextBox1.Text == ""){MessageBox.Show("请输入要分析的字符串！");}else{this.MyOutput_listBox3.Items.Add("");MyStack.Push("&");MyStack.Push("E");MyStack_listBox1.Items.Add("&E");MyInput_listBox2.Items.Add(Input_richTextBox1.Text + "&");MyInputstack.Push("&");for (int i = Input_richTextBox1.Text.Length - 1; i >= 0; i--){MyInputstack.Push(Input_richTextBox1.Text[i]);}begin.Enabled = false;}}#region“下一步”按钮实现的函数private void下一步_Click(object sender, EventArgs e){int loc;string MyStackTop, MyStackInputTop;MyStackTop = MyStack.Peek().ToString();MyStackInputTop = MyInputstack.Peek().ToString();MyStackTopOne(MyStackTop);if (MyStackTopOne(MyStackTop)){MyStackTopTwo(MyStackTop, MyStackInputTop);}else if (MyStackTopThree(MyStackTop) &&MyInputStackTopOne(MyStackInputTop)){loc = line * 6 + row;MyNowString = mystring[loc];this.MyOutput_listBox3.Items.Add(MyStack.Peek().ToString() + "-->" + mystring[loc]);Analyse();}else{Rezult_richTextBox2.Text = "分析出错!";nextStep.Enabled = false;con = false;}if (con){ShowMyStack();ShowMyInpuStack();}}#endregion#region显示分析栈里的字符private void ShowMyStack(){string ch = "";int len = MyStack.Count;string display = "";for (int i = 0; i < len; i++){string t;t = MyStack.Pop().ToString();display = display + t;}for (int i = len - 1; i >= 0; i--){ch = ch + display[i];MyStack.Push(display[i]);this.MyStack_listBox1.Items.Add(ch);}#endregion#region显示输入栈里的字符private void ShowMyInpuStack(){int len = MyInputstack.Count;string display = "";for (int i = 0; i < len; i++){string t;t = MyInputstack.Pop().ToString();display = display + t;}for (int i = len - 1; i >= 0; i--){MyInputstack.Push(display[i]);}this.MyInput_listBox2.Items.Add(display);}#endregion#region判断状态栈栈顶元素是否为终结符public bool MyStackTopOne(string stack){bool symbol = false;for (int i = 0; i < Term.Length; i++){if (stack == Term[i]){symbol = true;break;}}return symbol;}#endregion#region状态栈栈顶元素是终结符的处理方法private void MyStackTopTwo(string stack, string input) {if (stack == input)if (stack == "&"){Rezult_richTextBox2.Text = "分析成功!"; nextStep.Enabled = false;con = false;}else{MyStack.Pop();MyInputstack.Pop();this.MyOutput_listBox3.Items.Add(""); }}}#endregion#region返回状态栈栈顶元素在非终结符数组里的下标public bool MyStackTopThree(string stack){bool symbol = false;for (int i = 0; i < unTerm.Length; i++){if (unTerm[i] == stack){line = i;symbol = true;break;}}return symbol;}#endregion#region返回输入栈栈顶元素在终结符数组里的下标private bool MyInputStackTopOne(string myinput){bool symbol = false;for (int i = 0; i < Term.Length; i++){if (Term[i] == myinput){row = i;symbol = true;break;}return symbol;}#endregion#region分析表字符入栈private void Analyse(){if (MyNowString == "FALSE"){Rezult_richTextBox2.Text = "分析出错!";nextStep.Enabled = false;con = false;}else if (MyNowString == "ε"){MyStack.Pop();}else{MyStack.Pop();for (int i = MyNowString.Length - 1; i >= 0; i--) {MyStack.Push(MyNowString[i]);}}}#endregion#region“退出”按钮实现的函数private void exit_button2_Click(object sender, EventArgs e) {DialogResult ret;ret = MessageBox.Show("确定要退出吗？","退出",MessageBoxButtons.OKCancel,MessageBoxIcon.Question,MessageBoxDefaultButton.Button2);if (ret == DialogResult.OK){this.Close();}}#endregion#region“重置”按钮实现的功能private void clear_Button_Click(object sender, EventArgs e){Input_richTextBox1.Clear();Rezult_richTextBox2.Clear();this.MyStack_listBox1.Items.Clear();this.MyInput_listBox2.Items.Clear();this.MyOutput_listBox3.Items.Clear();MyStack.Clear();MyInputstack.Clear();begin.Enabled = true;nextStep.Enabled = true;con = true;}#endregionprivate void button1_Click(object sender, EventArgs e){pictureBox1.Visible = true;}}6. 总结:通过本次课程设计，对于语法分析的原理与方法有了进一步的体会，在通过使用visual studio 2008的同时让我们对c#和语法分析有了更深的理解。

上海电力学院编译原理课程实验报告实验名称：实验三自下而上语法分析及语义分析院系：计算机科学与技术学院专业年级：学生姓名：学号：指导老师：实验日期：实验三自上而下的语法分析一、实验目的：通过本实验掌握LR分析器的构造过程，并根据语法制导翻译，掌握属性文法的自下而上计算的过程。

二、实验学时：4学时。

三、实验内容根据给出的简单表达式的语法构成规则（见五），编制LR分析程序，要求能对用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析和语义分析。

对于正确的表达式，给出表达式的值。

对于错误的表达式，给出出错位置。

四、实验方法采用LR分析法。

首先给出S-属性文法的定义（为简便起见，每个文法符号只设置一个综合属性，即该文法符号所代表的表达式的值。

属性文法的定义可参照书137页表6.1），并将其改造成用LR分析实现时的语义分析动作（可参照书145页表6.5）。

接下来给出LR分析表。

然后程序的具体实现：●LR分析表可用二维数组（或其他）实现。

●添加一个val栈作为语义分析实现的工具。

●编写总控程序，实现语法分析和语义分析的过程。

注：对于整数的识别可以借助实验1。

五、文法定义简单的表达式文法如下：(1)E->E+T(2)E->E-T(3)E->T(4)T->T*F(5)T->T/F(6)T->F(7)F->(E)(8)F->i五、处理程序例和处理结果例示例1：20133191*(20133191+3191)+ 3191#六、源代码【cifa.h】//cifa.h#include<string> using namespace std;//单词结构定义struct WordType{int code;string pro;};//函数声明WordType get_w();void getch();void getBC();bool isLetter();bool isDigit();void retract();int Reserve(string str); string concat(string str); 【Table.action.h】//table_action.hclass Table_action{int row_num,line_num;int lineName[8];string tableData[16][8]; public:Table_action(){row_num=16;line_num=8;lineName[0]=30;lineName[1]=7;lineName[2]=13;lineName[3]=8;lineName[4]=14;lineName[5]=1;lineName[6]=2;lineName[7]=15;lineName[8]=0;for(int m=0;m<row_num;m++) for(int n=0;n<line_num;n++) tableData[m][n]="";tableData[0][0]="S5";tableData[0][5]="S4";tableData[1][1]="S6";tableData[1][2]="S12";tableData[1][7]="acc";tableData[2][1]="R3";tableData[2][2]="R3";tableData[2][3]="S7";tableData[2][6]="R3"; tableData[2][7]="R3"; tableData[3][1]="R6"; tableData[3][2]="R6"; tableData[3][3]="R6"; tableData[3][4]="R6"; tableData[3][6]="R6"; tableData[3][7]="R6"; tableData[4][0]="S5"; tableData[4][5]="S4"; tableData[5][1]="R8"; tableData[5][2]="R8"; tableData[5][3]="R8"; tableData[5][4]="R8"; tableData[5][6]="R8"; tableData[5][7]="R8"; tableData[6][0]="S5"; tableData[6][5]="S4"; tableData[7][0]="S5"; tableData[7][5]="S4"; tableData[8][1]="S6";tableData[8][6]="S11"; tableData[9][1]="R1"; tableData[9][2]="R1"; tableData[9][3]="S7"; tableData[9][4]="S13"; tableData[9][6]="R1"; tableData[9][7]="R1"; tableData[10][1]="R4"; tableData[10][2]="R4"; tableData[10][3]="R4"; tableData[10][4]="R4"; tableData[10][6]="R4"; tableData[10][7]="R4"; tableData[11][1]="R7"; tableData[11][2]="R7"; tableData[11][3]="R7"; tableData[11][4]="R7"; tableData[11][6]="R7"; tableData[11][7]="R7"; tableData[12][0]="S5"; tableData[12][5]="S4";tableData[13][5]="S4";tableData[14][1]="R2";tableData[14][2]="R2";tableData[14][3]="S7";tableData[14][4]="S13";tableData[14][6]="R2";tableData[14][7]="R2";tableData[15][1]="R5";tableData[15][2]="R5";tableData[15][3]="R5";tableData[15][4]="R5";tableData[15][5]="R5";tableData[15][6]="R5";tableData[15][7]="R5";}string getCell(int rowN,int lineN){int row=rowN;int line=getLineNumber(lineN);if(row>=0&&row<row_num&&line>=0&&line<=line_num) return tableData[row][line];elsereturn"";}int getLineNumber(int lineN){for(int i=0;i<line_num;i++)if(lineName[i]==lineN)return i;return -1;}};【Table_go.h】//table_go.hclass Table_go{int row_num,line_num;//行数、列数string lineName[3];int tableData[16][3];public:Table_go(){row_num=16;line_num=3;lineName[0]="E";lineName[1]="T";lineName[2]="F";for(int m=0;m<row_num;m++) for(int n=0;n<line_num;n++)tableData[m][n]=0;tableData[0][0]=1;tableData[0][1]=2;tableData[0][2]=3;tableData[4][0]=8;tableData[4][1]=2;tableData[4][2]=3;tableData[6][1]=9;tableData[6][2]=3;tableData[7][2]=10;tableData[12][1]=14;tableData[12][2]=3;tableData[13][2]=15;}int getCell(int rowN,string lineNa){int row=rowN;int line=getLineNumber(lineNa);if(row>=0&&row<row_num&&line<=line_num) return tableData[row][line];elsereturn -1;}int getLineNumber(string lineNa){for(int i=0;i<line_num;i++)if(lineName[i]==lineNa)return i;return -1;}};【Stack_num.h】class Stack_num{int i; //栈顶标记int *data; //栈结构public:Stack_num() //构造函数{data=new int[100];i=-1;}int push(int m) //进栈操作{i++;data[i]=m;return i;}int pop() //出栈操作{i--;return data[i+1];}int getTop() //返回栈顶{return data[i];}~Stack_num() //析构函数{delete []data;}int topNumber(){return i;}void outStack(){for(int m=0;m<=i;m++)cout<<data[m];}};【Stack_str.h】class Stack_str{int i; //栈顶标记string *data; //栈结构public:Stack_str() //构造函数{data=new string[50];i=-1;}int push(string m) //进栈操作{i++;data[i]=m;return i;}int pop() //出栈操作{data[i]="";i--;return i;}string getTop() //返回栈顶{return data[i];}~Stack_str() //析构函数{delete []data;int topNumber(){return i;}void outStack(){for(int m=0;m<=i;m++)cout<<data[m];}};【cifa.cpp】//cifa.cpp#include<iostream>#include<string>#include"cifa.h"using namespace std;//关键字表和对应的编码stringcodestring[10]={"main","int","if","then","else","return","void","cout","endlint codebook[10]={26,21,22,23,24,25,27,28,29};//全局变量char ch;int flag=0;/*//主函数int main(){WordType word;cout<<"请输入源程序序列:";word=get_w();while(word.pro!="#")//#为自己设置的结束标志{cout<<"("<<word.code<<"，"<<"“"<<word.pro<<"”"<<")"<<endl;word=get_w();};return 0;}*/WordType get_w(){string str="";int code;WordType wordtmp;getch();//读一个字符getBC();//去掉空白符if(isLetter()){ //以字母开头while(isLetter()||isDigit()){str=concat(str);getch();}retract();code=Reserve(str);if(code==-1){wordtmp.code=0;wordtmp.pro=str;}//不是关键字else{wordtmp.code=code;wordtmp.pro=str;}//是关键字}else if(isDigit()){ //以数字开头while(isDigit()){str=concat(str);getch();}retract();wordtmp.code=30;wordtmp.pro=str;}else if(ch=='(') {wordtmp.code=1;wordtmp.pro="(";} else if(ch==')') {wordtmp.code=2;wordtmp.pro=")";} else if(ch=='{') {wordtmp.code=3;wordtmp.pro="{";} else if(ch=='}') {wordtmp.code=4;wordtmp.pro="}";} else if(ch==';') {wordtmp.code=5;wordtmp.pro=";";} else if(ch=='=') {wordtmp.code=6;wordtmp.pro="=";} else if(ch=='+') {wordtmp.code=7;wordtmp.pro="+";} else if(ch=='*') {wordtmp.code=8;wordtmp.pro="*";} else if(ch=='>') {wordtmp.code=9;wordtmp.pro=">";} else if(ch=='<') {wordtmp.code=10;wordtmp.pro="<";} else if(ch==',') {wordtmp.code=11;wordtmp.pro=",";} else if(ch=='\'') {wordtmp.code=12;wordtmp.pro="\'";} else if(ch=='-') {wordtmp.code=13;wordtmp.pro="-";} else if(ch=='/') {wordtmp.code=14;wordtmp.pro="/";} else if(ch=='#') {wordtmp.code=15;wordtmp.pro="#";} else if(ch=='|') {wordtmp.code=16;wordtmp.pro="|";}else {wordtmp.code=100;wordtmp.pro=ch;}return wordtmp;}void getch(){if(flag==0) //没有回退的字符ch=getchar();else //有回退字符，用回退字符，并设置标志flag=0;}void getBC(){while(ch==' '||ch=='\t'||ch=='\n')ch=getchar();}bool isLetter(){if(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='A'&&ch<='Z')return true;elsereturn false;}bool isDigit(){if(ch>='0'&&ch<='9')return true;elsereturn false;}string concat(string str){return str+ch;}void retract(){flag=1;}int Reserve(string str){int i;for(i=0;i<=8;i++){if(codestring[i]==str) //是某个关键字，返回对应的编码return codebook[i];}if(i==9) //不是关键字return -1;}【LR.cpp】#include<iostream>#include<string>#include<cstdlib>#include"cifa.h"#include"stack_num.h"#include"stack_str.h"#include"table_action.h"#include"table_go.h"using namespace std;void process(){int stepNum=1;int topStat;Stack_num statusSTK; //状态栈Stack_str symbolSTK; //符号栈Stack_num valueSTK; //值栈WordType word;Table_action actionTAB; //行为表Table_go goTAB; //转向表cout<<"请输入源程序，以#结束：";word=get_w();//总控程序初始化操作symbolSTK.push("#");statusSTK.push(0);valueSTK.push(0);cout<<"步骤\t状态栈\t符号栈\t值栈\t当前词\t动作\t转向"<<endl;//分析while(1){topStat=statusSTK.getTop(); //当前状态栈顶string act=actionTAB.getCell(topStat,word.code);//根据状态栈顶和当前单词查到的动作//输出cout<<stepNum++<<"\t";statusSTK.outStack(); cout<<"\t";symbolSTK.outStack(); cout<<"\t";valueSTK.outStack(); cout<<"\t";cout<<word.pro<<"\t";//行为为“acc”，且当前处理的单词为#，且状态栈里就两个状态//说明正常分析结束if(act=="acc"&&word.pro=="#"&&statusSTK.topNumber()==1){cout<<act<<endl;cout<<"分析成功！"<<endl;cout<<"结果为："<<valueSTK.getTop()<<endl;return;}//读到act表里标记为错误的单元格else if(act==""){cout<<endl<<"不是文法的句子！"<<endl;cout<<"错误的位置为单词"<<word.pro<<"附近。

实验三自下而上语法分析及语义分析实验三自下而上语法分析及语义分析一、实验目的：通过本实验掌握LR分析器的构造过程，并根据语法制导翻译，掌握属性文法的自下而上计算的过程。

二、实验学时：4学时。

三、实验内容根据给出的简单表达式的语法构成规则（见五），编制LR分析程序，要求能对用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析和语义分析。

对于正确的表达式，给出表达式的值。

对于错误的表达式，给出出错位置。

四、实验方法采用LR分析法。

首先给出S-属性文法的定义（为简便起见，每个文法符号只设置一个综合属性，即该文法符号所代表的表达式的值。

属性文法的定义可参照书137页表6.1），并将其改造成用LR分析实现时的语义分析动作（可参照书145页表6.5）。

接下来给出LR分析表。

然后程序的具体实现：●LR分析表可用二维数组（或其他）实现。

●添加一个val栈作为语义分析实现的工具。

●编写总控程序，实现语法分析和语义分析的过程。

注：对于整数的识别可以借助实验1。

五、文法定义简单的表达式文法如下：E->E+T|E-T|TT->T*F|T/F|FF->(E)|i上式中， i 为整数。

六、处理程序例例1: 正确源程序例：23+(45+4)* 40分析结果应为：正确的表达式。

其值为：1983例2: 错误源程序例：5+(56+)-24分析结果应为：错误的表达式：出错位置为）附录：源程序#include <stdio.h>#include"string.h"#include <iostream>using namespace std;#define R 30#define C 20typedef struct elem{char e[4];}Elem; //ACTION表与GoTo表中的元素类型Elem LR[R][C]; //存放ACTION表与GoTo表中的内容typedef struct out{int order; //序号int state[10]; //状态栈char sign[30]; //符号栈char grasen[20]; //产生式char input[30]; //输入串char explen[50]; //解释说明}OutNode; //输出结果中每一行的类型OutNode out[20]; //存放输出结果char Sentence[20]; //存放文法的一个句子char GramSent[10][20]; //存放文法的一组产生式int row,colno; //row为状态个数数，colno 为ACTION表与GoTo表列总数int stateTop=0,signTop=0; //状态栈与符号栈的栈顶位置(值与栈中元素的个数相等)void input_GramSent(){int i,num;printf("请输入文法中产生式的个数\n");scanf("%d",&num);for(i=0;i<num;i++){printf("请输入文法的第%d个产生式\n",i);scanf("%s",GramSent+i-1);}printf("请输入文法的一个句子\n");scanf("%s",Sentence);printf("**********************************************************\n"); printf("* 文法的产生式如下： *\n");printf("**********************************************************\n"); for(i=0;i<num;i++)printf("%s\n",GramSent+i);printf("**********************************************************\n"); printf("* 文法的句子如下： *\n");printf("**********************************************************\n"); printf("%s\n",Sentence);}void input_LR(int row,int colno) //row为行总数，colno为列总数{int i,j;char mid[4];printf("**********************************************************\n"); printf("* 提示：每输入一个元素后就回车 *\n");printf("**********************************************************\n");printf("请输入LR分析表的终结符(包括#)与非终结符\n");for(j=0;j<colno;j++)scanf("%s",LR[0][j].e);for(i=0;i<row;i++){printf("请输入%d号状态所对应的各列的元素,空白的地方用s代替\n",i);for(j=0;j<colno;j++){scanf("%s",mid);if(strcmp(mid,"s")==0||strcmp(mid,"S")==0)strcpy(LR[i+1][j].e," ");elsestrcpy(LR[i+1][j].e,mid);}}}void output_LR(int row,int colno){int i,j;printf("**********************************************************\n"); printf("* LR分析表如下： *\n");printf("**********************************************************\n"); printf("\n");printf(" ");for(j=0;j<colno;j++)printf("%s ",LR[0][j].e);printf("\n");for(i=1;i<=row;i++){printf("%d ",i-1);for(j=0;j<colno;j++)printf("%s ",LR[i][j].e);printf("\n");}printf("\n");}int SignNum(char ch)//给定一个终结符或非终结符,返回其在ACTION表与GoTo表中的列位置{int i;char c[2]="0";c[0]=ch;for(i=0;i<colno;i++)if(strcmp(c,LR[0][i].e)==0)return i;return -1;}int CharChangeNum(char* ch)//给定一数字字符串,返回其所对应的数字{int result=0;while(*ch!='\0'){result=result*10+(*ch-'0');ch++;}return result;}int OutResult(int s,int c,int i)//输出结果的第i+1行处理函数,(s 为状态，c为列){char mid[4],gra[20];int s_num,r_num;int n,len,j;strcpy(mid,LR[s+1][c].e);if(strcmp(mid," ")==0){ printf("不能规约\n"); return -2; }if(strcmp(mid,"acc")==0||strcmp(mid,"ACC")==0){ printf("规约成功\n"); return -1; }out[i+1].order=i+2;if(mid[0]=='s'||mid[0]=='S'){s_num=CharChangeNum(mid+1);//s_num为S后的数字for(j=0;j<stateTop;j++)out[i+1].state[j]=out[i].state[j];out[i+1].state[stateTop]=s_num;out[i+1].state[++stateTop]=-1; //完成第i+1行的状态栈赋值strcpy(out[i+1].sign,out[i].sign);out[i+1].sign[signTop]=out[i].input[0];out[i+1].sign[++signTop]='\0'; //完成第i+1行的符号栈的赋值strcpy(out[i+1].grasen," "); //完成第i+1行的产生式的赋值strcpy(out[i+1].input,out[i].input+1); //完成第i+1行的输入符号串的赋值}else if(mid[0]=='r'||mid[0]=='R'){r_num=CharChangeNum(mid+1);//r_num为r后的数字strcpy(gra,*(GramSent+r_num-1));len=strlen(gra);for(j=0;j<len;j++)if(gra[j]=='-' && gra[j+1]=='>')break;n=strlen(gra+j+2);stateTop-=n; signTop-=n;for(j=0;j<stateTop;j++)out[i+1].state[j]=out[i].state[j];j=SignNum(gra[0]);out[i+1].state[stateTop]=CharChangeNum(LR[out[i+1].state[stateTop-1]+1][j].e);out[i+1].state[++stateTop]=-1; //完成第i+1行的状态栈赋值strcpy(out[i+1].sign,out[i].sign);out[i+1].sign[signTop]=gra[0];out[i+1].sign[++signTop]='\0'; //完成第i+1行的符号栈的赋值strcpy(out[i+1].grasen,gra); //完成第i+1行的产生式的赋值strcpy(out[i+1].input,out[i].input); //完成第i+1行的输入符号串的赋值}return 1;}void OutputResult(int r){int i,j;printf("**********************************************************\n"); printf("* 句子：%s 用LR分析表规约过程如下：*\n",Sentence);printf("**********************************************************\n"); for(i=0;i<=r;i++){j=0;printf("%2d ",out[i].order);while(out[i].state[j]!=-1)printf("%d",out[i].state[j++]);printf(" %s %s %s\n",out[i].sign,out[i].grasen,out[i].input); }}int OutControl()//输出结果的总控函数{int s_num,i=0;out[0].order=1; //序号赋值out[0].state[0]=0; stateTop=1;out[0].state[stateTop]=-1; //状态栈赋值，置栈顶位strcpy(out[0].sign,"#"); signTop=1; //符号栈赋值，置栈顶位strcpy(out[0].grasen," "); //产生式为空strcpy(out[0].input,Sentence); //以下两行为输入串赋值strcat(out[0].input,"#");strcpy(out[0].explen,"0和#进栈"); //解释说明//初使化输出结果的第一行while(1){s_num=SignNum(out[i].input[0]);//if(s_num!=-1)if(OutResult(out[i].state[stateTop-1],s_num,i)!=1)break;i++;}return i;}main(){int r;printf("**********************************************************\n"); printf("* 函数的输入: 文法的产生式,文法句型的一个句子,LR分析表 *\n");printf("* 函数的输出: LR分析器的工作过程与说明 *\n"); printf("**********************************************************\n");printf("请输入LR分析表中终结符与非终结符的总个数\n"); scanf("%d",&colno);printf("请输入LR分析表中状态的总个数\n");scanf("%d",&row);input_LR(row,colno);output_LR(row,colno);input_GramSent();r=OutControl(); //r为输出结果的行数OutputResult(r);}七、实验小结这个程序是从网上下载下来的，根据这个实验要求做了些更改，但是总是出现溢出错误，只能运行到LR分析表的部分（如截图），没有找到解决问题的办法。