编译原理词法分析程序实现实验报告

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。

编译原理实验报告班级姓名：学号：自我评定：实验一词法分析程序实现一、实验目的与要求通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。

二、实验内容根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。

例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。

输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。

输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。

例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。

对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。

对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。

另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。

三、实现方法与环境词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。

其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。

一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。

构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。

编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要学科，它涉及到将高级编程语言转换为计算机能够理解和执行的机器语言。

本次实验的目的是通过实际操作和编程实践，深入理解编译原理中的词法分析、语法分析、语义分析以及中间代码生成等关键环节，提高我们对编译过程的认识和编程能力。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为C+＋，开发环境为Visual Studio 2019。

此外，还使用了一些相关的编译工具和调试工具，如 GDB 等。

三、实验内容（一）词法分析器的实现词法分析是编译过程的第一步，其任务是将输入的源程序分解为一个个单词符号。

在本次实验中，我们使用有限自动机的理论来设计和实现词法分析器。

首先，定义了各种单词符号的类别，如标识符、关键字、常量、运算符等。

然后，根据这些类别设计了相应的状态转换图，并将其转换为代码实现。

在实现过程中，使用了正则表达式来匹配输入字符串中的单词符号。

对于标识符和常量等需要进一步处理的单词符号，使用了相应的规则进行解析和转换。

（二）语法分析器的实现语法分析是编译过程的核心环节之一，其任务是根据给定的语法规则，分析输入的单词符号序列是否符合语法结构。

在本次实验中，我们使用了递归下降的语法分析方法。

首先，根据实验要求定义了语法规则，并将其转换为相应的递归函数。

在递归函数中，通过对输入单词符号的判断和处理，逐步分析语法结构。

为了处理语法错误，在分析过程中添加了错误检测和处理机制。

当遇到不符合语法规则的输入时，能够输出相应的错误信息，并尝试进行恢复。

（三）语义分析及中间代码生成语义分析的目的是对语法分析得到的语法树进行语义检查和语义处理，生成中间代码。

在本次实验中，我们使用了三地址码作为中间代码的表示形式。

在语义分析过程中，对变量的定义和使用、表达式的计算、控制流语句等进行了语义检查和处理。

对于符合语义规则的语法结构，生成相应的三地址码指令。

四、实验步骤（一）词法分析器的实现步骤1、定义单词符号的类别和对应的正则表达式。

编译原理词法分析实验报告实验一词法分析一、实验目的通过设计编制调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。

并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。

编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。

并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。

二、实验内容（1）功能描述：该程序是实现一个词法分析器，词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。

词法分析器的单词符号常常表示成以下的二元式(单词种别码，单词符号的属性值)。

本实验中，采用的是将单词分为五种的方法。

识别关键字：main、if、int、for、while、do、return、break、continue；单词种别码为1。

标识符：单词种别码为2。

常数：为无符号整形数；单词种别码为3。

运算符：包括：+、-、*、/、=、>、<、>=、<=、!= ；单词种别码为4。

分隔符：包括：,、;、{、}、(、)；单词种别码为5。

（2）程序结构描述：输入：从控制台输入一段源程序代码，对输入的代码进行词法分析,处理：分离出关键字、标识符、数值、运算符和界符。

输出：在词法分析结果表中输出每个单词所在行号、类型以及它所对应的编码。

其中，编码是自定义的,一种类型对应一个编码。

词法分析结果显示在控制台上。

（3）程序设计思路1、定义编码表，用ArrayList集合存放单词，如：关键字、运算符、分界符。

这三种单词是固定的，标示符和数字这两种单词不存放在集合中。

编码表是固定的，只需要初始化一次就够了，所以将集合定义为static类型，使其在类加载时，进行一次初始化。

2、static char allstr[] = new char[100000];该数组用于存储用户从控制台输入的所有字符。

3、//从键盘获取一个一个的字符public char Getchar() {try {ch = (char) System.in.read();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return ch;}4、用while循环遍历allstr数组中存放的字符，判断分离出关键字、标示符、数字、运算符、标示符。

一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和原理。

2. 掌握编译器的各个阶段及其实现方法。

3. 能够运用编译原理的知识解决实际问题。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发工具：Visual Studio 20194. 实验内容：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成三、实验内容1. 词法分析（1）实验目的：实现一个简单的词法分析器，将源代码中的字符序列转换为词法符号序列。

（2）实验步骤：1）定义词法符号类型，包括标识符、关键字、运算符、常量等。

2）设计词法分析器算法，对源代码进行遍历，将字符序列转换为词法符号序列。

3）实现词法分析器程序，输出词法符号序列。

（3）实验结果：输入源代码：int a = 10;输出词法符号序列：{<int, int>, <a, a>, <=, =>, <10, 10>, <;, ;>}2. 语法分析（1）实验目的：实现一个简单的语法分析器，将词法符号序列转换为抽象语法树（AST）。

（2）实验步骤：1）定义语法规则，包括产生式、非终结符、终结符等。

2）设计语法分析算法，根据语法规则对词法符号序列进行解析，生成AST。

3）实现语法分析器程序，输出AST。

（3）实验结果：输入词法符号序列：{<int, int>, <a, a>, <=, =>, <10, 10>, <;, ;>}输出AST：```AST:- ExpressionStatement- Expression- BinaryExpression- Identifier: a- Operator: =- Constant: 10```3. 语义分析（1）实验目的：实现语义分析器，对AST进行语义检查，确保程序的正确性。

（2）实验步骤：1）定义语义规则，包括类型检查、作用域检查等。

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。

(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=='.')。

实验一：词法分析一、实验目的：1、通过设计编制调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。

并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。

2、编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本关键字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。

并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。

（遇到错误时可显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示）二、实验预习提示1、词法分析器的功能和输出格式词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。

词法分析器的单词符号常常表示成以下的二元式(单词种别码，单词符号的属性值)。

本实验中，采用的是一类符号一种别码的方式。

2、单词的BNF表示<标识符>-> <字母><字母数字串><字母数字串>-><字母><字母数字串>|<数字><字母数字串>|<下划线><字母数字串>|ε<无符号整数>-> <数字><数字串><数字串>-> <数字><数字串> |ε<加法运算符>-> +<减法运算符>->-<大于关系运算符>->><大于等于关系运算符>-> >=3、“超前搜索”方法词法分析时，常常会用到超前搜索方法。

如当前待分析字符串为“a>+”,当前字符为’>’，此时，分析器到底是将其分析为大于关系运算符还是大于等于关系运算符呢？显然，只有知道下一个字符是什么才能下结论。

于是分析器读入下一个字符’+’，这时可知应将’>’解释为大于运算符。

但此时，超前读了一个字符’+’，所以要回退一个字符，词法分析器才能正常运行。

在分析标识符，无符号整数等时也有类似情况。

编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要课程，旨在让学生了解编译器的基本工作原理以及相关技术。

本次实验旨在通过设计和实现一个简单的编译器，来进一步加深对编译原理的理解，并掌握实际应用的能力。

二、实验环境本次实验使用了Java编程语言及相关工具。

在开始实验前，我们需要安装Java JDK并配置好运行环境。

三、实验内容及步骤1. 词法分析词法分析是编译器的第一步，它将源代码分割成一系列词法单元。

我们首先实现一个词法分析器，它能够将输入的源代码按照语法规则进行切割，并识别出关键字、标识符、数字、运算符等。

2. 语法分析语法分析是编译器的第二步，它将词法分析得到的词法单元序列转化为语法树。

我们使用自顶向下的LL(1)语法分析算法，根据文法规则递归地构建语法树。

3. 语义分析语义分析是编译器的第三步，它对语法树进行检查和转换。

我们主要进行类型检查、语法错误检查等。

如果源代码存在语义错误，编译器应该能够提供相应的错误提示。

4. 代码生成代码生成是编译器的最后一步，它将经过词法分析、语法分析和语义分析的源代码翻译为目标代码。

在本次实验中，我们将目标代码生成为Java字节码。

5. 测试与优化完成以上步骤后，我们需要对编译器进行测试，并进行优化。

通过多个测试用例的执行，我们可以验证编译器的正确性和性能。

四、实验心得通过完成这个编译器的实验，我收获了很多。

首先，我对编译原理的知识有了更深入的理解。

在实验过程中，我深入学习了词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键技术，对编译器的工作原理有了更系统的了解。

其次，我提高了编程能力。

实现一个完整的编译器需要处理复杂的数据结构和算法，这对我的编程能力是一个很好的挑战。

通过实验，我学会了合理地组织代码，优化算法，并注意到细节对程序性能的影响。

最后，我锻炼了解决问题的能力。

在实验过程中，我遇到了很多困难和挑战，但我不断地调试和改进代码，最终成功地实现了编译器。

一、实验目的1.1总体目的1.1.1 掌握词法分析的基本原理；1.1.2.理解词法分析在编译程序过程中的作用；1.1.3.熟悉关键字表等相关的数据结构与单词的分类方法.1.1.4.加深对编译原理的理解，掌握词法分析器的实现方法和技术，同时，将JA V A 的理论知识结合实际，锻炼编程技术，强调良好的程序设计风格。

1.2程序目的利用JAVA语言针对C语言编制一个一遍扫描的编译程序。

从文件中识别出各个单词, 识别出所取的单词的类型, 并且对代码中的词法错误进行提示。

二、实验内容根据编译原理中的词法分析原理, 利用Java语言针对C语言编写一个词法分析程序: 输入: 打开一个C语言程序的源代码文件, 将其读入程序输入框。

处理: 对输入框中的代码进行词法分析,分离出关键字、标识符、数值、运算符和界符。

输出：在词法分析结果表中输出每个单词所在行号、类型以及它所对应的编码。

其中, 编码是自定义的,一种类型对应一组编码。

词法分析结果显示在词法分析错误信息栏, 提示错误个数、错误所在行号, 并对某些词法错误原因进行说明。

三、实验需求针对C语言程序代码进行词法分析器, 从指定文件中读入预分析的源程序, 从左至右扫描源程序的字符串, 按照词法规则（正则文法规则）识别出一个个正确的单词, 并转换成该单词相应的二元式（种别码、属性值）以便之后进行语法分析使用。

同时, 按照给定的规则, 识别出单词符号作为输出, 发现其中的语法错误, 不同类别的字符通过相应的函数模块来分析识别, 使程序能够正确识别文法所规定的任何组织形式的字符组合, 将所有的分析状态显示在词法分析器中。

最后在错误分析栏中显示该文件中C语言代码的词法错误个数、错误所在行, 并对错误原因进行说明。

四、主要数据结构介绍4.1关键字编码4.2标识符统一编码1004.3数值统一编码2004.4界符编码4.5运算符编码4.6全局变量含义int row: 语法错误出现的所在列数int line: 语法错误出现的所在行数int err: 语法错误的个数int begin: 当前程序扫描在字符串中的开始位置int end: 当前程序扫描在字符串中的结束位置4.7局部变量定义int i: 选择第i 个字符进行检测 int state: 单词类型判断标志 int N: 文件长度char c: 当前遍历的字符 string str: 输入字符串 int flag: 退出标志五、主要模块算法介绍5.1总体流程介绍说明: state 为输入字符状态标志, 根据输入字符不同类型选择不同处理。