编译原理实验报告2-词法分析程序的设计

编译原理词法分析实验报告实验名称:词法分析器的设计与实现一、实验目的：1.熟悉编译原理中词法分析的基本概念和原理；2.掌握正则表达式的使用方法；3.实现一个简单的词法分析器。

二、实验内容：1.设计一个简单的编程语言，包含如下几种类型的词法单元：关键字、标识符、常量、运算符和界符。

2.使用正则表达式定义每种词法单元的模式。

3.设计一个词法分析器，将源代码中的每个词法单元识别出来并输出。

三、实验步骤：1. 确定编程语言的词法单元类型和正则表达式模式，定义相应的单词类型（如 TokenType）和模式（如 regex）。

2. 实现一个词法分析器的类 Lexer，包含以下方法：(1)一个构造方法，用于初始化词法分析器的输入源代码。

(2) 一个getNextToken方法，用于获取源代码中的下一个词法单元。

3. 在getNextToken方法中，使用正则表达式逐个识别源代码中的词法单元，并返回相应的Token对象。

4. 设计一个Token类，包含以下属性：词法单元类型、词法单元的值和位置信息等。

5.在主程序中使用词法分析器，将源代码中的每个词法单元识别出来并输出。

四、实验结果：1.设计一个简单的编程语言，包含如下词法单元类型（示例）：(1) 关键字：if、else、while、for等；(2)标识符：变量名等；(3)常量：整数、浮点数、字符串等；(4)运算符：+、-、*、/、=等；(5)界符：(、)、{、}、;等。

2. 实现一个词法分析器，识别出源代码中的每个词法单元，并输出相应的Token对象。

五、实验总结：通过本次实验，我熟悉了编译原理中词法分析的基本概念和原理，并掌握了正则表达式的使用方法。

我成功完成了一个简单的词法分析器的设计与实现，实现了源代码中每个词法单元的识别与输出。

这次实验对我深化了对编译原理中词法分析的理解，并提高了我的编程能力。

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》(实验部分)实验2_PL0 词法分析一、实验目的加深和巩固对于词法分析的了解和掌握；初步认识PL/0 语言的基础和简单的程序编写；通过本实验能够初步的了解和掌握程序词法分析的整个过程；提高自己上机和编程过程中处理具体问题的能力。

二、实验设备1、P C兼容机一台；操作系统为WindowsWindowsX P2、Visual C++ 6.0 或以上版本，Windows 2000 或以上版本，汇编工具 (在Software 子目录下)。

三、实验原理PL/O语言的编译程序，是用高级语言PASCAL语言书写的。

整个编译过程是由一些嵌套及并列的过程或函数完成。

词法分析程序是独立的过程GETSY完成，供语法分析读单词时使用。

四、实验步骤阅读所给出的词法分析程序( pl0_lexical.c )，搞懂程序中每一个变量的含义，以及每一个过程的作用，并在该过程中进行中文注释；阅读完程序后，画出各过程的流程图；给出的程序包含两处输入错误，利用所给的pl/0 源程序(test.pl0) 对程序进行调试，使其能正确对所给文件进行分析并能够解释运行；在阅读懂所给出的词法分析程序后，将你对词法分析的理解写在实验报告上。

实验代码#include<stdio.h>main(){ printf ("my name is 08061118 yuchaofeng ");}主程序：#include <stdio.h>#include <ctype.h>#include <alloc.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define NULL 0FILE *fp;char cbuffer;char *key[8]={"DO","BEGIN","ELSE","END","IF","THEN","VAR","WHILE"}; char *border[6]={",",";",":=",".","(",")"};char *arithmetic[4]={"+","-","*","/"};char *relation[6]={"<","<=","=",">",">=","<>"};char *consts[20];char *label[20];int constnum=0,labelnum=0;int search(char searchchar[],int wordtype){int i=0;switch (wordtype) {case 1:for (i=0;i<=7;i++){if (strcmp(key[i],searchchar)==0)return(i+1);};case 2:{for (i=0;i<=5;i++){if (strcmp(border[i],searchchar)==0)return(i+1);};return(0);}case 3:{for (i=0;i<=3;i++){ if (strcmp(arithmetic[i],searchchar)==0){};};return(0);};case 4:{for (i=0;i<=5;i++){ if (strcmp(relation[i],searchchar)==0){return(i+1);};};return(0);};case 5:{for (i=0;i<=constnum;i++){ if (strcmp(consts[i],searchchar)==0){return(i+1);};}consts[i-1]=(char *)malloc(sizeof(searchchar));strcpy(consts[i-1],searchchar);constnum++;return(i);};case 6:{for (i=0;i<=labelnum;i++){ if (strcmp(label[i],searchchar)==0){ return(i+1);};}label[i-1]=(char *)malloc(sizeof(searchchar)); strcpy(label[i-1],searchchar);return(i);};}}char alphaprocess(char buffer){int atype;int i=-1;char alphatp[20];while ((isalpha(buffer))||(isdigit(buffer))){ alphatp[++i]=buffer; buffer=fgetc(fp);}; alphatp[i+1]='\0';if (atype=search(alphatp,1)) printf("%s (1,%d)\n",alphatp,atype-1); else { atype=search(alphatp,6);printf("%s (6,%d)\n",alphatp,atype-1); };return(buffer);char digitprocess(char buffer){int i=-1;char digittp[20];int dtype;while ((isdigit(buffer))){ digittp[++i]=buffer;buffer=fgetc(fp);}digittp[i+1]='\0';dtype=search(digittp,5);printf("%s (5,%d)\n",digittp,dtype-1); return(buffer);}char otherprocess(char buffer){int i=-1;char othertp[20];int otype,otypetp;othertp[0]=buffer;othertp[1]='\0';if (otype=search(othertp,3)){printf("%s (3,%d)\n",othertp,otype-1);buffer=fgetc(fp);goto out;};if (otype=search(othertp,4)){buffer=fgetc(fp);othertp[1]=buffer;othertp[2]='\0';if (otypetp=search(othertp,4)){printf("%s (4,%d)\n",othertp,otypetp-1); goto out;}elseothertp[1]='\0';printf("%s (4,%d)\n",othertp,otype-1);goto out;};if (buffer==':'){ buffer=fgetc(fp);if (buffer=='=')printf(":= (2,2)\n");buffer=fgetc(fp);goto out;}else{if (otype=search(othertp,2)){ printf("%s (2,%d)\n",othertp,otype-1); buffer=fgetc(fp); goto out;}};if ((buffer!='\n')&&(buffer!=' '))printf("%c error,not a word\n",buffer); buffer=fgetc(fp);out: return(buffer);} void main(){ int i;for (i=0;i<=20;i++){label[i]=NULL; consts[i]=NULL;};if ((fp=fopen("skh.c","r"))==NULL) printf("error");else{ cbuffer = fgetc(fp);while (cbuffer!=EOF){if (isalpha(cbuffer)) cbuffer=alphaprocess(cbuffer);else if (isdigit(cbuffer))cbuffer=digitprocess(cbuffer); else cbuffer=otherprocess(cbuffer); };printf("over\n");};}。

编译原理实验词法分析实验报告一、实验目的词法分析是编译过程的第一个阶段，其主要任务是从左到右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。

本次实验的目的在于通过实践，深入理解词法分析的原理和方法，掌握如何使用程序设计语言实现词法分析器，提高对编译原理的综合应用能力。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为_____，开发工具为_____。

三、实验原理词法分析的基本原理是根据编程语言的词法规则，将输入的字符流转换为单词符号序列。

单词符号通常包括关键字、标识符、常量、运算符和界符等。

词法分析器的实现方法有多种，常见的有状态转换图法和正则表达式法。

在本次实验中，我们采用了状态转换图法。

状态转换图是一种有向图，其中节点表示状态，有向边表示在当前状态下输入字符的可能转移。

通过定义不同的状态和转移规则，可以实现对各种单词符号的识别。

四、实验步骤1、定义单词符号的类别和编码首先，确定实验中要识别的单词符号种类，如关键字（if、else、while 等）、标识符、整数常量、浮点数常量、运算符（＋、、、／等）和界符（括号、逗号等）。

为每个单词符号类别分配一个唯一的编码，以便后续处理。

2、设计状态转换图根据单词符号的词法规则，绘制状态转换图。

例如，对于标识符的识别，起始状态为“起始状态”，当输入为字母时进入“标识符中间状态”，在“标识符中间状态”中，若输入为字母或数字则继续保持该状态，直到遇到非字母数字字符时结束识别，确定为一个标识符。

3、编写词法分析程序根据状态转换图，使用所选编程语言实现词法分析器。

在程序中，通过不断读取输入字符，根据当前状态进行转移，并在适当的时候输出识别到的单词符号。

4、测试词法分析程序准备一组包含各种单词符号的测试用例。

将测试用例输入到词法分析程序中，检查输出的单词符号是否正确。

五、实验代码以下是本次实验中实现词法分析器的核心代码部分：｀｀｀include ＜stdioh>include ＜ctypeh>／／单词符号类别定义typedef enum ｛KEYWORD,IDENTIFIER,INTEGER_CONSTANT,FLOAT_CONSTANT,OPERATOR,DELIMITER｝ TokenType;／／关键字列表char keywords ＝｛＂if"，＂else"，＂while"，＂for"，＂int"，＂float"，＂void"｝；／／状态定义typedef enum ｛START,IN_IDENTIFIER,IN_INTEGER,IN_FLOAT,IN_OPERATOR｝ State;／／词法分析函数TokenType getToken(char token, int tokenLength) ｛State state ＝ START;int i ＝ 0;while （1) ｛char c ＝ getchar(）；switch （state) ｛case START:if （isalpha(c)）｛state ＝ IN_IDENTIFIER;tokeni+＋＝ c;｝ else if （isdigit(c)）｛state ＝ IN_INTEGER;tokeni+＋＝ c;｝ else if （c ＝＝＇＋＇｜｜ c ＝＝＇＇｜｜ c ＝＝＇＇｜｜ c ＝＝＇／＇｜｜ c ＝＝＇（＇｜｜ c ＝＝＇）＇｜｜ c ＝＝＇；＇｜｜ c ＝＝＇，＇）｛state ＝ IN_OPERATOR;tokeni+＋＝ c;｝ else if （c ＝＝＇＇）｛state ＝ IN_FLOAT;tokeni+＋＝ c;｝ else if （c ＝＝ EOF) ｛tokeni ＝＇＼0'；tokenLength ＝ i;return －1;｝ else ｛tokeni ＝＇＼0'；tokenLength ＝ i;return －2;｝break;case IN_IDENTIFIER:if （isalpha(c) ｜｜ isdigit(c)）｛tokeni+＋＝ c;｝ else ｛ungetc(c, stdin)；tokeni ＝＇＼0'；tokenLength ＝ i;／／检查是否为关键字for （int j ＝ 0; j ＜ sizeof(keywords) ／ sizeof(keywords0)； j+＋）｛if （strcmp(token, keywordsj) ＝＝ 0) ｛return KEYWORD;｝｝return IDENTIFIER;｝break;case IN_INTEGER:if （isdigit(c)）｛tokeni+＋＝ c;｝ else if （c ＝＝＇＇）｛state ＝ IN_FLOAT;tokeni+＋＝ c;｝ else ｛ungetc(c, stdin)；tokeni ＝＇＼0'；tokenLength ＝ i;return INTEGER_CONSTANT;｝break;case IN_FLOAT:if （isdigit(c)）｛tokeni+＋＝ c;｝ else ｛ungetc(c, stdin)；tokeni ＝＇＼0'；tokenLength ＝ i;return FLOAT_CONSTANT;｝break;case IN_OPERATOR: tokeni ＝＇＼0'；tokenLength ＝ i;return OPERATOR; break;｝｝｝int main(）｛char token100;int tokenLength;TokenType tokenType;while （（tokenType ＝ getToken(token, ＆tokenLength)）！＝－1) ｛switch （tokenType) ｛case KEYWORD:printf(＂Keyword: ％s\n"， token)；break;case IDENTIFIER:printf(＂Identifier: ％s\n"， token)；break;case INTEGER_CONSTANT:printf(＂Integer Constant: ％s\n"， token)；break;case FLOAT_CONSTANT:printf(＂Float Constant: ％s\n"， token)；break;case OPERATOR:printf(＂Operator: ％s\n"， token)；break;case DELIMITER:printf(＂Delimiter: ％s\n"， token)；break;｝｝return 0;｝｀｀｀六、实验结果对准备的测试用例进行输入，得到的词法分析结果如下：测试用例 1：｀｀｀int main(）｛int num ＝ 10;float pi ＝ 314;if （num ＞ 5) ｛printf(＂Hello, World!＼n"）；｝｝｀｀｀词法分析结果：｀｀｀Keyword: int Identifier: main Delimiter: （Delimiter: ）｛Identifier: num Operator: ＝Integer Constant: 10；Identifier: float Identifier: pi Operator: ＝Float Constant: 314；Keyword: ifDelimiter: （Identifier: numOperator: ＞Integer Constant: 5）｛Identifier: printfDelimiter: （String: ＂Hello, World!＼n" Delimiter: ）；｝｀｀｀测试用例 2：｀｀｀for （int i ＝ 0; i ＜ 10; i+＋）｛double result ＝ i 25;｀｀｀词法分析结果：｀｀｀Keyword: for Delimiter: （Keyword: int Identifier: i Operator: ＝Integer Constant: 0；Identifier: i Operator: ＜Integer Constant: 10；Identifier: i Operator: ＋＋）Identifier: doubleIdentifier: resultOperator: ＝Identifier: iOperator:Float Constant: 25；｝｀｀｀通过对多个测试用例的分析，词法分析器能够正确识别出各种单词符号，实验结果符合预期。

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。

编译原理词法分析一、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：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C语言程序源代码：#include <stdio.h>#include <string.h>char prog[80],token[8],ch;int syn,p,m,n,sum;char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};scaner();void scanner_example (FILE *fp);main(){FILE *fp;fp=fopen("D:\\1.txt","r");//打开文件scanner_example (fp);scaner();}void scanner_example (FILE *fp){do{ch=fgetc (fp);prog[p++]=ch;}while (ch!='#');p=0;do{scaner();switch(syn){case 11:printf("( %-10d%5d )\n",sum,syn);break;case -1:printf("you have input a wrong string\n");default: printf("( %-10s%5d )\n",token,syn);break;}}while(syn!=0);}scaner(){ sum=0;for(m=0;m<8;m++)token[m++]=NULL;ch=prog[p++];m=0;while((ch==' ')||(ch=='\n'))ch=prog[p++];if(((ch<='z')&&(ch>='a'))||((ch<='Z')&&(ch>='A'))){ while(((ch<='z')&&(ch>='a'))||((ch<='Z')&&(ch>='A'))||((ch>='0')&&(ch<='9'))) {token[m++]=ch;ch=prog[p++];}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')){ while((ch>='0')&&(ch<='9')){ sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}p--;syn=11;}else switch(ch){ case '<':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){ syn=22;token[m++]=ch;}else{ syn=20;p--;}break;case '>':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){ syn=24;token[m++]=ch;}else{ syn=23;p--;}break;case '+': token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='+'){ syn=17;token[m++]=ch;}else{ syn=13;p--;}break;case '-':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='-'){ syn=29;token[m++]=ch;}else{ syn=14;p--;}break;case '!':ch=prog[p++];if(ch=='='){ syn=21;token[m++]=ch;}else{ syn=31;p--;}break;case '=':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){ syn=25;token[m++]=ch;}else{ syn=18;p--;}break;case '*': syn=15;token[m++]=ch;break;case '/': syn=16;token[m++]=ch;break;case '(': syn=27;token[m++]=ch;break;case ')': syn=28;token[m++]=ch;break;case '{': syn=5;token[m++]=ch;break;case '}': syn=6;token[m++]=ch;break;case ';': syn=26;token[m++]=ch;break;case '\"': syn=30;token[m++]=ch;break;case '#': syn=0;token[m++]=ch;break;case ':':syn=17;token[m++]=ch;break;default: syn=-1;break;}token[m++]='\0';}四、结果分析：输入begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end # 后经词法分析输出如下序列：(begin 1)(x 10)(：17)(= 18)(9 11)(；26)(if 2)……如图所示：五、总结：词法分析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。

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。

《编译原理》实验报告软件131 陈万全132852一、需求分析通过对一个常用高级程序设计语言的简单语言子集编译系统中词法分析、语法分析、语义处理模块的设计、开发，掌握实际编译系统的核心结构、工作流程及其实现技术，获得分析、设计、实现编译程序等方面的实际操作能力，增强设计、编写和调试程序的能力。

通过开源编译器分析、编译过程可视化等扩展实验，促进学生增强复杂系统分析、设计和实现能力，鼓励学生创新意识和能力。

1、词法分析程序设计与实现假定一种高级程序设计语言中的单词主要包括五个关键字begin、end、if、then、else；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符，试构造能识别这些单词的词法分析程序。

输入：由符合和不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序文件。

输出：把所识别出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式形式输出，并将结果放到某个文件中。

对于标识符和无符号常数，CLASS字段为相应的类别码的助记符；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值；对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式，仅需在二元式的CLASS字段上放置相应单词的类别码的助记符，VALUE字段则为“空”。

2、语法分析程序设计与实现选择对各种常见高级程序设计语言都较为通用的语法结构——算术表达式的一个简化子集——作为分析对象，根据如下描述其语法结构的BNF定义G2[<算术表达式>]，任选一种学过的语法分析方法，针对运算对象为无符号常数和变量的四则运算，设计并实现一个语法分析程序。

G2[<算术表达式>]：<算术表达式> → <项> | <算术表达式>+<项> | <算术表达式>-<项><项> → <因式> | <项>*<因式> | <项>/<因式><因式> → <运算对象> | (<算术表达式>)若将语法范畴<算术表达式>、<项>、<因式>和<运算对象>分别用E、T、F和i 代表，则G2可写成：G2[E]：E → T | E+T | E-T T → F | T*F | T/F F → i | (E)输入：由实验一输出的单词串，例如：UCON，PL，UCON，MU，ID ······输出：若输入源程序中的符号串是给定文法的句子，则输出“RIGHT”，并且给出每一步分析过程；若不是句子，即输入串有错误，则输出“ERROR”，并且显示分析至此所得的中间结果，如分析栈、符号栈中的信息等，以及必要的出错说明信息。

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。

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。

信息科学与工程学院__《编译原理》_实验报告系别计算机科学与工程专业计算机科学与应用班级_____计122_______学号_____10123544_____姓名_____ 陈柏君_________指导教师金登男2014学年第二学期1.实验题目：词法分析2.实验日期：2015.4.9-2015.4.163.实验环境（操作系统，开发语言）操作系统：Windows开发语言：C4.实验要求4.1.用C语言开发词法分析程序PL0Compiler。

4.2.修改PL/0词法，将其定义为一种新的语言，例如称其为PL/1语言，并完成PL/1语言的词法分析程序。

5.实验步骤5.1.用PL/0语言编写PL/0测试用例源程序，将其命名为Test0.pl。

5.2.用C语言开发PL/0词法分析程序PL0Compiler。

PL0Compiler读入Test0.pl，识别出一个个单词，并将这些单词流依序同时输出到屏幕和文件中。

被输出的每个单词应包括（1）单词序号（2）单词字符串（3）单词类型（4）单词值（如果是标识符，其值是字符串；如果是数，其值是数值；如果是符号，其值是ASCII代码…）在程序开发过程中，应设立断点，单步运行词法分析程序，依次输出一个个单词。

分析和理解词法分析程序，解释词法分析程序中的数据和变量变化的原因和输出结果。

5.3.研究其他程序设计语言，找出与PL/0词法不同的构词法则（例如C语言的标识符的组成规则与PL/0标识符的组成规则有所不同）。

据此修改PL/0的某些词法（例如，将PL/0标识符组成规则修改为C语言的标识符的组成规则），将其定义为一种新的语言，例如称其为PL/1语言。

5.4.用PL/1语言编写PL/1测试用例源程序，将其命名为Test1.pl。

5.5.开发PL/1词法分析程序PL1Compiler。

（可通过修改原PL0Compiler，实现PL/1语言的词法分析功能）。

5.6.PL1Compiler读入Test1.pl，识别出一个个单词，并将这些单词流依序同时输出到屏幕和文件中。

编译原理词法分析程序设计实验报告【实验目的】1．了解词法分析的主要任务。

2．熟悉编译程序的编制。

【实验内容】根据某文法，构造一基本词法分析程序。

找出该语言的关键字、标识符、整数以及其他一些特殊符号，给出单词的种类和值。

【实验要求】1.构造一个小语言的文法类C小语言文法（以EBNF表示）<程序>：：=<分程序>{<分程序>} .<分程序>：：=<标识符>’(’<变量说明部分>{,<变量说明部分>}’)’<函数体><变量说明部分>：：=int<标识符>{,<标识符>}<函数体>：：=’{’[<变量说明部分>;]<语句序列>’}’<语句序列>：：=<语句序列>;<语句>|<语句><语句>：：=<赋值语句>|<条件语句>|<循环语句>|<函数调用语句><赋值语句>：：=<标识符>=<表达式><表达式>：：=[+|-]<项>{<加法运算符><项>}<项>：：=<因子>{<乘法运算符><因子>}<因子>：=<标识符>|<无符号整数><加法运算符>：：= +|-<乘法运算符>：：= *|/<条件语句>：：=if<条件>’{’<语句序列>’}’[else’{’<语句序列>’}’]<条件>：：=<表达式><关系运算符><表达式><关系运算符>：：= ==|!=|>|<|>=|<=<循环语句>：：=for’(’<表达式>;<条件>;<表达式>’)’ ’{’<语句序列>’}’<函数调用语句>：：=<标识符>’(’<标识符>{,<标识符>}|<空>’)’<标识符>：：=<字母>{<字母>|<数字>}<无符号整数>：：=<数字>{<数字>}<字母>：：=a|b|c|…|X|Y|Z<数字>：：=0|1|2|…|8|9单词分类情况关键字：int if else for标识符：以字母开头的字母和数字的组合关系运算符：==|!=|>|<|>=|<=加法运算符：+|-乘法运算符：*|/界符：，；{ } ( )2.设计单词的输出形式，单词的种类和值的表示方法种别码单词值如：1 int3.编写词法分析程序cffx.c实现基本的词法分析器，能够分析关键字、标识符、数字、运算符（需要有“==”或“：=”之类需要超前搜索的运算符）以及其他一些符号。

实验2 词法分析程序的设计一、实验目的掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。

二、实验内容编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。

三、实验要求1、根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图；标识符<字母>(<字母>|<数字字符>)*十进制整数0 | (（1|2|3|4|5|6|7|8|9）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9）*)八进制整数0（1|2|3|4|5|6|7）（0|1|2|3|4|5|6|7）*十六进制整数0x（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）*运算符和界符+ - * / > < = ( ) ；关键字if then else while do2、根据状态图，设计词法分析函数int scan( )，完成以下功能：1）从文本文件中读入测试源代码，根据状态转换图，分析出一个单词，2）以二元式形式输出单词<单词种类，单词属性>其中单词种类用整数表示：0：标识符1：十进制整数2：八进制整数3：十六进制整数运算符和界符，关键字采用一字一符，不编码其中单词属性表示如下：标识符，整数由于采用一类一符，属性用单词表示运算符和界符，关键字采用一字一符，属性为空3、编写测试程序，反复调用函数scan( )，输出单词种别和属性。

四、实验环境PC微机DOS操作系统或Windows 操作系统Turbo C 程序集成环境或Visual C++ 程序集成环境五、实验步骤1、根据正规式，画出状态转换图；2、根据状态图，设计词法分析算法；观察状态图，其中状态2、4、7、10（右上角打了星号）需要回调一个字符。

声明一些变量和函数：ch: 字符变量，存放最新读进的源程序字符。

strToken: 字符串变量，存放构成单词符号的字符串。

一、实验目的本次实验旨在使学生通过编译原理的学习，了解编译程序的设计原理及实现技术，掌握编译程序的各个阶段，并能将所学知识应用于实际编程中。

二、实验内容1. 词法分析2. 语法分析3. 语义分析4. 中间代码生成5. 代码优化6. 目标代码生成三、实验步骤1. 词法分析（1）设计词法分析器，识别输入源代码中的各种词法单元；（2）使用C语言实现词法分析器，并进行测试。

2. 语法分析（1）根据文法规则设计语法分析器，识别输入源代码的语法结构；（2）使用C语言实现语法分析器，并进行测试。

3. 语义分析（1）设计语义分析器，检查语法分析后的语法树，确保语义正确；（2）使用C语言实现语义分析器，并进行测试。

4. 中间代码生成（1）设计中间代码生成器，将语义分析后的语法树转换为中间代码；（2）使用C语言实现中间代码生成器，并进行测试。

5. 代码优化（1）设计代码优化器，对中间代码进行优化，提高程序性能；（2）使用C语言实现代码优化器，并进行测试。

6. 目标代码生成（1）设计目标代码生成器，将优化后的中间代码转换为特定目标机的汇编语言；（2）使用C语言实现目标代码生成器，并进行测试。

四、实验结果与分析1. 词法分析实验结果：成功识别输入源代码中的各种词法单元，包括标识符、关键字、运算符、常量等。

2. 语法分析实验结果：成功识别输入源代码的语法结构，包括表达式、语句、程序等。

3. 语义分析实验结果：成功检查语法分析后的语法树，确保语义正确。

4. 中间代码生成实验结果：成功将语义分析后的语法树转换为中间代码，为后续优化和目标代码生成提供基础。

5. 代码优化实验结果：成功对中间代码进行优化，提高程序性能。

6. 目标代码生成实验结果：成功将优化后的中间代码转换为特定目标机的汇编语言，为程序在目标机上运行做准备。

五、实验心得1. 编译原理是一门理论与实践相结合的课程，通过本次实验，我对编译程序的设计原理及实现技术有了更深入的了解。

实验名称：编译原理实验实验时间：2023年X月X日实验地点：实验室实验指导老师：XXX一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和流程。

2. 掌握词法分析和语法分析的基本方法。

3. 学习编译器生成中间代码和目标代码的过程。

4. 培养编程能力和问题解决能力。

二、实验内容本次实验主要包括以下内容：1. 词法分析：编写一个简单的词法分析器，将源代码输入转换为抽象语法树（AST）。

2. 语法分析：实现一个简单的递归下降解析器，对词法分析器输出的AST进行语法分析。

3. 中间代码生成：根据AST生成三地址代码（Three-Address Code）。

4. 代码优化：对生成的三地址代码进行优化。

5. 目标代码生成：将优化后的三地址代码转换为机器代码。

三、实验步骤1. 设计词法分析器首先，我们需要设计一个能够识别源代码中各种单词的词法分析器。

在本实验中，我们定义了以下几种单词：- 关键字：如if、else、while、int、float等。

- 标识符：由字母、数字和下划线组成，不能以数字开头。

- 常量：包括整型常量和浮点型常量。

- 运算符：如+、-、、/、==、<=等。

- 分隔符：如（、）、；、，等。

根据以上定义，我们可以编写一个词法分析器，它将输入的源代码字符串逐个字符地读取，并根据定义的规则识别出相应的单词。

2. 语法分析词法分析器生成的AST是一个树形结构，其中每个节点代表源代码中的一个单词或符号。

为了进一步分析AST的结构，我们需要实现一个递归下降解析器，它能够根据语法规则对AST进行解析。

在本实验中，我们以一个简单的算术表达式为例，实现了一个递归下降解析器。

解析器从AST的根节点开始，按照语法规则递归地解析每个子节点，直到整个表达式被解析完毕。

3. 中间代码生成在完成语法分析后，我们需要将AST转换为中间代码。

在本实验中，我们选择了三地址代码作为中间代码的形式。

三地址代码是一种表示赋值、条件判断和循环等操作的方式，它使用三个操作数和两个操作符来表示一个操作。

编译原理试验汇报（一）－－－－词法分析程序【目要求】经过设计编制调试一个具体词法分析程序, 加深对词法分析原理了解。

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词法分析方法。

【题目分析】本试验以用户指定想编译以C语言编写文件作为词法分析程序输入数据。

在进行词法分析中, 先自文件头开始以行为单位扫描程序, 将该行字符读入预先设定一个数组缓冲区中, 然后对该数组字符逐词分割, 进行词法分析, 将每个词分割成关键字、标识符、常量和运算符四种词种, 最终产生四个相对应表, 即关键字表、标识符表、常量表和运算符表, 它们以文件形式进行存放。

除此之外, 还产生一个编译后文件, 它指定了每个词在四个表中位置。

【试验过程】下面就词法分析程序汉字件和关键变量进行说明:文件:cpile.c 主程序文件key.txt 关键字文件operation.txt 运算符文件id.txt 标识符文件const.txt 常量文件after_com.txt 编译后产生文件关键变量:FILE *sfp,*nfp,*ifp,*kfp,*cfp,*pfp;char ib[50][20] 标识符表（动态生成）char cb[50][10] 常量表（动态生成）char kb[44][10] 关键字表（预先定义好）char pb[36][5] 运算符表（预先定义好）关键子函数名:int number(char s[],int i); 数字处理函数int letter(char s[],int i); 字符处理函数int operation(char s[],int i); 运算符处理函数void seti (char s[]); 标识符建立函数void setc (char s[]); 常量建立函数void cfile(char s1[], char s2[],int m); 将词和词所在表中位置写入编译后文件 void error1(char s[]); 字符处理犯错汇报void error2(char s[]); 标识符处理犯错汇报void error3(char s[]); 运算符处理犯错汇报void openall(); 打开全部文件void writeall(); 将四个表写入文件void closeall(); 关闭全部文件下面简明分析一下词法分析程序运行步骤:【程序调试】现有源程序a.c清单以下:#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]) {char ch;int i;ch='a';ch=ch+32 ;i=ch;printf("%d id %c\n",i,ch);/*打印*/ return 0;}运行词法分析程序后, 显示以下结果: after_com.txt文件:#[p--2]include[i--0]<[p--14]stdio.h[i--1]>[p--16]int[k--2]main[i--2]([p--7]int[k--2]argc[i--3],[p--6]char[k--0]*[p--9]argv[i--4]][p--21])[p--8]{[p--23]char[k--0]ch[i--5];[p--13]int[k--2]i[i--6];[p--13]ch[i--5]=[p--15]'[p--19]a[i--7]'[p--19];[p--13]ch[i--5]=[p--15]ch[i--5]+[p--10]32[c--0];[p--13]i[i--6]=[p--15]ch[i--5];[p--13]printf[k--33] ([p--7]"[p--1]d[i--8]id[i--9]%[p--4]c[i--10]\[p--20]n[i--11]"[p--1],[p--6]i[i--6],[p--6]ch[i--5])[p--8];[p--13]return[k--28]0[c--1];[p--13]}[p--25]key.txt 关键字文件:0 char1 short2 int3 unsigned4 long5 float6 double7 struct8 union9 void10 enum11 signed12 const13 volatile14 typedef15 auto16 register17 static18 extem19 break20 case21 continue22 default23 do24 else25 for26 goto27 if28 return29 switch30 while31 sizeof32 txt33 printf34 FILE35 fopen36 NULL37 fclose38 exit39 r40 read41 close42 w43fprintfid.txt 标识符文件:0 include1 stdio.h2 main3 argc4 argv5 ch6 i7 a8 d9 id10 c11 noperation.txt 运算符文件:0 !1 "2 #3 $4 %5 &6 ,7 (8 )9 *10 +11 -12 :13 ;14 <15 =16 >17 ?18 [19 '20 \21 ]22 .23 {24 ||25 }26 !=27 >=28 <=29 ==30 ++31 --32 &&33 /*34*/const.txt 常量文件:0 3210结果完全正确。

编译原理实验报告实验一一、实验名称：词法分析器的设计二、实验目的：1，词法分析器能够识别简单语言的单词符号2，识别出并输出简单语言的基本字。

标示符。

无符号整数.运算符.和界符。

三、实验要求：给出一个简单语言单词符号的种别编码词法分析器四、实验原理:1、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.2、程序流程图(1）主程序（2）扫描子程序3、各种单词符号对应的种别码五、实验内容:1、实验分析编写程序时，先定义几个全局变量a[]、token[]（均为字符串数组)，c,s( char型)，i,j,k（int型），a［］用来存放输入的字符串,token[]另一个则用来帮助识别单词符号,s用来表示正在分析的字符.字符串输入之后，逐个分析输入字符,判断其是否‘#’,若是表示字符串输入分析完毕，结束分析程序,若否则通过int digit(char c）、int letter(char c）判断其是数字，字符还是算术符,分别为用以判断数字或字符的情况，算术符的判断可以在switch语句中进行，还要通过函数int lookup(char token［])来判断标识符和保留字。

2 实验词法分析器源程序:＃include 〈stdio.h〉＃include <math.h>#include <string。

h>int i,j,k;char c,s,a［20]，token[20]=｛’0’｝;int letter(char s){if（(s〉=97)&&（s〈=122）) return(1);else return（0);｝int digit（char s）｛if（(s〉=48）＆＆（s<=57）) return(1)；else return(0);}void get(){s=a［i];i=i+1；｝void retract()｛i=i-1；}int lookup（char token[20］)｛if（strcmp（token，"while"）==0） return（1）;else if(strcmp(token,"if"）==0) return（2）;else if(strcmp(token,"else”）==0） return(3）;else if（strcmp（token，"switch”)==0） return(4）；else if（strcmp（token,"case")==0） return（5）;else return（0）;｝void main(）｛printf（”please input string ：\n"）；i=0;do{i=i+1；scanf("%c",＆a［i]）;｝while（a[i］!=’#’)；i=1;j=0;get();while(s!=’#')｛ memset(token，0，20);switch（s)｛case 'a':case ’b'：case ’c'：case ’d':case ’e’：case ’f’:case 'g’:case ’h'：case 'i'：case ’j'：case 'k’:case ’l':case 'm’：case 'n':case ’o'：case ’p'：case ’q’：case 'r’:case 's’：case 't’:case ’u’：case ’v’:case ’w’:case ’x'：case ’y':case ’z’：while（letter(s）||digit(s)）{token[j］=s;j=j+1；get()；｝retract();k=lookup（token）;if（k==0)printf（"（%d,％s）”,6,token）;else printf("（%d,—)"，k);break;case ’0':case ’1’:case ’2'：case ’3':case '4’：case '5’：case ’6'：case ’7’：case ’8’:case '9’：while（digit(s）)｛token[j]=s;j=j+1；get（）;｝retract(）;printf(”％d,％s",7,token）；break;case '+'：printf(”（’+',NULL)”）；break;case ’-':printf("（’-'，null）"）;break；case ’＊':printf（”（'＊’，null）"）;break;case '<':get()；if(s=='=’） printf（”（relop,LE)”）；else｛retract(）；printf（"（relop，LT)"）;｝break;case ’='：get（）;if(s=='=’）printf（"(relop,EQ)"）；else{retract（）；printf(”('=',null）”)；｝break；case ’；'：printf（”（；,null)")；break；case ' ’：break；default:printf（"！\n”)；}j=0;get(）；｝ }六：实验结果：实验二一、实验名称：语法分析器的设计二、实验目的：用C语言编写对一个算术表达式实现语法分析的语法分析程序，并以四元式的形式输出，以加深对语法语义分析原理的理解,掌握语法分析程序的实现方法和技术.三、实验原理：1、算术表达式语法分析程序的算法思想首先通过关系图法构造出终结符间的左右优先函数f(a)，g(a）。