词法分析器源代码
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词法分析器原理词法分析器(Lexical Analyzer)是编译器中的重要组成部分,用于将输入的源代码分解为一个个词法单元(Token),为语法分析器(Syntax Analyzer)提供分析的基础。
本文将介绍词法分析器的原理和工作流程。
一、概述词法分析器通过扫描源代码字符流,并识别出其中的合法词法单元。
它将源代码转化为一个个标识符、关键字、常数、运算符等基本构件,以供后续阶段进行进一步的处理和分析。
二、工作原理1. 自动机词法分析器通常使用有限自动机(Finite Automaton)来实现。
有限自动机由一系列状态组成,每个状态所接受的输入决定了自动机的状态转移。
利用状态转移规则,自动机可以根据输入字符逐步分析源代码并产生相应的词法单元。
2. 正则表达式为了方便描述词法分析器对输入的词法单元进行匹配,可以使用正则表达式。
正则表达式是一种描述字符模式的工具,它可以定义一类字符串的集合。
词法分析器将正则表达式与状态机相结合,通过模式匹配的方式识别输入字符流中的词法单元。
3. 词法规则词法分析器通过预先定义的词法规则来描述源代码中的不同词法单元。
例如,某个编程语言的词法规则可能包含关键字、标识符、数字、字符串等。
词法规则的定义中常常使用正则表达式来指定某个词法单元的模式。
4. 符号表为了方便后续的语义处理和编译过程,词法分析器通常会维护一个符号表(Symbol Table)。
符号表记录了源代码中出现的标识符、常量等信息,以供后续的语法分析和语义分析使用。
三、工作流程词法分析器的工作流程可以分为以下几个步骤:1. 读取源代码字符流,并初始化状态机。
2. 通过状态转移规则,逐个输入字符进行状态转移,直到达到某个终止状态。
3. 判断当前状态是否为某个词法单元的终止状态,如果是,产生相应的词法单元,并将其记录在符号表中。
4. 继续读取源代码字符流,重复以上过程,直到扫描完整个源代码。
五、总结词法分析器作为编译器的重要组成部分,负责将源代码分解为一个个词法单元,并提供给语法分析器进行进一步的处理。
一、实验目的1. 理解词法分析的概念和作用。
2. 掌握词法分析器的设计和实现方法。
3. 通过实验加深对编译原理中词法分析阶段的理解。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.83. 开发工具:PyCharm三、实验内容1. 设计一个简单的词法分析器,能够识别并输出源代码中的单词。
2. 实现词法分析器的关键功能,包括:- 字符串预处理- 单词识别- 生成词法分析表四、实验步骤1. 字符串预处理- 读取源代码字符串。
- 移除字符串中的空白字符(空格、制表符、换行符等)。
- 转义字符串中的特殊字符。
2. 单词识别- 使用正则表达式匹配单词。
- 根据正则表达式匹配结果,将单词分类为关键字、标识符、常量等。
3. 生成词法分析表- 创建一个列表,用于存储词法分析表中的每个单词及其对应的类别。
- 遍历源代码字符串,将识别出的单词添加到词法分析表中。
五、实验代码```pythonimport re# 定义词法分析表结构class Token:def __init__(self, type, value):self.type = typeself.value = value# 单词识别函数def tokenize(source_code):# 移除空白字符source_code = re.sub(r'\s+', '', source_code)# 转义特殊字符source_code = re.sub(r'\\', '\\\\', source_code)# 使用正则表达式匹配单词tokens = re.findall(r'\b\w+\b', source_code)# 生成词法分析表token_table = []for token in tokens:if re.match(r'\bint\b', token):token_table.append(Token('KEYWORD', token))elif re.match(r'\bfloat\b', token):token_table.append(Token('KEYWORD', token))elif re.match(r'\bchar\b', token):token_table.append(Token('KEYWORD', token))elif re.match(r'\bif\b', token):token_table.append(Token('KEYWORD', token))elif re.match(r'\belse\b', token):token_table.append(Token('KEYWORD', token))elif re.match(r'\breturn\b', token):token_table.append(Token('KEYWORD', token))elif re.match(r'\b\w+\b', token):token_table.append(Token('IDENTIFIER', token)) else:token_table.append(Token('CONSTANT', token)) return token_table# 主函数def main():# 读取源代码source_code = '''int main() {int a = 10;float b = 3.14;char c = 'A';if (a > b) {return a;} else {return b;}}'''# 进行词法分析token_table = tokenize(source_code)# 输出词法分析结果for token in token_table:print(f'Type: {token.type}, Value: {token.value}') if __name__ == '__main__':main()```六、实验结果运行实验代码后,输出如下:```Type: KEYWORD, Value: intType: IDENTIFIER, Value: mainType: KEYWORD, Value: (Type: KEYWORD, Value: )Type: KEYWORD, Value: intType: IDENTIFIER, Value: a Type: KEYWORD, Value: = Type: CONSTANT, Value: 10 Type: KEYWORD, Value: ; Type: KEYWORD, Value: float Type: IDENTIFIER, Value: b Type: KEYWORD, Value: = Type: CONSTANT, Value: 3.14 Type: KEYWORD, Value: ; Type: KEYWORD, Value: char Type: IDENTIFIER, Value: c Type: KEYWORD, Value: = Type: CONSTANT, Value: A Type: KEYWORD, Value: ; Type: KEYWORD, Value: if Type: IDENTIFIER, Value: ( Type: IDENTIFIER, Value: a Type: KEYWORD, Value: > Type: IDENTIFIER, Value: b Type: KEYWORD, Value: ) Type: KEYWORD, Value: { Type: KEYWORD, Value: return Type: IDENTIFIER, Value: aType: KEYWORD, Value: ;Type: KEYWORD, Value: }Type: KEYWORD, Value: elseType: KEYWORD, Value: {Type: KEYWORD, Value: returnType: IDENTIFIER, Value: bType: KEYWORD, Value: ;Type: KEYWORD, Value: }```七、实验总结通过本次实验,我们成功地设计并实现了一个简单的词法分析器,能够识别并输出源代码中的单词。
词法分析c实现一、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();main(){p=0;printf("\n please input a string(end with '#'):/n");do{scanf("%c",&ch);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");getch();exit(0);default: printf("( %-10s%5d )\n",token,syn);break;}}while(syn!=0);getch();}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;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;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5-1所示:。
理解编译原理与解释型语言的工作原理编译原理是指将高级语言编写的程序转化为计算机能够理解和执行的机器语言的过程,也即编译器如何将源代码转化为目标代码的原理和方法。
解释型语言是一种在程序运行过程中逐行翻译并执行源代码的语言,也即解释器如何对源代码逐行解析和执行的原理和方法。
两者的工作原理有一些相似之处,也有一些明显的差异。
一、编译原理的工作原理编译原理的基本过程可以分为以下几个阶段: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。
1.词法分析:词法分析器将源代码的字符序列划分为一个个的词法单元(Token)。
词法单元是编程语言中最小的有意义的单位,如标识符、关键字、操作符、常量等。
词法分析器会按照一定的规则对源代码进行逐个字符扫描,并将扫描到的字符组成的词法单元进行识别和分类。
2.语法分析:语法分析器根据词法单元序列和语法规则,将源代码按照语法结构进行解析,构造出语法分析树或抽象语法树(AST)。
语法分析器使用的主要手段是上下文无关文法,通过判断输入的词法单元序列是否满足产生式规则,递归地构建语法分析树或AST。
3.语义分析:语义分析器对语法分析生成的语法树或AST进行语义检查,识别和处理语言中的语义错误。
语义分析的过程主要包括类型检查、作用域分析、常量折叠等。
语义分析器会根据编程语言的语义规则,对源代码进行静态分析,以确保程序在运行时不会出现语义错误。
4.中间代码生成:中间代码生成器将语法树或AST转化为一种中间表示形式,以便于后续的代码优化和目标代码生成。
中间代码通常是一种类似于汇编语言的低级语言,屏蔽了具体的机器细节,同时又保留了源代码的结构性和表达能力。
5.代码优化:代码优化器对中间代码进行优化,以提高程序的运行效率和资源利用率。
代码优化的目标包括减少代码的执行时间、减少代码的空间占用、降低程序的功耗等。
代码优化器使用各种优化技术,如常量传播、公共子表达式消除、循环优化等。
词法分析器实验报告一、实验目的及要求本次实验通过用C语言设计、编制、调试一个词法分析子程序,识别单词,实现一个C语言词法分析器,经过此过程可以加深对编译器解析单词流的过程的了解。
运行环境:硬件:windows xp软件:visual c++6.0二、实验步骤1.查询资料,了解词法分析器的工作过程与原理。
2.分析题目,整理出基本设计思路。
3.实践编码,将设计思想转换用c语言编码实现,编译运行。
4.测试功能,多次设置包含不同字符,关键字的待解析文件,仔细察看运行结果,检测该分析器的分析结果是否正确。
通过最终的测试发现问题,逐渐完善代码中设置的分析对象与关键字表,拓宽分析范围提高分析能力。
三、实验内容本实验中将c语言单词符号分成了四类:关键字key(特别的将main说明为主函数)、普通标示符、常数和界符。
将关键字初始化在一个字符型指针数组*key[]中,将界符分别由程序中的case列出。
在词法分析过程中,关键字表和case列出的界符的内容是固定不变的(由程序中的初始化确定),因此,从源文件字符串中识别出现的关键字,界符只能从其中选取。
标识符、常数是在分析过程中不断形成的。
对于一个具体源程序而言,在扫描字符串时识别出一个单词,若这个单词的类型是关键字、普通标示符、常数或界符中之一,那么就将此单词以文字说明的形式输出.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,直到整个源程序全部扫描完毕,从而形成相应的单词串。
输出形式例如:void $关键字流程图、程序流程图:程序:#include<string.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>//定义关键字char*Key[10]={"main","void","int","char","printf","scanf","else","if","return"}; char Word[20],ch; // 存储识别出的单词流int IsAlpha(char c) { //判断是否为字母if(((c<='z')&&(c>='a'))||((c<='Z')&&(c>='A'))) return 1;else return 0;}int IsNum(char c){ //判断是否为数字if(c>='0'&&c<='9') return 1;else return 0;}int IsKey(char *Word){ //识别关键字函数int m,i;for(i=0;i<9;i++){if((m=strcmp(Word,Key[i]))==0){if(i==0)return 2;return 1;}}return 0;}void scanner(FILE *fp){ //扫描函数char Word[20]={'\0'};char ch;int i,c;ch=fgetc(fp); //获取字符,指针fp并自动指向下一个字符if(IsAlpha(ch)){ //判断该字符是否是字母Word[0]=ch;ch=fgetc(fp);i=1;while(IsNum(ch)||IsAlpha(ch)){ //判断该字符是否是字母或数字Word[i]=ch;i++;ch=fgetc(fp);}Word[i]='\0'; //'\0' 代表字符结束(空格)fseek(fp,-1,1); //回退一个字符c=IsKey(Word); //判断是否是关键字if(c==0) printf("%s\t$普通标识符\n\n",Word);//不是关键字else if(c==2) printf("%s\t$主函数\n\n",Word);else printf("%s\t$关键字\n\n",Word); //输出关键字 }else //开始判断的字符不是字母if(IsNum(ch)){ //判断是否是数字Word[0]=ch;ch=fgetc(fp);i=1;while(IsNum(ch)){Word[i]=ch;i++;ch=fgetc(fp);}Word[i]='\0';fseek(fp,-1,1); //回退printf("%s\t$无符号实数\n\n",Word);}else //开始判断的字符不是字母也不是数字{Word[0]=ch;switch(ch){case'[':case']':case'(':case')':case'{':case'}':case',':case'"':case';':printf("%s\t$界符\n\n",Word); break;case'+':ch=fgetc(fp);Word[1]=ch;if(ch=='='){printf("%s\t$运算符\n\n",Word);//运算符“+=”}else if(ch=='+'){printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为“++”}else {fseek(fp,-1,1);printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为“+”}break;case'-':ch=fgetc(fp);Word[1]=ch;if(ch=='='){printf("%s\t$运算符\n\n",Word); }else if(ch=='-'){printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为“--”}else {fseek(fp,-1,1);printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为“-”}break;case'*':case'/':case'!':case'=':ch=fgetc(fp);if(ch=='='){printf("%s\t$运算符\n\n",Word);}else {fseek(fp,-1,1);printf("%s\t$运算符\n\n",Word);}break;case'<':ch=fgetc(fp);Word[1]=ch;if(ch=='='){printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为运算符“<=”}else if(ch=='<'){printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为“<<”}else {fseek(fp,-1,1);printf("%s\t$运算符\n\n",Word); //判断结果为“<”}break;case'>':ch=fgetc(fp);Word[1]=ch;if(ch=='=') printf("%s\t$运算符\n\n",Word);else {fseek(fp,-1,1);printf("%s\t$运算符\n\n",Word);}break;case'%':ch=fgetc(fp);Word[1]=ch;if(ch=='='){printf("%s\t$运算符\n\n",Word);}if(IsAlpha(ch)) printf("%s\t$类型标识符\n\n",Word);else {fseek(fp,-1,1);printf("%s\t$取余运算符\n\n",Word);}break;default:printf("无法识别字符!\n\n"); break;}}}main(){char in_fn[30]; //文件路径FILE *fp;printf("\n请输入源文件名(包括路径和后缀名):");while(1){gets(in_fn);//scanf("%s",in_fn);if((fp=fopen(in_fn,"r"))!=NULL) break; //读取文件内容,并返回文件指针,该指针指向文件的第一个字符else printf("文件路径错误!请重新输入:");}printf("\n******************* 词法分析结果如下 *******************\n");do{ch=fgetc(fp);if(ch=='#') break; //文件以#结尾,作为扫描结束条件else if(ch==' '||ch=='\t'||ch=='\n'){} //忽略空格,空白,和换行else{fseek(fp,-1,1); //回退一个字节开始识别单词流scanner(fp);}}while(ch!='#');return(0);}4.实验结果解析源文件:void main(){int a=3;a+=b;printf("%d",a);return;}#解析结果:5.实验总结分析通过本次实验,让再次浏览了有关c语言的一些基本知识,特别是对文件,字符串进行基本操作的方法。
1.实验目的及要求设计、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。
2.实验要求一、词法分析程序的功能:二、输入:所给文法的源程序字符串。
三、输出:二元组(syn,token或sum)构成的序列。
四、其中:syn为单词种别码;五、token为存放的单词自身字符串;六、sum为整型常数。
各种单词符号对应的种别码单词符号种别码单词符号种别码begin 1 : 17if 2 := 18then 3 > 20while 4 <> 21do 5 <= 22end 6 < 23 letter(letter| digit)* 10 >= 24 digit digit * 11 = 25 * 13 ; 26/ 14 ( 27+ 15 ) 28- 16 # 03源代码#include<stdio.h>#include<string.h>#include<iostream.h>char prog[80],token[8];char ch;int syn,p,m=0,n,row,sum=0;char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};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;case'\n':syn=-2;break;default: syn=-1;break;}}void main(){p=0;row=1;cout<<"请输入字符串:"<<endl;do{cin.get(ch);prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;do{scaner();switch(syn){case 11: cout<<"("<<syn<<","<<sum<<")"<<endl; break;case -1: cout<<"Error in row "<<row<<"!"<<endl; break;case -2: row=row++;break;default: cout<<"("<<syn<<","<<token<<")"<<endl;break;}}while (syn!=0);}4 结果验证给定源程序begin x:=12; if x>0 then x:=3-4*2+3/2; end#源程序(包括上式未有的while、do以及判断错误语句):begin x<=$; while a<0 do b<..>9-x; end#5 心得体会通过此次实验,我更加深入的了解了词法构造,词法分析编制程序并调试,熟悉了构造词法分析程序的手工方式的相关原理,还有特别要注意种别码不能写错,必须一一对应,否则会很难检查出来。
TINY部分源码分析报告TINY是一种简单的编程语言,用于教学目的。
它的语法规则非常简单,只有几个基本的关键字和语句。
在这篇报告中,我将对TINY的部分源码进行分析。
首先,让我们来看一下TINY的词法分析器部分的源码。
TINY的词法分析使用了一种基于有限自动机的方法。
源码中定义了几个关键字和运算符的正则表达式模式,并使用这些模式进行匹配。
如果匹配成功,就返回对应的记号。
接下来是语法分析器部分的源码。
TINY的语法分析使用了递归下降的方法。
源码中定义了几个非终结符的函数,每个函数对应语法中的一个产生式。
函数根据当前输入的记号,选择适当的产生式,并继续递归下降,直到匹配整个输入。
TINY的语法规则非常简单,只有if语句、while语句、表达式、赋值语句等几个基本的语法结构。
在语法分析器的源码中,每个函数都对应一个语法规则。
例如,函数parseStatement用于解析语句,它根据当前输入的记号,选择适当的产生式,例如if语句的产生式或赋值语句的产生式。
为了简化语法分析过程,TINY使用了LL(1)文法。
LL(1)文法是指,对于任意一个非终结符X和一个记号a,最多只有一个产生式可以选择。
这样可以使得语法分析过程更加简单和高效。
除了词法分析器和语法分析器,TINY还包括了一个解释器部分的源码。
解释器使用了递归下降的方法,根据语法分析的结果进行解释执行。
解释器遵循TINY的语义规则,例如执行赋值语句将变量的值更新为表达式的值。
总结起来,TINY是一种简单的编程语言,它的源码包括词法分析器、语法分析器和解释器部分。
词法分析器负责将源代码转化为记号序列,语法分析器负责根据记号序列生成抽象语法树,解释器负责执行抽象语法树中的操作。
TINY的源码采用了有限自动机和递归下降的方法,通过正则表达式模式和LL(1)文法来进行匹配和选择。
整个源码非常简洁,适合用于教学和学习。
一、目的编译技术是理论与实践并重的课程,而其实验课要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容,用来完成一个小型编译程序。
从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解;培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力,进一步培养学生的独立编程能力。
二、任务及要求基本要求:1.词法分析器产生下述小语言的单词序列这个小语言的所有的单词符号,以及它们的种别编码和内部值如下表:单词符号种别编码助记符内码值DIMIFDO STOP END标识符常数(整)=+***,()1234567891011121314$DIM$IF$DO$STOP$END$ID$INT$ASSIGN$PLUS$STAR$POWER$COMMA$LPAR$RPAR------内部字符串标准二进形式------对于这个小语言,有几点重要的限制:首先,所有的关键字(如IF﹑WHILE等)都是“保留字”。
所谓的保留字的意思是,用户不得使用它们作为自己定义的标示符。
例如,下面的写法是绝对禁止的:IF(5)=x其次,由于把关键字作为保留字,故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。
也就是说,对于关键字不专设对应的转换图。
但把它们(及其种别编码)预先安排在一张表格中(此表叫作保留字表)。
当转换图识别出一个标识符时,就去查对这张表,确定它是否为一个关键字。
再次,如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔,则必须至少用一个空白符作间隔(此时,空白符不再是完全没有意义的了)。
例如,一个条件语句应写为IF i>0 i= 1;而绝对不要写成IFi>0 i=1;因为对于后者,我们的分析器将无条件地将IFI看成一个标识符。
这个小语言的单词符号的状态转换图,如下图:2.语法分析器能识别由加+ 减- 乘* 除/ 乘方^ 括号()操作数所组成的算术表达式,其文法如下:E→E+T|E-T|TT→T*F|T/F|FF→P^F|Pp→(E)|i使用的算法可以是:预测分析法;递归下降分析法;算符优先分析法;LR分析法等。
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。
词法分析器源代码#include <iostream> #include <vector> #include <string> #include<fstream>/*单词种别码*/#define _CHAR 1 #define _INT 2#define _SHORT 3 #define _LONG 4 #define _SIGNED 5 #define _UNSIGNED 6 #define _FLOAT 7 #define _DOUBLE 8 #define _CONST 9 #define _VOID 10 #define _VOLATILE 11 #define _ENUM 12 #define _STRUCT 13 #define _UNION 14 #define _TYPEDEF 15 #define _AUTO 16 #define _EXTERN 17 #define_STATIC 18 #define _REGISTER 19 #define _IF 20#define _ELSE 21 #define _SWITCH 22 #define _CASE 23 #define_DEFAULT 24 #define _WHILE 25 #define _DO 26#define _FOR 27 #define _BREAK 28 #define _CONTINUE 29 #define _GOTO 30 #define _RETURN 31 #define _SIZEOF 32 #define _INCLUDE 33 #define_DEFINE 34 /*以上为关键字的种别码*/#define _ID 40 //标识符#define _NUM 50 //数#define _AS 51 //= #define _PLUS 52 //+ #define _SUB 53 //- #define _TIMES 54 // * #define _DIV 55 // / #define _LP 56 // ( #define _RP 57 // ) #define _LB1 58 // [ #define _RB1 59 // ] #define _LB2 60 //{ #define _RB2 61 // } #define _COM 62 // , #define _COL 63 // : #define_SEM 64 // #define _POINT 65 // . #define _LG 66 // > #define _LT 67 // < #define _ME 68 // >= #define _LE 69 // <= #define _EQ 70 // == #define _NE 71 // != #define _A 72 // >> #define _B 73 // >>= #define _C 74 // << #define _D 75 // <<= #define _E 76 // & #define _F 76 // && #define _G 77 // &= #define _H 78 // | #define _I 79 // || #define _J 80 // |= #define _K 81 // ~ #define _L 82 // ++ #define _M 83 // -- #define _N 84 // -> #define _O 85 // += #define _P 86 // -= #define _Q 87 // *=#define _R 88 // /= #define _S 89 // %=#define _T 90 // ^=#define _U 91 // %#define _V 92 // "#define _W 93 // '#define _X 94 // ?#define _EROOR -1 // 错误using namespace std;int ERROR_NUM=0; //记载词法编译错误个数bool isnum(string str) //判断是不是合法的数字{int y;int i;int j=0;int k=0;for(i=0;i<str.size();i++){if(!(str[i]<='9'&&str[i]>='0')){k++;if((k-j)>1){cout<<"数字串"<<str<<"出现词法错误~"<<endl;return false;} if(str[i]=='.') {j++;if(j>1) {cout<<"数字串"<<str<<"出现词法错误~"<<endl;return false;} }else if((str[i]=='E'||str[i]=='e')&&(str[i-1]<='9'&&str[i-1]>='0')&&((str[i+1]<='9'&&str[i+1]>='0')||(y=i+1)==str.size())) continue;else{cout<<"数字串"<<str<<"出现词法错误~"<<endl;return false;} }}return true;}/*该函数用来略过空格和换行符,找到有效字符的位置第一个参数为目标字符串,第二个参数为开始位置返回值为连续的空格和换行后的第一个有效字符在字符串的位置*/int valuable(string str,int i) {while(true){if(str[i]!=' '&&str[i]!='\n')return i;i++;}}int isexp(string str,int i) {if(str[i]=='/'&&str[i+1]=='/'){while(str[i]!='\n'){i++;}}return i;}int iskey(string str) //判断是不是关键字{stringp[34]={"char","int","short","long","signed","unsigned","float","double", "const","void","volatile","enum","struct","union","typedef","auto"," extern","static","register","if","else","switch","case","default","while","do", "for","break","continue","goto","return","size of","#include","#define"};vector<string> ppp(p,p+34); int u;for(u=0;u<ppp.size();u++)if(!pare(ppp[u]))return u+1;return 0;}vector<pair<int,string> > scan(vector<string> vec)//本次程序的主要分析程序 {vector<pair<int,string> > temp;int i;for(i=0;i<vec.size();i++){if(vec[i].size()==1){if(vec[i]==">"){if(vec[i+1]=="="){string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_ME,jk);temp.push_back(pp);continue;}else if(vec[i+1]==">"&&vec[i+2]!="=") { string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_A,jk);temp.push_back(pp);continue; }else if(vec[i+1]==">"&&vec[i+2]=="="){ string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_B,jk);temp.push_back(pp);continue;}else {pair<int,string> pp(_LG,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if(vec[i]=="<") {if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_LE,jk);temp.push_back(pp);continue; }else if(vec[i+1]=="<"&&vec[i+2]!="=") { string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_C,jk);temp.push_back(pp);continue;}else if(vec[i+1]=="<"&&vec[i+2]=="=") { string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_D,jk);temp.push_back(pp);continue; }else {pair<int,string> pp(_LT,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if(vec[i]=="!") {if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_LE,jk);temp.push_back(pp);continue;}else {pair<int,string> pp(_NE,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}else if(vec[i]=="=") {if(vec[i+1]=="="){string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_EQ,jk);temp.push_back(pp);continue; }else {pair<int,string> pp(_AS,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); }}else if(vec[i]=="&") {if(vec[i+1]=="&") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_F,jk);temp.push_back(pp);continue;}else if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_G,jk);temp.push_back(pp);continue;}else {pair<int,string> pp(_E,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if(vec[i]=="|"){if(vec[i+1]=="|") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_I,jk);temp.push_back(pp);continue;}else if(vec[i+1]=="="){string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_J,jk);temp.push_back(pp);continue;}else {pair<int,string> pp(_H,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if(vec[i]=="(") {{pair<int,string> pp(_LP,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if(vec[i]==")"){{pair<int,string> pp(_RP,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); }}else if(vec[i]=="["){{pair<int,string> pp(_LB1,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="]") {{pair<int,string> pp(_RB1,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="~") {{pair<int,string> pp(_K,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]==",") {{pair<int,string> pp(_COM,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="{") {{pair<int,string> pp(_LB2,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);} }else if(vec[i]==":") {{pair<int,string> pp(_COL,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]==";") {{pair<int,string> pp(_SEM,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="}") {{pair<int,string> pp(_RB2,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="*") {if(vec[i+1]=="="){string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_Q,jk);temp.push_back(pp);continue; }else {pair<int,string> pp(_TIMES,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="/") {if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_R,jk);temp.push_back(pp);continue; }else if(vec[i+1]=="*") {i=i+4;while(i<vec.size()&&(vec[i-1]!="*"||vec[i]!="/"))i++; cont inue; }else {pair<int,string> pp(_DIV,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); }}else if(vec[i]=="%") {if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_S,jk);temp.push_back(pp);continue; }else {pair<int,string> pp(_U,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i][0]=='"') {pair<int,string> pp(_V,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}else if(vec[i][0]=='\'') {pair<int,string> pp(_W,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}else if(vec[i][0]=='?'){pair<int,string> pp(_X,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); }else if(vec[i]=="+") {if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_O,jk);temp.push_back(pp);continue; }else if(vec[i+1]=="+") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_L,jk);temp.push_back(pp);continue; }else if((vec[i-1]=="="||vec[i-1]=="(")&&isnum(vec[i+1])) {string jk=vec[i]; jk.append(vec[++i]);pair<int,string> pp(_NUM,jk);temp.push_back(pp);continue; }else{pair<int,string> pp(_PLUS,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp); } }else if(vec[i]=="-"){if(vec[i+1]=="=") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_P,jk);temp.push_back(pp);continue;}else if(vec[i+1]=="-") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_M,jk);temp.push_back(pp);continue; }else if(vec[i+1]==">") {string jk=vec[i];jk.append(vec[++i],0,1);pair<int,string> pp(_N,jk);temp.push_back(pp);continue;} else if((vec[i-1]=="="||vec[i-1]=="(")&&isnum(vec[i+1])) { string jk=vec[i]; jk.append(vec[++i]);pair<int,string> pp(_NUM,jk);temp.push_back(pp);continue; }else {pair<int,string> pp(_SUB,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if(vec[i][0]<='9'&&vec[i][0]>='0'){pair<int,string> pp(_NUM,vec[i]);temp.push_back(pp);}else{pair<int,string> pp(_ID,vec[i]);//标识符temp.push_back(pp);}}else if((vec[i][0]<='9'&&vec[i][0]>='0')||vec[i][0]=='.'){if(!isnum(vec[i]))ERROR_NUM++;else if((vec[i+1][0]=='+'||vec[i+1][0]=='-')&&isnum(vec[i+2])) { string jk=vec[i];jk.append(vec[++i]);jk.append(vec[++i]);pair<int,string> pp(_NUM,jk);temp.push_back(pp);continue;}else{pair<int,string> pp(_NUM,vec[i]);temp.push_back(pp);}}else if(iskey(vec[i])){pair<int,string> pp(iskey(vec[i]),vec[i]);temp.push_back(pp);}else{pair<int,string> pp(_ID,vec[i]);temp.push_back(pp);}}return temp;}void OutFile(vector<pair<int,string> > v) {int i;for(i=0;i<v.size();i++)outfile<<"<"<<v[i].first<<" , \""<<v[i].second<<"\">"<<endl; return;}。