词法分析与语法分析器实验设计
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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。
一、实验目的1. 理解语法分析的基本概念和原理。
2. 掌握语法分析器的构建方法。
3. 培养实际操作能力,提高编程水平。
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. 语法分析概述2. 词法分析3. 语法分析4. 实验实现四、实验步骤1. 语法分析概述(1)了解语法分析的定义、作用和意义。
(2)掌握语法分析的基本原理和流程。
2. 词法分析(1)编写词法分析器代码,将源代码分解成单词序列。
(2)实现词法分析器的各个功能,如:识别标识符、关键字、运算符等。
3. 语法分析(1)设计语法分析器,将单词序列转换为抽象语法树(AST)。
(2)实现语法分析器的各个功能,如:识别表达式、语句、函数等。
4. 实验实现(1)创建Python项目,导入相关库。
(2)编写词法分析器代码,实现单词序列的分解。
(3)编写语法分析器代码,实现抽象语法树的构建。
(4)测试语法分析器,验证其正确性。
五、实验结果与分析1. 词法分析结果实验中,我们成功地将源代码分解成单词序列,包括标识符、关键字、运算符等。
词法分析器的输出结果如下:```identifier: akeyword: intoperator: +identifier: boperator: =integer: 5```2. 语法分析结果通过语法分析器,我们将单词序列转换成抽象语法树。
以下是一个示例的抽象语法树:```Program├── Declaration│ ├── Type│ │ ├── Identifier│ │ └── Integer│ └── Identifier│ └── a└── Statement├── Expression│ ├── Identifier│ └── a└── Operator└── =└── Expression├── Identifier└── b└── Integer└── 5```从实验结果可以看出,我们的语法分析器能够正确地将源代码转换为抽象语法树。
编译原理实验报告一.LL(1)文法分析1.设计要求(1)对输入文法,它能判断是否为LL(1)文法,若是,则转(2);否则报错并终止;(2)输入已知文法,由程序自动生成它的LL(1)分析表;(3)对于给定的输入串,应能判断识别该串是否为给定文法的句型。
2.分析该程序可分为如下几步:(1)读入文法(2)判断正误(3)若无误,判断是否为LL(1)文法(4)若是,构造分析表;(5)由总控算法判断输入符号串是否为该文法的句型。
3.流程图开始读入文法有效?是是LL(1)文法?是判断句型报错结束4.源程序/*******************************************语法分析程序作者:xxx学号:xxx********************************************/#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>/*******************************************/int count=0; /*分解的产生式的个数*/int number; /*所有终结符和非终结符的总数*/char start; /*开始符号*/char termin[50]; /*终结符号*/char non_ter[50]; /*非终结符号*/char v[50]; /*所有符号*/char left[50]; /*左部*/char right[50][50]; /*右部*/char first[50][50],follow[50][50]; /*各产生式右部的FIRST和左部的FOLLOW集合*/ char first1[50][50]; /*所有单个符号的FIRST集合*/char select[50][50]; /*各单个产生式的SELECT集合*/char f[50],F[50]; /*记录各符号的FIRST和FOLLOW是否已求过*/char empty[20]; /*记录可直接推出^的符号*/char TEMP[50]; /*求FOLLOW时存放某一符号串的FIRST集合*/int validity=1; /*表示输入文法是否有效*/int ll=1; /*表示输入文法是否为LL(1)文法*/int M[20][20]; /*分析表*/char choose; /*用户输入时使用*/char empt[20]; /*求_emp()时使用*/char fo[20]; /*求FOLLOW集合时使用*//*******************************************判断一个字符是否在指定字符串中********************************************/int in(char c,char *p){int i;if(strlen(p)==0)return(0);for(i=0;;i++){if(p[i]==c)return(1); /*若在,返回1*/if(i==strlen(p))return(0); /*若不在,返回0*/}}/*******************************************得到一个不是非终结符的符号********************************************/char c(){char c='A';while(in(c,non_ter)==1)c++;return(c);}/*******************************************分解含有左递归的产生式********************************************/void recur(char *point){ /*完整的产生式在point[]中*/int j,m=0,n=3,k;char temp[20],ch;ch=c(); /*得到一个非终结符*/k=strlen(non_ter);non_ter[k]=ch;non_ter[k+1]='\0';for(j=0;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[n]==point[0]){ /*如果‘|’后的首符号和左部相同*/ for(j=n+1;j<=strlen(point)-1;j++){while(point[j]!='|'&&point[j]!='\0')temp[m++]=point[j++];left[count]=ch;memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';m=0;count++;if(point[j]=='|'){n=j+1;break;}}}else{ /*如果‘|’后的首符号和左部不同*/ left[count]=ch;right[count][0]='^';right[count][1]='\0';count++;for(j=n;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';printf(" count=%d ",count);m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';count++;m=0;}}}/*******************************************分解不含有左递归的产生式********************************************/void non_re(char *point){int m=0,j;char temp[20];for(j=3;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]='\0';m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]='\0';count++;m=0;}/*******************************************读入一个文法********************************************/ char grammer(char *t,char *n,char *left,char right[50][50]) {char vn[50],vt[50];char s;char p[50][50];int i,j,k;printf("\n请输入文法的非终结符号串:");scanf("%s",vn);getchar();i=strlen(vn);memcpy(n,vn,i);n[i]='\0';printf("请输入文法的终结符号串:");scanf("%s",vt);getchar();i=strlen(vt);memcpy(t,vt,i);t[i]='\0';printf("请输入文法的开始符号:");scanf("%c",&s);getchar();printf("请输入文法产生式的条数:");scanf("%d",&i);getchar();for(j=1;j<=i;j++){printf("请输入文法的第%d条(共%d条)产生式:",j,i);scanf("%s",p[j-1]);getchar();}for(j=0;j<=i-1;j++)if(p[j][1]!='-'||p[j][2]!='>'){ printf("\ninput error!");validity=0;return('\0');} /*检测输入错误*/for(k=0;k<=i-1;k++){ /*分解输入的各产生式*/if(p[k][3]==p[k][0])recur(p[k]);elsenon_re(p[k]);}return(s);}/*******************************************将单个符号或符号串并入另一符号串********************************************/void merge(char *d,char *s,int type){ /*d是目标符号串,s是源串,type=1,源串中的‘^ ’一并并入目串;type=2,源串中的‘^ ’不并入目串*/int i,j;for(i=0;i<=strlen(s)-1;i++){if(type==2&&s[i]=='^');else{for(j=0;;j++){if(j<strlen(d)&&s[i]==d[j])break;if(j==strlen(d)){d[j]=s[i];d[j+1]='\0';}}}}}/*******************************************求所有能直接推出^的符号********************************************/void emp(char c){ /*即求所有由‘^ ’推出的符号*/ char temp[10];int i;for(i=0;i<=count-1;i++){if(right[i][0]==c&&strlen(right[i])==1){temp[0]=left[i];temp[1]='\0';merge(empty,temp,1);emp(left[i]);}}}/*******************************************求某一符号能否推出‘^ ’********************************************/int _emp(char c){ /*若能推出,返回1;否则,返回0*/ int i,j,k,result=1,mark=0;char temp[20];temp[0]=c;temp[1]='\0';merge(empt,temp,1);if(in(c,empty)==1)return(1);for(i=0;;i++){if(i==count)return(0);if(left[i]==c) /*找一个左部为c的产生式*/{j=strlen(right[i]); /*j为右部的长度*/if(j==1&&in(right[i][0],empty)==1)else if(j==1&&in(right[i][0],termin)==1)return(0);else{for(k=0;k<=j-1;k++)if(in(right[i][k],empt)==1)mark=1;if(mark==1)continue;else{for(k=0;k<=j-1;k++){result*=_emp(right[i][k]);temp[0]=right[i][k];temp[1]='\0';merge(empt,temp,1);}}}if(result==0&&i<count)continue;else if(result==1&&i<count)return(1);}}}/*******************************************判断读入的文法是否正确********************************************/int judge(){int i,j;for(i=0;i<=count-1;i++){if(in(left[i],non_ter)==0){ /*若左部不在非终结符中,报错*/ printf("\nerror1!");validity=0;return(0);}for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++){if(in(right[i][j],non_ter)==0&&in(right[i][j],termin)==0&&right[i][j]!='^'){ /*若右部某一符号不在非终结符、终结符中且不为‘^ ’,报错*/ printf("\nerror2!");validity=0;return(0);}}}return(1);}/*******************************************求单个符号的FIRST********************************************/void first2(int i){ /*i为符号在所有输入符号中的序号*/char c,temp[20];int j,k,m;c=v[i];char ch='^';emp(ch);if(in(c,termin)==1) /*若为终结符*/{first1[i][0]=c;first1[i][1]='\0';}else if(in(c,non_ter)==1) /*若为非终结符*/{for(j=0;j<=count-1;j++){if(left[j]==c){if(in(right[j][0],termin)==1||right[j][0]=='^'){temp[0]=right[j][0];temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}else if(in(right[j][0],non_ter)==1){if(right[j][0]==c)continue;for(k=0;;k++)if(v[k]==right[j][0])break;if(f[k]=='0'){first2(k);f[k]='1';}merge(first1[i],first1[k],2);for(k=0;k<=strlen(right[j])-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(right[j][k])==1&&k<strlen(right[j])-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[j][k+1])break;if(f[m]=='0'){first2(m);f[m]='1';}merge(first1[i],first1[m],2);}else if(_emp(right[j][k])==1&&k==strlen(right[j])-1){temp[0]='^';temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}elsebreak;}}}}}f[i]='1';}/*******************************************求各产生式右部的FIRST********************************************/void FIRST(int i,char *p){int length;int j,k,m;char temp[20];length=strlen(p);if(length==1) /*如果右部为单个符号*/ {if(p[0]=='^'){if(i>=0){first[i][0]='^';first[i][1]='\0';}else{TEMP[0]='^';TEMP[1]='\0';}}else{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0){memcpy(first[i],first1[j],strlen(first1[j]));first[i][strlen(first1[j])]='\0';}else{memcpy(TEMP,first1[j],strlen(first1[j]));TEMP[strlen(first1[j])]='\0';}}}else /*如果右部为符号串*/{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[j],2);elsemerge(TEMP,first1[j],2);for(k=0;k<=length-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(p[k])==1&&k<length-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[i][k+1])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[m],2);elsemerge(TEMP,first1[m],2);}else if(_emp(p[k])==1&&k==length-1){temp[0]='^';temp[1]='\0';if(i>=0)merge(first[i],temp,1);elsemerge(TEMP,temp,1);}else if(_emp(p[k])==0)break;}}}/*******************************************求各产生式左部的FOLLOW********************************************/ void FOLLOW(int i){int j,k,m,n,result=1;char c,temp[20];c=non_ter[i]; /*c为待求的非终结符*/ temp[0]=c;temp[1]='\0';merge(fo,temp,1);if(c==start){ /*若为开始符号*/temp[0]='#';temp[1]='\0';merge(follow[i],temp,1);}for(j=0;j<=count-1;j++){if(in(c,right[j])==1) /*找一个右部含有c的产生式*/{for(k=0;;k++)if(right[j][k]==c)break; /*k为c在该产生式右部的序号*/for(m=0;;m++)if(v[m]==left[j])break; /*m为产生式左部非终结符在所有符号中的序号*/ if(k==strlen(right[j])-1){ /*如果c在产生式右部的最后*/if(in(v[m],fo)==1){merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}else{ /*如果c不在产生式右部的最后*/for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++){empt[0]='\0';result*=_emp(right[j][n]);}if(result==1){ /*如果右部c后面的符号串能推出^*/if(in(v[m],fo)==1){ /*避免循环递归*/merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++)temp[n-k-1]=right[j][n];temp[strlen(right[j])-k-1]='\0';FIRST(-1,temp);merge(follow[i],TEMP,2);}}}F[i]='1';}/*******************************************判断读入文法是否为一个LL(1)文法********************************************/int ll1(){int i,j,length,result=1;char temp[50];for(j=0;j<=49;j++){ /*初始化*/first[j][0]='\0';follow[j][0]='\0';first1[j][0]='\0';select[j][0]='\0';TEMP[j]='\0';temp[j]='\0';f[j]='0';F[j]='0';}for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)first2(j); /*求单个符号的FIRST集合*/ printf("\nfirst1:");for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)printf("%c:%s ",v[j],first1[j]);printf("\nempty:%s",empty);printf("\n:::\n_emp:");for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)printf("%d ",_emp(v[j]));for(i=0;i<=count-1;i++)FIRST(i,right[i]); /*求FIRST*/printf("\n");for(j=0;j<=strlen(non_ter)-1;j++){ /*求FOLLOW*/if(fo[j]==0){fo[0]='\0';FOLLOW(j);}}printf("\nfirst:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",first[i]);printf("\nfollow:");for(i=0;i<=strlen(non_ter)-1;i++)printf("%s ",follow[i]);for(i=0;i<=count-1;i++){ /*求每一产生式的SELECT集合*/ memcpy(select[i],first[i],strlen(first[i]));select[i][strlen(first[i])]='\0';for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++)result*=_emp(right[i][j]);if(strlen(right[i])==1&&right[i][0]=='^')result=1;if(result==1){for(j=0;;j++)if(v[j]==left[i])break;merge(select[i],follow[j],1);}}printf("\nselect:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",select[i]);memcpy(temp,select[0],strlen(select[0]));temp[strlen(select[0])]='\0';for(i=1;i<=count-1;i++){ /*判断输入文法是否为LL(1)文法*/ length=strlen(temp);if(left[i]==left[i-1]){merge(temp,select[i],1);if(strlen(temp)<length+strlen(select[i]))return(0);}else{temp[0]='\0';memcpy(temp,select[i],strlen(select[i]));temp[strlen(select[i])]='\0';}}return(1);}/*******************************************构造分析表M********************************************/void MM(){int i,j,k,m;for(i=0;i<=19;i++)for(j=0;j<=19;j++)M[i][j]=-1;i=strlen(termin);termin[i]='#'; /*将#加入终结符数组*/termin[i+1]='\0';for(i=0;i<=count-1;i++){for(m=0;;m++)if(non_ter[m]==left[i])break; /*m为产生式左部非终结符的序号*/for(j=0;j<=strlen(select[i])-1;j++){if(in(select[i][j],termin)==1){for(k=0;;k++)if(termin[k]==select[i][j])break; /*k为产生式右部终结符的序号*/ M[m][k]=i;}}}}/*******************************************总控算法********************************************/void syntax(){int i,j,k,m,n,p,q;char ch;char S[50],str[50];printf("请输入该文法的句型:");scanf("%s",str);getchar();i=strlen(str);str[i]='#';str[i+1]='\0';S[0]='#';S[1]=start;S[2]='\0';j=0;ch=str[j];while(1){if(in(S[strlen(S)-1],termin)==1){if(S[strlen(S)-1]!=ch){printf("\n该符号串不是文法的句型!");return;}else if(S[strlen(S)-1]=='#'){printf("\n该符号串是文法的句型.");return;}else{S[strlen(S)-1]='\0';j++;ch=str[j];}}else{for(i=0;;i++)if(non_ter[i]==S[strlen(S)-1])break;for(k=0;;k++){if(termin[k]==ch)break;if(k==strlen(termin)){printf("\n词法错误!");return;}}if(M[i][k]==-1){printf("\n语法错误!");return;}else{m=M[i][k];if(right[m][0]=='^')S[strlen(S)-1]='\0';else{p=strlen(S)-1;q=p;for(n=strlen(right[m])-1;n>=0;n--)S[p++]=right[m][n];S[q+strlen(right[m])]='\0';}}}printf("\nS:%s str:",S);for(p=j;p<=strlen(str)-1;p++)printf("%c",str[p]);printf(" ");}}/*******************************************一个用户调用函数********************************************/void menu(){syntax();printf("\n是否继续?(y or n):");scanf("%c",&choose);getchar();while(choose=='y'){menu();}}/*******************************************主函数********************************************/void main(){int i,j;start=grammer(termin,non_ter,left,right); /*读入一个文法*/ printf("count=%d",count);printf("\nstart:%c",start);strcpy(v,non_ter);strcat(v,termin);printf("\nv:%s",v);printf("\nnon_ter:%s",non_ter);printf("\ntermin:%s",termin);printf("\nright:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",right[i]);printf("\nleft:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%c ",left[i]);if(validity==1)validity=judge();printf("\nvalidity=%d",validity);if(validity==1){printf("\n文法有效");ll=ll1();printf("\nll=%d",ll);if(ll==0)printf("\n该文法不是一个LL1文法!");else{MM();printf("\n");for(i=0;i<=19;i++)for(j=0;j<=19;j++)if(M[i][j]>=0)printf("M[%d][%d]=%d ",i,j,M[i][j]);printf("\n");menu();}}}5.执行结果(1)输入一个文法(2)输入一个符号串(3)再次输入一个符号串,然后退出程序二.词法分析一、问题描述识别简单语言的单词符号识别简单语言的基本字、标识符、无符号整数、运算符和界符。
《编译原理词法分析器语法分析课程设计-《编译原理》课程设计院系信息科学与技术学院专业软件工程年级级学号 2723姓名林苾湲西南交通大学信息科学与技术学院12月目录课程设计1 词法分析器 (2)设计题目 (2)设计内容 (2)设计目的 (2)设计环境 (2)需求分析 (2)概要设计 (2)详细设计 (4)编程调试 (5)测试 (11)结束语 (13)课程设计2 赋值语句的解释程序设计 (14)设计题目 (14)设计内容 (14)设计目的 (14)设计环境 (14)需求分析 (15)概要设计 (16)详细设计 (16)编程调试 (24)测试 (24)结束语 (25)课程设计一词法分析器设计一、设计题目手工设计c语言的词法分析器(能够是c语言的子集)。
二、设计内容处理c语言源程序,过滤掉无用符号,判断源程序中单词的合法性,并分解出正确的单词,以二元组形式存放在文件中。
三、设计目的了解高级语言单词的分类,了解状态图以及如何表示并识别单词规则,掌握状态图到识别程序的编程。
四、设计环境该课程设计包括的硬件和软件条件如下:.硬件(1)Intel Core Duo CPU P8700(2)内存4G.软件(1)Window 7 32位操作系统(2)Microsoft Visual Studio c#开发平台.编程语言C#语言五、需求分析.源程序的预处理:源程序中,存在许多编辑用的符号,她们对程序逻辑功能无任何影响。
例如:回车,换行,多余空白符,注释行等。
在词法分析之前,首先要先剔除掉这些符号,使得词法分析更为简单。
.单词符号的识别并判断单词的合法性:将每个单词符号进行不同类别的划分。
单词符号能够划分成5中。
(1)标识符:用户自己定义的名字,常量名,变量名和过程名。
(2)常数:各种类型的常数。
(3) 保留字(关键字):如if、else、while、int、float 等。
(4) 运算符:如+、-、*、<、>、=等。
编译原理实验词法分析程序实验一:词法分析程序1、实验目的从左至右逐个字符的对源程序进行扫描,产生一个个单词符号,把字符串形式的源程序改造成单词符号形式的中间程序。
2、实验内容表C语言子集的单词符号及内码值单词符号种别编码助记符内码值while 1 while --if 2 if --else 3 else --switch 4 switch --case 5 case --标识符 6 id id在符号表中的位置常数7 num num在常数表中的位置+ 8 + --- 9 - --* 10 * --<= 11 relop LE< 11 relop LT== 11 relop LQ= 12 = --; 13 ; --输入源程序如下if a==1 a=a+1;else a=a+2;输出对应的单词符号形式的中间程序3、实验过程实验上机程序如下:#include "stdio.h"#include "string.h"int i,j,k;char s ,a[20],token[20];int letter(){if((s>=97)&&(s<=122))return 1;else return 0;}int Digit(){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(){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 you source program,end('#'):\n");i=0;do{i=i+1;scanf("%c",&a[i]);}while(a[i]!='#');i=1;memset(token,0,sizeof(char)*10);j=0;get();while(s!='#'){if(s==' '||s==10||s==13)get();else{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(Digit()||letter()){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();k=lookup();if(k==0)printf("(6,%s)\n",token); elseprintf("(%d,null)\n",k); break;case'0':case'1':case'2':case'3':case'4':case'5':case'6':case'7':case'8':case'9':while(Digit()){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();printf("(%d,%s)\n",7,token); break;case'+':printf("(+,null)\n"); break;case'-':printf("(-,null)\n"); break;case'*':printf("(*,null)\n"); break;case'<':get();if(s=='=')printf("(relop,LE)\n"); else{retract();printf("(relop,LT)\n");}break;case'=':get();if(s=='=')printf("(relop,EQ)\n"); else{retract();printf("(=,null)\n");}break;case';':printf("(;,null)\n"); break;default:printf("(%c,error)\n",s);break;}memset(token,0,sizeof(char)*10);j=0;get();}}}4、实验结果实验结果分析:if是关键字,对应种别编码为2,输出(2,null)a是标识符,对应种别编码为6,值为a,输出(6,a)==的助记符是relop,内码值为LE,输出(relop,LE)1是常数,对应种别编码为7,值为1,输出(7,1)a是标识符,对应种别编码为6,值为a,输出(6,a)=是赋值符号,直接输出,(=,null)a是标识符,对应种别编码为6,值为a,输出(6,a)+是运算符,直接输出(=,null)1是常数,对应种别编码为7,值为1,输出(7,1);是语句结束符号,直接输出(;,null)else是关键字,对应种别编码为3,输出(3,null)a是标识符,对应种别编码为6,值为a,输出(6,a)=是赋值符号,直接输出,(=,null)a是标识符,对应种别编码为6,值为a,输出(6,a)+是运算符,直接输出(=,null)2是常数,对应种别编码为7,值为2,输出(7,2);是语句结束符号,直接输出(;,null)#是输入结束标志编译原理实验语法分析程序实验二:语法分析程序1、实验目的:将单词组成各类语法单位,讨论给类语法的形成规则,判断源程序是否符合语法规则3、实验内容:给定文法:G[E]:E→E+E|E-E|E*E|E/E|(E)E→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9首先把G[E]构造为算符优先文法,即:G’[E]:E→E+T|TT→T-F|FF→F*G|GG→G/H|HH→(E)|i得到优先关系表如下:+ - * / i ( ) # + ·><·<·<·<·<··>·> - ·>·><·<·<·<··>·> * ·>·>·><·<·<··>·> / ·>·>·>·><·<··>·>i ·>·>·>·>·>·>( <·<·<·<·<·<·=) ·>·>·>·>·>·> # <·<·<·<·<·<·=构造出优先函数+ - * / i ( ) #f 6 8 10 12 12 2 12 2g 5 7 9 11 13 13 2 2要求输入算术表达式:(1+2)*3+2*(1+2)-4/2输出其对应的语法分析结果4、实验过程:上机程序如下:#include "stdio.h"#include "string.h"char a[20],optr[10],s,op;int i,j,k,opnd[10],x1,x2,x3;int operand(char s){if((s>=48)&&(s<=57))return 1;else return 0;}int f(char s){switch(s){case'+':return 6;case'-':return 8;case'*':return 10;case'/':return 12;case'(':return 2;case')':return 12;case'#':return 2;default:printf("error");}}int g(char s){switch(s){case'+':return 5;case'-':return 7;case'*':return 9;case'/':return 11;case'(':return 13;case')':return 2;case'#':return 2;default:printf("error");}}void get(){s=a[i];i=i+1;}void main(){printf("请输入算数表达式,并以‘#’结束:\n");i=0;do{scanf("%c",&a[i]);i++;}while(a[i-1]!='#');i=0;j=0;k=0;optr[j]='#';get();while((optr[j]!='#')||(s!='#')){if(operand(s)){opnd[k]=s-48;k=k+1;get();}else if(f(optr[j])<g(s)){j=j+1;optr[j]=s;get();}else if(f(optr[j])==g(s)){if(optr[j]=='('&&s==')'){j=j-1;get();}else if(optr[j]=='('&&s=='#'){printf("error\n");break;}else if(optr[j]=='#'&&s==')'){printf("error\n");break;}}else if(f(optr[j])>g(s)){op=optr[j];j=j-1;x2=opnd[k-1];x1=opnd[k-2];k=k-2;switch(op){case'+':x3=x1+x2;break;case'-':x3=x1-x2;break;case'*':x3=x1*x2;break;case'/':x3=x1/x2;break;}opnd[k]=x3;k=k+1;printf("(%c,%d,%d,%d)\n",op,x1,x2,x3);}else{printf("error\n");break;}}if(j!=0||k!=1)printf("error\n");}5、实验结果:实验结果分析:(1+2)*3+2*(1+2)-4/2#因为‘)’优先级大于‘*’,先计算1+2=3,并输出(+,1,2,3)原式变为:3*3+2*(1+2)-4/2#因为‘*’优先级大于‘+’,先计算3*3=9,并输出(*,3,3,9)原式变为:9+2*(1+2)-4/2#因为‘)’优先级大于‘-’,先计算1+2=3,并输出(+,1,2,3)原式变为:9+2*3-4/2#因为‘*’优先级大于‘-’,先计算2*3=6,并输出(*,2,3,6)原式变为:9+6-4/2#因为‘/’优先级大于‘#’,先计算4/2=2,并输出(/,4,2,2)原式变为:9+6-2#因为‘-’优先级大于‘#’,先计算6-2=4,并输出(-,6,2,4)原式变为:9+4#因为‘+’优先级大于‘#’,计算9+4=13,并输出(+,9,4,13)原式变为13#优先级等于#,跳出while循环,运算结束!。
词法分析器的实验报告词法分析器的实验报告引言:词法分析器是编译原理中的重要组成部分,它负责将源代码中的字符序列转换为有意义的词法单元,为后续的语法分析提供基础。
本实验旨在设计和实现一个简单的词法分析器,并对其进行测试和评估。
实验设计:1. 词法规则设计:在开始实验之前,我们首先需要设计词法规则,即定义源代码中的合法词法单元。
例如,对于一门类C的语言,我们可以定义关键字(如if、while、int等)、标识符、运算符(如+、-、*等)、分隔符(如()、{}等)等。
2. 有限自动机(DFA)的设计:基于词法规则,我们可以设计一个有限自动机,用于识别和分析源代码中的词法单元。
有限自动机是一个状态转换图,其中每个状态代表一种词法单元,而边表示输入字符的转换关系。
3. 实现代码:根据有限自动机的设计,我们可以使用编程语言(如Python、C++等)实现词法分析器的代码。
代码的主要功能包括读取源代码文件、逐个字符进行词法分析、识别和输出词法单元。
实验过程:1. 词法规则设计:我们以一门简单的算术表达式语言为例,设计了以下词法规则:- 数字:由0-9组成的整数或浮点数。
- 运算符:包括+、-、*、/等。
- 分隔符:包括括号()和逗号,。
- 标识符:以字母开头,由字母和数字组成的字符串。
2. 有限自动机(DFA)的设计:我们基于词法规则,设计了一个简单的有限自动机。
该自动机包含以下状态:- 初始状态:用于读取和识别源代码中的字符。
- 数字状态:用于识别和输出数字。
- 运算符状态:用于识别和输出运算符。
- 分隔符状态:用于识别和输出分隔符。
- 标识符状态:用于识别和输出标识符。
3. 实现代码:我们使用Python编程语言实现了词法分析器的代码。
代码主要包括以下功能:- 读取源代码文件。
- 逐个字符进行词法分析,根据有限自动机的设计进行状态转换。
- 识别和输出词法单元。
实验结果:我们对几个测试样例进行了词法分析,并对结果进行了评估。
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。
词法分析器实验报告实验名称:语法分析器实验内容:利用LL(1)或LR(1)分析语句语法,判断其是否符合可识别语法。
学会根据状态变化、first、follow或归约转移思想构造状态分析表,利用堆栈对当前内容进行有效判断实验设计:1.实现功能可对一段包含加减乘除括号的赋值语句进行语法分析,其必须以$为终结符,语句间以;隔离,判断其是否符合语法规则,依次输出判断过程中所用到的产生式,并输出最终结论,若有错误可以报错并提示错误所在行数及原因2.实验步骤3.算法与数据结构a)LLtable:left记录产生式左端字符;right记录产生式右端字符;ln记录产生式右端字符长度Status:记录token分析情况Token:category,类型;value,具体内容b)根据LL(1)算法,手工构造分析表,并将内容用数组存储,便于查找c)先将当前语句的各token按序存储,当前处理语句最后一个token以#标记,作为输入流与产生式比较,堆栈中初始放入#,x,a为处理输入流中当前读头内容✓若top=a=‘#‘表示识别成功,退出分析程序✓若top=a!=‘#‘表示匹配,弹出栈顶符号,读头前进一个✓若top为i或n,但top!=a,出错,输出当前语句所在行,出错具体字符✓若top不为i或n,查预测分析表,若其中存放关于top产生式,则弹出top,将产生式右部自右向左压入栈内,输出该产生式,若其中没有产生式,出错,输出当前语句所在行,出错具体字符d)以;作为语句终结,每次遇到分号则处理之前语句并清空后预备下语句处理,当遇到$表示该段程序结束,停止继续处理4.分析表构造过程a)x->i=ee->e+t|e-t|tt->t*f|t/f|ff->(e)|i|nnote: i表示变量,n表示数字,!表示空串b)提取左公因子x->i=ee->ea|ta->+t|-tt->tb|fb->*f|/ff->(e)|i|nc)消除左递归x->i=ee->tcc->ac|!a->+t|-tt->fdd->bd|!b->*e|/ff->(e)|i|n5.类class parser{public:LLtable table[100][100]; //LL(1)表void scanner(); //扫描输入流中内容并分析parser(istream& in); //初始化,得到输入文件地址int getLine() const; //得到当前行数private:int match(); //分析语法stack <char> proStack; //分析堆栈void constructTable(); //建立LL(1)表int getRow(char ch); //取字符所在表中行int getCol(char ch); //取字符所在表中列istream* pstream; //输入流void insertToken(token& t); //插入当前tokenstatus getToken(token& t); //找到tokenint getChar(); //得到当前字符int peekChar(); //下一个字符void putBackChar(char ch); //将字符放回void skipChar(); //跳过当前字符void initialization(); //初始化堆栈等int line; //当前行数token tokens[1000]; //字符表int counter; //记录当前字符表使用范围}6.主要代码void parser::constructTable() //建立LL(1)表{for (int i=0;i<8;i++){for (int j=0;j<9;j++){table[i][j].left=' ';for (int k=0;k<3;k++)table[i][j].right[k]=' ';}}table[0][6].left='x';table[0][6].ln=3;table[0][6].right[0]='i';table[0][6].right[1]='=';table[0][6].right[2]='e';table[1][4].left='e';table[1][4].ln=2;table[1][4].right[0]='t';table[1][4].right[1]='c';table[1][6].left='e';table[1][6].ln=2;table[1][6].right[0]='t';table[1][6].right[1]='c';table[1][7].left='e';table[1][7].ln=2;table[1][7].right[0]='t';table[1][7].right[1]='c';table[2][0].left='c';table[2][0].ln=2;table[2][0].right[0]='a';table[2][0].right[1]='c';table[2][1].left='c';table[2][1].ln=2;table[2][1].right[0]='a';table[2][1].right[1]='c';table[2][5].left='c';table[2][5].ln=0;table[2][5].right[0]='!';table[2][8].left='c';table[2][8].ln=0;table[2][8].right[0]='!';table[3][0].left='a';table[3][0].ln=2;table[3][0].right[0]='+'; table[3][0].right[1]='t'; table[3][1].left='a';table[3][1].ln=2;table[3][1].right[0]='-'; table[3][1].right[1]='t'; table[4][4].left='t';table[4][4].ln=2;table[4][4].right[0]='f'; table[4][4].right[1]='d'; table[4][6].left='t';table[4][6].ln=2;table[4][6].right[0]='f'; table[4][6].right[1]='d'; table[4][7].left='t';table[4][7].ln=2;table[4][7].right[0]='f'; table[4][7].right[1]='d'; table[5][0].left='d';table[5][0].ln=0;table[5][0].right[0]='!'; table[5][1].left='d';table[5][1].ln=0;table[5][1].right[0]='!'; table[5][2].left='d';table[5][2].ln=2;table[5][2].right[0]='b'; table[5][2].right[1]='d'; table[5][3].left='d';table[5][3].ln=2;table[5][3].right[0]='b'; table[5][3].right[1]='d'; table[5][5].left='d';table[5][5].ln=0;table[5][5].right[0]='!'; table[5][8].left='d';table[5][8].ln=0;table[5][8].right[0]='!'; table[6][2].left='b';table[6][2].ln=2;table[6][2].right[0]='*'; table[6][2].right[1]='f'; table[6][3].left='b';table[6][3].ln=2;table[6][3].right[0]='/'; table[6][3].right[1]='f'; table[7][4].left='f';table[7][4].ln=3;table[7][4].right[0]='(';table[7][4].right[1]='e';table[7][4].right[2]=')';table[7][6].left='f';table[7][6].ln=1;table[7][6].right[0]='i';table[7][7].left='f';table[7][7].ln=1;table[7][7].right[0]='n';}int parser::match() //分析语法{ofstream ofs("out.txt",ios::app);char a;int i=0;for (int p=0;p<counter;p++){cout<<tokens[p].value;ofs<<tokens[p].value;}cout<<endl;ofs<<endl<<"ANALYSIS:"<<endl;while(1){if(tokens[i].category=='n' || tokens[i].category=='i')a=tokens[i].category;elsea=(tokens[i].value)[0];if(a==proStack.top()){if(a=='#'){cout<<"This is valid!"<<endl<<endl;ofs<<"This is valid!"<<endl<<endl;return 0;}else{proStack.pop();i++;}}else{if(proStack.top() =='n'|| proStack.top() =='i'){if(a!='#'){cout<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): "<<a<<" cannot be matched"<<endl;ofs<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): "<<a<<" cannot be matched"<<endl;}else{cout<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): Unexpected ending"<<endl;ofs<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): Unexpected ending"<<endl;}cout<<"This is invalid!"<<endl<<endl;ofs<<"This is invalid!"<<endl<<endl;return 0;}else{if((table[getRow(proStack.top())][getCol(a)]).left!=' '){char pst=proStack.top();int n=table[getRow(pst)][getCol(a)].ln;int k=0;ofs<<table[getRow(pst)][getCol(a)].left<<"->"<<table[getRow(pst)][getCol(a)].right[0]<<table[getRow(pst)][g etCol(a)].right[1]<<table[getRow(pst)][getCol(a)].right[2]<<endl;proStack.pop();while (n>0){//cout<<n<<" "<<table[getRow(pst)][getCol(a)].right[n-1]<<endl;proStack.push(table[getRow(pst)][getCol(a)].right[n-1]);n--;}}else{if(a!='#'){cout<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): "<<a<<" cannot be matched"<<endl;ofs<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): "<<a<<" cannot be matched"<<endl;}else{cout<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): Unexpected ending"<<endl;ofs<<"ERROR(LINE "<<getLine()<<" ): Unexpected ending"<<endl;}cout<<"This is invalid!"<<endl<<endl;ofs<<"This is invalid!"<<endl<<endl;return 0;}}}}}实验结果:●输入(in.txt)●输出1输出2(out.txt)实验总结:原本以为处理四则运算赋值将会很困难,但在使用LL(1)后发现,思路还是挺清晰简单的,但在实验过程中,由于LL(1)不能出现左递归和左公因子,不得不将其消除,原本简单的产生式一下变多了,而在产生式理解上也没有原来直观,不过其状态复杂度没有LR高,故仍选择该方法。
编译原理语法分析器实验报告西安邮电大学编译原理实验报告学院名称:计算机学院****:***实验名称:语法分析器的设计与实现班级:计科1405班学号:04141152时间:2017年5月12日把SELECT (i)存放到temp中结果返回1;1.构建好的预测分析表2.语法分析流程图一.实验结果正确运行结果:错误运行结果:二.设计技巧和心得体会这次实验编写了一个语法分析方法的程序,但是在LL(1)分析器的编写中我只达到了最低要求,就是自己手动输入的select集,first集,follow集然后通过程序将预测分析表构造出来,然后自己编写总控程序根据分析表进行分析。
通过本次试验,我能够设计一个简单的语法分析程序,实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析,进一步掌握常用的语法分析方法。
还能选择最有代表性的语法分析方法,如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序。
三.源代码package com.LL1;import java.util.ArrayDeque;import java.util.Deque;/*** LL1文法分析器,已经构建好预测分析表,采用Deque实现* Created by HongWeiPC on 2017/5/12.*/public class LL1_Deque {//预测分析表private String[][] analysisTable = new String[][]{{"TE'", "", "", "TE'", "", ""},{"", "+TE'", "", "", "ε", "ε"},{"FT'", "", "", "FT'", "", ""},{"", "ε", "*FT'", "", "ε", "ε"},{"i", "", "", "(E)", "", ""}};//终结符private String[] VT = new String[]{"i", "+", "*", "(", ")", "#"};//非终结符private String[] VN = new String[]{"E", "E'", "T", "T'", "F"};//输入串strTokenprivate StringBuilder strToken = new StringBuilder("i*i+i");//分析栈stackprivate Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();//shuru1保存从输入串中读取的一个输入符号,当前符号private String shuru1 = null;//X中保存stack栈顶符号private String X = null;//flag标志预测分析是否成功private boolean flag = true;//记录输入串中当前字符的位置private int cur = 0;//记录步数private int count = 0;public static void main(String[] args) {LL1_Deque ll1 = new LL1_Deque();ll1.init();ll1.totalControlProgram();ll1.printf();}//初始化private void init() {strToken.append("#");stack.push("#");System.out.printf("%-8s %-18s %-17s %s\n", "步骤", "符号栈", "输入串", "所用产生式");stack.push("E");curCharacter();System.out.printf("%-10d %-20s %-20s\n", count, stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()));}//读取当前栈顶符号private void stackPeek() {X = stack.peekFirst();}//返回输入串中当前位置的字母private String curCharacter() {shuru1 = String.valueOf(strToken.charAt(cur));return shuru1;}//判断X是否是终结符private boolean XisVT() {for (int i = 0; i < (VT.length - 1); i++) {if (VT[i].equals(X)) {return true;}}return false;}//查找X在非终结符中分析表中的横坐标private String VNTI() {int Ni = 0, Tj = 0;for (int i = 0; i < VN.length; i++) {if (VN[i].equals(X)) {Ni = i;}}for (int j = 0; j < VT.length; j++) {if (VT[j].equals(shuru1)) {Tj = j;}}return analysisTable[Ni][Tj];}//判断M[A,a]={X->X1X2...Xk}//把X1X2...Xk推进栈//X1X2...Xk=ε,不推什么进栈private boolean productionType() {return VNTI() != "";}//推进stack栈private void pushStack() {stack.pop();String M = VNTI();String ch;//处理TE' FT' *FT'特殊情况switch (M) {case "TE'":stack.push("E'");stack.push("T");break;case "FT'":stack.push("T'");stack.push("F");break;case "*FT'":stack.push("T'");stack.push("F");stack.push("*");break;case "+TE'":stack.push("E'");stack.push("T");stack.push("+");break;default:for (int i = (M.length() - 1); i >= 0; i--) {ch = String.valueOf(M.charAt(i));stack.push(ch);}break;}System.out.printf("%-10d %-20s %-20s %s->%s\n", (++count), stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()), X, M);}//总控程序private void totalControlProgram() {while (flag) {stackPeek(); //读取当前栈顶符号令X=栈顶符号if (XisVT()) {if (X.equals(shuru1)) {cur++;shuru1 = curCharacter();stack.pop();System.out.printf("%-10d %-20s %-20s \n", (++count), stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()));} else {ERROR();}} else if (X.equals("#")) {if (X.equals(shuru1)) {flag = false;} else {ERROR();}} else if (productionType()) {if (VNTI().equals("")) {ERROR();} else if (VNTI().equals("ε")) {stack.pop();System.out.printf("%-10d %-20s %-20s %s->%s\n", (++count), stack.toString(), strToken.substring(cur, strToken.length()), X, VNTI());} else {pushStack();}} else {ERROR();}}}//出现错误private void ERROR() {System.out.println("输入串出现错误,无法进行分析");System.exit(0);}//打印存储分析表private void printf() {if (!flag) {System.out.println("****分析成功啦!****");} else {System.out.println("****分析失败了****");}}}。
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:表2.1 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”,};是图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。
语法分析器的设计实验报告一、实验内容语法分析程序用LL(1)语法分析方法。
首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析),先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空,再分别计算非终结符号的FIRST集合,每个非终结符号的FOLLOW集合,以及每个规则的SELECT集合,并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT集的交集是不是都为空,如果是,则输入文法符合LL(1)文法,可以进行分析。
对于文法:G[E]:E->E+T|TT->T*F|FF->i|(E)分析句子i+i*i是否符合文法。
二、基本思想1、语法分析器实现语法分析是编译过程的核心部分,它的主要任务是按照程序的语法规则,从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分,同时进行词法检查,为语义分析和代码生成作准备。
这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。
语法分析程序的流程图如图5-4所示。
语法分析程序流程图该程序可分为如下几步:(1)读入文法(2)判断正误(3)若无误,判断是否为LL(1)文法(4)若是,构造分析表;(5)由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。
三、核心思想该分析程序有15部分组成:(1)首先定义各种需要用到的常量和变量;(2)判断一个字符是否在指定字符串中;(3)读入一个文法;(4)将单个符号或符号串并入另一符号串;(5)求所有能直接推出&的符号;(6)求某一符号能否推出‘& ’;(7)判断读入的文法是否正确;(8)求单个符号的FIRST;(9)求各产生式右部的FIRST;(10)求各产生式左部的FOLLOW;(11)判断读入文法是否为一个LL(1)文法;(12)构造分析表M;(13)句型判别算法;(14)一个用户调用函数;(15)主函数;下面是其中几部分程序段的算法思想:1、求能推出空的非终结符集Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下:void emp(char c){ 参数c为空符号char temp[10];定义临时数组int i;for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找{if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1,then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。
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)……标识符(需进一步判断是否为关键字)数字+=+-=-词法分析状态转换图(终结状态右上角*表示多读一个符号)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sum 3.2 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 用来存放整型单词;③syn 用来存放单词符号的种别码。
编译原理课程设计Course Design of Compiling(课程代码3273526)半期题目:词法和语法分析器实验学期:大三第二学期学生班级:2014级软件四班学生学号:2014112218学生姓名:何华均任课教师:丁光耀信息科学与技术学院2017.6课程设计1-C语言词法分析器1.题目C语言词法分析2.内容选一个能正常运行的c语言程序,以该程序出现的字符作为单词符号集,不用处理c语言的所有单词符号。
将解析到的单词符号对应的二元组输出到文件中保存可以将扫描缓冲区与输入缓冲区合成一个缓冲区,一次性输入源程序后就可以进行预处理了3.设计目的掌握词法分析算法,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4.设计环境(电脑语言环境)语言环境:C语言CPU:i7HQ6700内存:8G5.概要设计(单词符号表,状态转换图)5.1 词法分析器的结构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。
词法分析程序可以单独为一个程序;也可以作为整个编译程序的一个子程序,当需要一个单词时,就调用此法分析子程序返回一个单词.为便于程序实现,假设每个单词间都有界符或运算符或空格隔开,并引入下面的全局变量及子程序:1) ch 存放最新读进的源程序字符2) strToken 存放构成单词符号的字符串3) Buffer 字符缓冲区4)struct keyType 存放保留字的符号和种别5.3 状态转换图6.详细设计(数据结构,子程序)算法思想:首先设置3个变量:①strToken用来存放构成单词符号的字符串;②ch 用来字符;③struct keyType用来存放单词符号的种别码。
扫描子程序主要部分流程如下图所示。
7.程序清单// ConsoleApplication1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include"stdafx.h"#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#include"conio.h"#include"string.h"#define N 47char ch;char strToken[20];//存放构成单词符号的字符串char buffer[1024]; //字符缓冲区struct keyType {char keyname[256];int value;}Key[N] = { { "$ID",0 },{ "$INT",1 },{ "auto",2 },{ "break",3 },{ "case",4 }, { "char",5 },{ "const",6 },{ "continue",7 },{ "default",8 },{ "do",9 }, { "double",10 },{ "else",11 },{ "enum",12 },{ "extern",13 },{ "float",14 }, { "for",15 },{ "goto",16 },{ "if",17 },{ "int",18 },{ "long",19 },{ "register",20 }, { "return",21 },{ "short",22 },{ "signed",23 },{ "sizeof",24 },{ "static",25 }, { "struct",26 },{ "switch",27 },{ "typedef",28 },{ "union",29 },{ "unsigned",30 }, { "void",31 },{ "volatile",32 },{ "while",33 },{ "=",34 },{ "+",35 },{ "-",36 },{ "*",37 }, { "/",38 },{ "%",39 },{ ",",40 },{ ";",41 },{ "(",42 },{ ")",43 },{ "?",44 },{ "clear", 45 },{ "#",46 } };void GetChar() //读一个字符到ch中{int i;if (strlen(buffer)>0) {ch = buffer[0];for (i = 0; i<256; i++)buffer[i] = buffer[i + 1];}elsech = '\0';}void GetBC()//读一个非空白字符到ch中{int i;while (strlen(buffer)) {i = 0;ch = buffer[i];for (; i<256; i++) buffer[i] = buffer[i + 1];if (ch != ' '&&ch != '\n'&&ch != '\0') break;}}void ConCat()//把ch连接到strToken之后{char temp[2];temp[0] = ch;temp[1] = '\0';strcat(strToken, temp);}bool Letter()//判断ch是否为字母{if (ch >= 'A'&&ch <= 'Z' || ch >= 'a'&&ch <= 'z')return true;elsereturn false;}bool Digit()//判断ch是否为数字{if (ch >= '0'&&ch <= '9')return true;elsereturn false;}int Reserve()//用strToken中的字符查找保留字表,并返回保留字种别码,若返回0,则非保留字{int i;for (i = 0; i<N; i++)if (strcmp(strToken, Key[i].keyname) == 0)return Key[i].value;return 0;}void Retract()//把ch中的字符回送到缓冲区{int i;if (ch != '\0') {buffer[256] = '\0';for (i = 255; i>0; i--)buffer[i] = buffer[i - 1];buffer[0] = ch;}ch = '\0';}keyType ReturnWord(){strcpy(strToken, "\0");int c;keyType tempkey;GetBC();if (ch >= 'A'&&ch <= 'Z' || ch >= 'a'&&ch <= 'z') { ConCat();GetChar();while (Letter() || Digit()) {ConCat();GetChar();}Retract();c = Reserve();strcpy(tempkey.keyname, strToken);if (c == 0)tempkey.value = 0;elsetempkey.value = Key[c].value;}else if (ch >= '0'&&ch <= '9') {ConCat();GetChar();while (Digit()) {ConCat();GetChar();}Retract();strcpy(tempkey.keyname, strToken);tempkey.value = 1;}else {ConCat();strcpy(tempkey.keyname, strToken);tempkey.value = Reserve();}return tempkey;}/*主函数*/int main() {//文件操作FILE *fp;if ((fp = fopen("E:\\作业\\编译原理\\Ccode.txt", "r")) == NULL) { printf("cannot open file/n"); exit(1);}while (!feof(fp)) {if (fgets(buffer, 250, fp) != NULL){printf("E:\\作业\\编译原理\\Ccode.txt\n");}}keyType temp;printf("单词\t种别号\n");while (strlen(buffer)) {temp = ReturnWord();printf("%s\t %d\n\n", temp.keyname, temp.value);}printf("the end!\n");getch();return 0;}8.运行结果E:/作业/编译原理/Code.txt运行结果九、 实验体会通过本次次法分析设计实验,我加深了对词法分析过程的理解。
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。
编译原理实验报告实验名称:分析调试语义分析程序TEST抽象机模拟器完整程序保证能用!!!!!一、实验目的通过分析调试TEST语言的语义分析和中间代码生成程序,加深对语法制导翻译思想的理解,掌握将语法分析所识别的语法范畴变换为中间代码的语义翻译方法。
二、实验设计程序流程图extern int TESTScan(FILE *fin,FILE *fout);FILE *fin,*fout; //用于指定输入输出文件的指针int main(){char szFinName[300];char szFoutName[300];printf("请输入源程序文件名(包括路径):");scanf("%s",szFinName);printf("请输入词法分析输出文件名(包括路径):");scanf("%s",szFoutName);if( (fin = fopen(szFinName,"r")) == NULL){printf("\n打开词法分析输入文件出错!\n");return 0;}if( (fout = fopen(szFoutName,"w")) == NULL){printf("\n创建词法分析输出文件出错!\n");return 0;}int es = TESTScan(fin,fout);fclose(fin);fclose(fout);if(es > 0)printf("词法分析有错,编译停止!共有%d个错误!\n",es);else if(es == 0){printf("词法分析成功!\n");int es = 0;es = TESTparse(szFoutName); //调语法分析if(es== true) printf("语法分析成功!\n");else printf("语法分析错误!\n");}elseprintf("词法分析出现未知错误!\n");}Parse.cpp#include<stdio.h>#include<string.h>#include<ctype.h>#include<conio.h>#include<vector>// functionbool TESTparse();bool compound_Stat();bool program();bool statement();bool expression_stat();bool expression();bool bool_expr();bool additive_expr();bool term();bool factor();bool if_stat();bool while_stat();bool for_stat();bool write_stat();bool read_stat();bool declaration_stat();bool declaration_list();bool statement_list();bool compound_stat();char token[20],token1[40]; //token保存单词符号,token1保存单词值FILE *fp; //用于指向输入文件的指针int EsLine = 0;typedef struct{int es;int line;}EsInf;std::vector<EsInf> StackEs;//语法分析程序void ProcessError(int es){EsInf temp;temp.es = es;temp.line = EsLine;StackEs.push_back(temp);}bool Read *tok, char *tok1){if(feof(fp))return false;fscanf(fp,"%s\t%s\n",tok,tok1);printf("%s\t%s\n",tok,tok1);EsLine++;return true;}bool TESTparse(char *p){bool es = true;if((fp=fopen(p,"r"))==NULL){printf("\n打开%s错误!\n",p);return false;}elseprogram();if(!feof(fp))ProcessError(9);fclose(fp);printf("=====语法分析结果!=====\n");if(StackEs.size() == 0){printf("语法分析成功!\n");return true;}else{int i;for(i = 0; i < StackEs.size(); i++){printf("在第%d行",StackEs[i].line);switch(StackEs[i].es){case 1:printf("缺少{!\n");break;case 2:printf("缺少}!\n");break;case 3:printf("缺少标识符!\n");break;case 4:printf("缺少分号!\n");break;case 5:printf("缺少(!\n");break;case 6:printf("缺少)!\n");break;case 7:printf("缺少操作数!\n");break;case 8:printf("文件为空!\n");break;case 9:printf("文件尾有多余字符!\n");break;case 10:printf("\n打开%s错误!\n",p);break;}}return false;}}//《程序》::={<声明序列><语句序列>}//program::={<declaration_;list><statement_list>}bool program(){bool es = true;if( Read) == false ){ProcessError(8); // 文件结束return false;}if(strcmp(token,"{")) //判断是否为‘{’ProcessError(1);if( Read) == false ) // 文件中仅有{ProcessError(2);es = declaration_list();if(es == false)return false;es = statement_list();if(es == false)return false;if(strcmp(token,"}")) //判断是否为‘}’ProcessError(2);return true;}//<声明序列>::=<声明序列><声明语句>|<声明语句>//<declaration>::=//<declaration_list><declaration_stat>|ε//改成<declaration_list>::={<declaration_stat>}bool declaration_list(){bool es = true;while (strcmp(token,"int")==0){es = declaration_stat();if(es == false)return false;}return es;}//<声明语句>::=int<变量>;//<declaration_stat>::=int ID;bool declaration_stat(){bool es = true;if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token,"ID"))ProcessError(3); //不是标识符if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token,";"))ProcessError(4);if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}return(es);}//<语句序列>::=<语句序列><语句>|ε//<statement_list>::=<statement_list><statement>|ε//改成<statement_list>::={<statement>}bool statement_list(){bool es = true;if(feof(fp))return false;while(strcmp(token,"}")){es = statement();if(es == false)return(es);}return(es);}//<语句>::=<if语句>|<while语句>|<for语句>|<read语句>// |<write语句>|<复合语句>|<表达式语句>//<statement>::=<if_sttat>|<while_stat>|<for_stat>// |<compound_stat>|<expression_stat>bool statement(){bool es = true;if(strcmp(token,"if")==0 )es=if_stat(); //<if语句>else if(strcmp(token,"while")==0 )es=while_stat(); //<while语句>else if(strcmp(token,"for")==0 )es=for_stat(); //<for语句>else if(strcmp(token,"read")==0 )es=read_stat(); //<read语句>else if(strcmp(token,"write")==0 )es=write_stat(); //<write语句>else if(strcmp(token,"{")==0 )es=compound_stat(); //<复合语句>else if(strcmp(token,"ID")==0 || strcmp(token,"NUM")==0 || strcmp(token,"(")==0 ) es=expression_stat(); //<表达式语句>return(es);}//<if语句>::=if(<表达式>)<语句>[else<语句>]//<if_stat>::=if(<expressiion>)<statement>[else<statement>] bool if_stat(){bool es = true; //ifif( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token,"("))ProcessError(5); //少左括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es = expression();if(es == false)return(es);if(strcmp(token,")"))ProcessError(6); //少右括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=statement();if(es == false)return(es);if(strcmp(token,"else")==0) //else部分处理{if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=statement();if(es == false)return(es);}return(es);}//<while语句>::=while(<表达式>)<语句>//<while_stat>::=while<espr><statement>bool while_stat(){bool es = true;if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token,"("))ProcessError(5); //少左括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es = expression();if(es == false)return(es);if(strcmp(token,")"))ProcessError(6); //少右括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es = statement();if(es == false)return es;return(es);}//<for语句>::=for(<表达式>;<表达式>;<表达式>)<语句>//<for_stat>::=for(<expression>;<expression>;<expression>)<statement> bool for_stat(){bool es = true;if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token,"(")) ProcessError(5); //少左括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=expression();if(es == false) return (es);if(strcmp(token,";")) ProcessError(4); //少分号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=expression();if(es == false) return (es);if(strcmp(token,";")) ProcessError(4); //少分号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=expression();if(es == false) return (es);if(strcmp(token,")")) ProcessError(6); //少右括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=statement();if(es == false) return (es);return es;}//<write_语句>::=write<表达式>;//<write_stat>::=write<expression>bool write_stat(){bool es = true;if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=expression();if(es == false) return (es);if(strcmp(token,";")) ProcessError(4); //少分号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}return es;}//<read_语句>::=read<变量>//<read_stat>::=read Id;bool read_stat(){bool es = true;if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token,"ID")) ProcessError(3); //少标识符if(strcmp(token,";")) ProcessError(4); //少分号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}return es;}//<复合语句>::{<语句序列>}//<compound_stat>::={<statement_list>}bool compound_stat() //复合语句函数{bool es = true;if( Read) == false )ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es = statement_list();if(es == false)return es;// -------------- new----------if(strcmp(token1,"}") != 0)ProcessError(2);else{if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}}// --------------- new ----------return es;}//<表达式语句>::=<<表达式>;|;//<expression_stat>::=<expression>;|;bool expression_stat(){bool es = true;if(strcmp(token,";")==0){if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}return es;es=expression();if(es == false) return es;if(strcmp(token,";")==0){if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}return es;}else{ProcessError(4); //少分号}return es;}//<表达式>::=<标识符>=<布尔表达式>|<布尔表达式>//<expression>::=ID=<bool_expr>|<bool_expr>bool expression(){bool es = true;int ;char token2[20],token3[40];if(strcmp(token,"ID")==0){(fp); //记住当前文件位置if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}if(strcmp(token2,"=")==0) //'='{if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=bool_expr();if(es == false) return es;}else{fseek(fp,); //若非‘=’,则文件指针回到‘=’前的标识符EsLine--;es=bool_expr();if(es == false) return es;}}else{es=bool_expr();if(es == false) return es;}return es;}//<布尔表达式>::= <算术表达式>[(>|<|>=|<=|==|!=)<算数表达式>]//<bool_expr>::= <additive_expr> [(>|<|>=|<=|==|!=)<additive_expr>]bool bool_expr(){bool es = true;es=additive_expr();if(es == false) return es;if(strcmp(token,">")==0||strcmp(token,">=")==0||strcmp(token,"<")==0||strcmp(token,"<=")==0||strcmp(token,"!=")==0||strcmp(token,"==")==0){if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=additive_expr();if(es == false) return es;}return es;}//<算数表达式>::=<项>{(+|-)<项>}//<additive_expr>::=<term>{(+|-)<term>}bool additive_expr(){bool es = true;es=term();if(es == false) return es;while(strcmp(token,"+")==0||strcmp(token,"-")==0) {if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=term();if(es== false) return es;}return es;}//<项>::=<因子>{(*|/)<因子>}//<term>::=<factor>{(*|/)<factor>}bool term(){bool es = true;es=factor();if(es == false) return es;while(strcmp(token,"*")==0||strcmp(token,"/")==0){if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=factor();if(es == false) return es;}return es;}//<因子>::=(<表达式>)|<标识符>|<无符号整数>//<factor>::=(<expression>)|ID|NUMbool factor(){bool es = true;if(strcmp(token,"(")==0){if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}es=expression();if(es==false) return es;if(strcmp(token,")")) ProcessError(6); //少右括号if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}}else{if(strcmp(token,"ID")==0||strcmp(token,"NUM")==0){if( Read) == false ){ProcessError(2); // 缺少}return false; // 文件结束}return es;}else{ProcessError(7); //缺少操作数}}return es;}Scan.cpp#include<ctype.h>#include<cstring>#include<stdio.h>// 保留字#define KEYWORDNUM 8char *pKeyword[KEYWORDNUM] = {"if", "else", "for", "while", "do", "int", "read", "write"};// 单分界符char szSingleWord[50] = "+-(){};,:";// 双分界符char szDoubleWord[10] = "<>!";// 其他符char *szDivide = "/";char *szStar = "*";char *szEqual = "=";#define STATUSNUM 16 //状态个数#define DATANUM 10 // 数据流个数// 数据流类型typedef unsigned int DATA;#define OTHER 0 // wrong input#define LETTER 1 // 字母#define DIGIT 2 // 数字#define SINGLEWORD 3 // 单分界符#define DOUBLEWORD 4 // 双分界符#define DIVIDE 5 // /#define EQUAL 6 // =#define STAR 7 // *#define SPACE 8 // 空白#define 9// 状态类型typedef unsigned int STA TUS;#define NOSTATUS 0 // wrong input#define START 1#define CASE_ID 2#define END_ID 3#define CASE_NUM 4#define END_NUM 5#define CASE_SINGLE 6#define END_SINGLE 7#define CASE_DOUBLE 8#define CASE_DOUBLE2 9#define END_DOUBLE 10#define CASE_DIVIDE 11#define CASE_NOTE 12#define END_NOTE 13#define CASE_ERROR 14#define END_ERROR 15// 状态转换表// :到达终结状态的数据不保存在输出串中int reflect[STATUSNUM][DA TANUM] ={ //OTHER LETTER DIGIT SINGLEWORDDOUBLEWORD DIVIDE EQUAL STAR SPACE/*NOSTATUS*/ {NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS},/*START*/ {CASE_ERROR,CASE_ID, CASE_NUM,CASE_SINGLE,CASE_DOUBLE,CASE_DIVIDE,CASE_DOUBLE,CASE_SINGLE,STA RT, START},/*CADE_ID*/ {END_ID, CASE_ID, CASE_ID, END_ID, END_ID, END_ID, END_ID, END_ID, END_ID, END_ID},/*END_ID*/ {NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS},/*CASE_NUM*/ {END_NUM, END_NUM, CASE_NUM, END_NUM, END_NUM, END_NUM, END_NUM, END_NUM, END_NUM, END_NUM},/*END_NUM*/ {NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS,NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS}, /*CASE_SINGLE*/ {END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE},/*END_SINGLE*/ {NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS},/*CASE_DOUBLE*/ {END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE,CASE_DOUBLE2,END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE},/*CASE_DOUBLE2*/{END_DOUBLE,END_DOUBLE, END_DOUBLE,END_DOUBLE, END_DOUBLE, END_DOUBLE, END_DOUBLE,END_DOUBLE, END_DOUBLE, END_DOUBLE},/*END_DOUBLE*/ {NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS},/*CASE_DIVIDE*/ {END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE,END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE, END_SINGLE,CASE_NOTE, E ND_SINGLE, END_SINGLE},/*CASE_NOTE*/ {END_NOTE, E ND_NOTE, END_NOTE, END_NOTE, END_NOTE, END_NOTE, END_NOTE, END_NOTE, END_NOTE, END_NOTE},/*END_NOTE*/ {NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS},/*CASE_ERROR*/ {END_ERROR, END_ERROR, END_ERROR,END_ERROR, END_ERROR, END_ERROR, END_ERROR,END_ERROR, END_ERROR, END_ERROR},/*END_ERROR*/ {NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTATUS, NOSTATUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS, NOSTA TUS}};// 若在pString中找到word 则返回true,否则,返回falsebool SearchChar(char word,const char *pString){int n = strlen(pString);for(int i = 0; i < n; i++){if( word == pString[i])return true;}return false;}// 得到word的数据流类型DA TA GetDataByword(char word){if(word == EOF)return ;if(isalpha(word))return LETTER;if(isdigit(word))return DIGIT;if(SearchChar(word,szSingleWord))return SINGLEWORD;if(SearchChar(word,szDoubleWord))return DOUBLEWORD;if(SearchChar(word,szDivide))return DIVIDE;if(SearchChar(word,szEqual))return EQUAL;if(SearchChar(word,szStar))return STAR;if(isspace(word))return SPACE;return OTHER;}// 得到从status状态输入word后到达的状态STA TUS GetNextStatus(STATUS status, DA TA word){return reflect[status][word];}// 返回值表示错误个数。
语法分析器实验报告实验报告:语法分析器的设计与实现摘要:语法分析器是编译器的一个重要组成部分,主要负责将词法分析器输出的词法单元序列进行分析和解释,并生成语法分析树。
本实验旨在设计与实现一个基于上下文无关文法的语法分析器,并通过实现一个简单的编程语言的解释器来验证其功能。
1.引言在计算机科学中,编译器是将高级程序语言转化为机器语言的一种工具。
编译器通常由词法分析器、语法分析器、语义分析器、中间代码生成器、优化器和目标代码生成器等多个模块组成。
其中,语法分析器负责将词法分析器生成的词法单元序列进行进一步的分析与解释,生成语法分析树,为后续的语义分析和中间代码生成提供基础。
2.设计与实现2.1上下文无关文法上下文无关文法(CFG)是指一类形式化的语法规则,其中所有的产生式规则都具有相同的左部非终结符,且右部由终结符和非终结符组成。
语法分析器的设计与实现需要依据给定的上下文无关文法来进行,在本实验中,我们设计了一个简单的CFG,用于描述一个名为"SimpleLang"的编程语言。
2.2预测分析法预测分析法是一种常用的自顶向下的语法分析方法,它利用一个预测分析表来决定下一步的推导选择。
预测分析表的构造依赖于给定的上下文无关文法,以及文法的FIRST集和FOLLOW集。
在本实验中,我们使用了LL(1)的预测分析法来实现语法分析器。
2.3语法分析器实现在实现语法分析器的过程中,我们首先需要根据给定的CFG构造文法的FIRST集和FOLLOW集,以及预测分析表。
接下来,我们将词法分析器输出的词法单元序列作为输入,通过不断地匹配输入符号与预测分析表中的预测符号,进行语法分析和推导。
最终,根据CFG和推导过程,构建语法分析树。
3.实验结果与分析通过实验发现,自顶向下的预测分析法在对简单的编程语言进行语法分析时具有较高的效率和准确性。
语法分析器能够正确地识别输入程序中的语法错误,并生成相应的错误提示信息。
杭州电子科技大学班级: 12052312 专业: 计算机科学与技术实验报告【实验名称】实验二语法分析一. 实验目的编写一个语法分析程序, 实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析。
二. 实验内容利用编程语言实现语法分析程序, 并对简单语言进行语法分析。
2.1 待分析的简单语言的语法用扩充的BNF表示如下:⑴<程序>: : =begin<语句串>end⑵<语句串>: : =<语句>{;<语句>}⑶<语句>: : =<赋值语句>⑷<赋值语句>: : =ID: =<表达式>⑸<表达式>: : =<项>{+<项> | -<项>}⑹<项>: : =<因子>{*<因子> | /<因子>⑺<因子>: : =ID | NUM | (<表达式>)2.2 实验要求说明输入单词串, 以“#”结束, 如果是文法正确的句子, 则输出成功信息, 打印“success”, 否则输出“error”。
例如:输入begin a:=9; x:=2*3; b:=a+x end #输出success!输入x:=a+b*c end #输出error测试以上输入的分析, 并完成实验报告。
2.3 语法分析程序的算法思想(1)主程序示意图如图2-1所示。
图2-1 语法分析主程序示意图(2)递归下降分析程序示意图如图2-2所示。
(3)语句串分析过程示意图如图2-3所示。
图2-3 语句串分析示意图图2-2 递归下降分析程序示意图(4)statement 语句分析程序流程如图2-4.2-5.2-6.2-7所示。
图2-4 statement 语句分析函数示意图 图2-5 expression 表达式分析函数示意图图2-7 factor 分析过程示意图三.个人心得一、 通过该实验, 主要有以下几方面收获: 二、 对实验原理有更深的理解。
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)。