编译原理(语法分析程序设计)

实验二语法分析一、实验目的设计MiniC的上下文无关文法，利用JavaCC生成调试递归下降分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。

本次实验的目的主要是加深对递归下降分析法的理解。

二、实验内容在JavaCC的文法规范文件中，不仅可以描述语言的语法规范，而且可以描述词法规范，本次实习中，利用JavaCC以MiniC语言构造一个不含语义分析的编译器前端，包括词法分析、语法分析，并要考虑语法分析中的错误恢复问题。

通过使用JavaCC, 可以体会LL(k)文法的编写特点，掌握编写JavaCC文法规范文件的方法。

利用JavaCC生成一个MiniC的语法分析器，具体要求如下：1、用流的形式读入要分析的C语言程序，或者通过命令行输入源程序；2、具有错误检查的能力，如果有能力可以输出错误所在的行号，并简单提示；3、如果输入的源程序符合MiniC的语法规范，输出该程序的层次结构的语法树。

三、实验过程1、完善实验指导中给定的文法〈程序〉→(〈函数〉)+〈函数〉→〈类型〉(<MAIN> | ID)(){ (语句块)* }〈类型〉→ <VOID> | <INT> | <FLOAT> | <DOUBLE> | <CHAR>〈语句块〉→〈语句〉 | { (〈语句块〉)* }〈语句〉→〈顺序语句〉|〈条件语句〉|〈循环语句〉〈顺序语句〉→〈声明语句〉| 〈赋值语句〉| 〈return语句〉| 〈break语句〉| 〈continue语句〉〈声明语句〉→〈类型〉ID ( , ID )*;〈赋值语句〉→ID=〈表达式〉;〈return语句〉→<RETURN>;〈break语句〉→<BREAK>;〈continue语句〉→<CONTINUE>;〈条件语句〉→<IF>(〈布尔表达式〉)〈语句块〉(LOOKAHEAD(1) else 〈语句块〉)?〈布尔表达式〉→〈表达式〉(〈关系符〉〈表达式〉)*〈循环语句〉→<WHILE> (〈布尔表达式〉)〈语句块〉〈表达式〉→〈表达式〉〈运算符〉〈表达式〉|(〈表达式〉)| ID | NUM 〈运算符〉→ + | - | * | /〈关系符〉→＜ | ＜＝ | ＞ | ＞＝ | ＝＝ | !=注：以上各产生式并不符合文法产生式的要求，为简便是按在JavaCC中的编写语法分析子程序时语法格式给出的。

编译原理实验实验二语法分析器实验二：语法分析实验一、实验目的根据给出的文法编制LR（1）分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。

本次实验的目的主要是加深对LR（1）分析法的理解。

二、实验预习提示1、LR（1）分析法的功能LR（1）分析法的功能是利用LR（1）分析表，对输入符号串自下而上的分析过程。

2、LR（1）分析表的构造及分析过程。

三、实验内容对已给语言文法，构造LR(1)分析表，编制语法分析程序，要求将错误信息输出到语法错误文件中，并输出分析句子的过程（显示栈的内容）；实验报告必须包括设计的思路，以及测试报告（输入测试例子，输出结果）。

语法分析器一、功能描述：语法分析器，顾名思义是用来分析语法的。

程序对给定源代码先进行词法分析，再根据给定文法，判断正确性。

此次所写程序是以词法分析器为基础编写的，由于代码量的关系，我们只考虑以下输入为合法：数字自定义变量+ * （）$作为句尾结束符。

其它符号都判定为非法。

二、程序结构描述：词法分析器：class wordtree；类，内容为字典树的创建，插入和搜索。

char gettype(char ch)：类型处理代入字串首字母ch，分析字串类型后完整读入字串，输出分析结果。

因读取过程会多读入一个字母，所以函数返回该字母进行下一次分析。

bool isnumber(char str[])：判断是否数字代入完整“数字串”str,判断是否合法数字，若为真返回1，否则返回0。

bool isoperator(char str[])：判断是否关键字代入完整“关键字串”str,搜索字典树判断是否存在，若为存在返回1，否则返回0。

语法分析器：int action(int a,char b)：代入当前状态和待插入字符，查找转移状态或归约。

node2 go(int a)：代入当前状态，返回归约结果和长度。

void printstack()：打印栈。

int push(char b)：将符号b插入栈中，并进行归约。

专题3_LL(1)语法分析设计原理与实现李若森 13281132 计科1301一、理论传授语法分析的设计方法和实现原理；LL(1) 分析表的构造；LL(1)分析过程；LL(1)分析器的构造。

二、目标任务实验项目实现LL(1)分析中控制程序（表驱动程序）；完成以下描述算术表达式的 LL(1)文法的LL(1)分析程序。

G[E]:E→TE’E’→ATE’|εT→FT’T’→MFT’|εF→(E)|iA→+|-M→*|/设计说明终结符号i为用户定义的简单变量，即标识符的定义。

加减乘除即运算符。

设计要求(1)输入串应是词法分析的输出二元式序列，即某算术表达式“专题 1”的输出结果，输出为输入串是否为该文法定义的算术表达式的判断结果；(2)LL(1)分析程序应能发现输入串出错；(3)设计两个测试用例（尽可能完备，正确和出错），并给出测试结果。

任务分析重点解决LL(1)表的构造和LL(1)分析器的实现。

三、实现过程实现LL(1)分析器a)将#号放在输入串S的尾部b)S中字符顺序入栈c)反复执行c)，任何时候按栈顶Xm和输入ai依据分析表，执行下述三个动作之一。

构造LL(1)分析表构造LL(1)分析表需要得到文法G[E]的FIRST集和FOLLOW集。

构造FIRST(α)构造FOLLOW(A)构造LL(1)分析表算法根据上述算法可得G[E]的LL(1)分析表，如表3-1所示：表3-1 LL(1)分析表主要数据结构pair<int, string>:用pair<int, string>来存储单个二元组。

该对照表由专题1定义。

map<string, int>:存储离散化后的终结符和非终结符。

vector<string>[][]:存储LL(1)分析表函数定义init:void init();功能：初始化LL(1)分析表，关键字及识别码对照表，离散化（非）终结符传入参数：（无）传出参数：（无）返回值：（无）Parse:bool Parse( const vector<PIS> &vec, int &ncol )；功能：进行该行的语法分析传入参数：vec:该行二元式序列传出参数：emsg:出错信息epos:出错标识符首字符所在位置返回值：是否成功解析。

《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。

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。

词法分析一、实验目的二、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。

三、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。

实验二语法分析实验报告一、实验内容1.1 实验目的编制一个递归下降分析程序,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.1.2 实验要求利用C语言编制递归下降分析程序，并对简单语言进行语法分析1.2.1待分析的简单语言的词法用扩充的BNF表示如下：(1) <程序>::={<声明序列><语句序列>}(2）<语句串>::=<语句>{;<语句>}(3) <语句>::=<赋值语句>(4) <赋值语句>::=ID：= <表达式>(5) <表达式>::=<项>{(+<项>|-<项>}(6) <项>::=<因子>{*<因子>|/<因子>}(7) <因子>::=ID|NUM|（<算术表达式>）1.2.2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”。

二、实验程序的总体结构框架图1. 语法分析主程序示意图图2.递归下降分析程序示意图图5. expression表达式分析函数示意图图6.term分析函数示意图三、关键技术的实现方法Scanner函数定义已在实验一给出，本实验不再重复给出void Irparser(){kk=0;if(syn==1){scaner();yucu();if(syn==6){scaner();if(syn==0 && (kk==0)) cout<<"success!"<<endl;}else{if(kk!=1)cout<<"缺end!"<<endl;kk=1;}}else {cout<<"缺begin!"<<endl;kk=1;}return;}void yucu(){statement();while(syn==26){scaner();statement();}return;}void statement() {if(syn==10){scaner();if(syn==18){scaner();expression();}else{cout<<"赋值号错误"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"语句错误"<<endl;kk=1;}return;}void expression(){term();while((syn==13)||(syn==14)){scaner();term();}return;}void term(){factor();while((syn==15)||(syn==16)){scaner();factor();}return;}void factor(){if((syn==10)||(syn==11))scaner();else if(syn==27){scaner();expression();if(syn==28)scaner();else{cout<<")错误"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"表达式错误"<<endl;kk=1;}return;}void main(){p=0;cout<<"Please input string"<<endl;do{cin.get(ch);if(ch!=”\n”)prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;scaner();Irparser();}四、实验心得语法分析是编译过程的核心部分,它的主要功能是按照程序语言的语法规则,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,同时进行语法检查,为语义分析和代码生成做准备。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 算术表达式的语法分析及语义分析程序设计1．目的通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检查和分析。

2．设计内容及要求算术表达式的文法：（1）选择算符优先分析法完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。

（2）写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出分析方法的思想，完成分析程序设计。

（3）编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。

3.课程设计报告书的内容应包括：（1）设计题目、班级、学号、姓名、完成日期；（2）给出算术表达式的语法分析和语义分析的设计。

（3）简要的分析与概要设计；（4）详细的算法描述；（5）源程序清单；（6）给出软件的测试方法和测试结果；（7）设计的评价、收获与体会。

时间安排：第18周，周1-周3下午，周5全天指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日1 课设要求设计题目算术表达式转换成逆波兰式（用算符优先分析法）1.1课程设计的目的课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。

通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。

编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。

要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。

1.2 设计内容及要求算术表达式的文法：〈无符号整数〉∷＝〈数字〉{〈数字〉}〈标志符〉∷＝〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉}〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉}〈项〉∷＝〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉}〈因子〉∷＝〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’〈加法运算符〉∷＝＋｜－〈乘法运算符〉∷＝＊｜／1.选择算符优先分析法完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。