编译原理实验报告5-语法分析程序的设计(2)
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实验5 语法分析程序的设计（2）
一、实验目的
通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，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中算法优先分析方法。
二、实验内容
设计一个文法的算法优先分析程序，判断特定表达式的正确性。
三、实验要求
1、给出文法如下：
G[E]
E->T|E+T;
T->F|T*F;
F->i|(E);
可以构造算符优先表如下： + * ( ) i
+
*
(
)
i
2、计算机中表示上述优先关系，优先关系的机内存放方式有两种1）直接存放，2）为优先关系建立优先函数，这里由学生自己选择一种方式；
给出算符优先分析算法如下：
k:=1; S[k]:=‘#’;
REPEAT
把下一个输入符号读进a中；
IF S[k]∈VT THEN j:=k ELSE j:=k-1;
WHILE S[j] a DO
BEGIN
REPEAT
Q:=S[j];
IF S[j-1]∈VT THEN j:=j-1 ELSE j:=j-2
UNTIL S[j] Q
把S[j+1]…S[k]归约为某个N；
k:=j+1; S[k]:=N;
END OF WHILE;
IF S[j] a OR S[j] a THEN
BEGIN
k:=k+1;S[k]:=a
END
ELSE ERROR
UNTIL a=‘#’
根据给出算法，利用适当的数据结构实现算符优先分析程序；
利用算符优先分析程序完成下列功能：
手工将测试的表达式写入文本文件，每个表达式写一行，用“；”表示结束；
读入文本文件中的表达式；
调用实验2中的词法分析程序搜索单词；
把单词送入算法优先分析程序，判断表达式是否正确（是否是给出文法的语言），若错误，应给出错误信息；
完成上述功能，有余力的同学可以对正确的表达式计算出结果。
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
分析文法中终结符号的优先关系；
存放优先关系或构造优先函数；
3、利用算符优先分析的算法编写分析程序；
4、写测试程序，包括表达式的读入和结果的输出；
5、程序运行效果，测试数据可以参考下列给出的数据。
六、测试数据
输入数据：
编辑一个文本文文件，在文件中输入如下内容：
正确结果：
（1）10; 10; 1+2;
(1+2)*3+(5+6*7);
((1+2)*3+4;
1+2+3+(*4+5);
(a+b)*(c+d);
((ab3+de4)**5)+1; 输出：正确
（2）1+2;
输出：正确
（3）(1+2)*3+(5+6*7);
输出：正确
（4）((1+2)*3+4
输出：错误
（5）1+2+3+(*4+5)
输出：错误
（6）(a+b)*(c+d)
输出：正确
（7）((ab3+de4)**5)+1
输出：错误
七、实验报告要求
实验报告应包括以下几个部分：
给定文法优先关系和存放方式；
+ * ( ) i #
+
*
( e1
) e2 e2
i e2 e2
# e3 e4
引入“#”，将句型包含起来并填入出错标记。使用二维数组将其存放。
算符优先分析程序的算法和结构；
程序从文本文件中逐行读取表达式，每行以“；”做标记。调用词法分析程序将这行数据分析出由一个个的单词组成的表达式，再逐个分析单词。另外，由于文法中没写入关于标识符和常数的产生式，所以在对单词符号进行语法分析时，会将标识符和常数自动规约为“i”。
数据结构：
优先关系表R：二维数组，存储了终结符+、*、（、）、i、#的优先关系。
符号W：结构体，有四个成员，包括：
ch：char类型，非终结符与终结符的字符标记；
po：int类型，只对终结符有效，与在R中的位置有关，有词法分析器提供；对于非终结符，其po无效；
val：string类型，综合属性；对终结符i，其值由词法分析器提供；对非终结符，其值由规约时对应的产生式的规则计算得到；对界符或运算符，val无效； type：int类型，标记属性值类型，0为标识符，不可计算；1为可计算的数值；由词法分析器提供；
注意：程序内部数值的计算和标记一律使用十进制，文本中的表达式必须为十进制整数，即如果在文本中使用八进制或十六进制，词法分析器分析后不会添加至缓冲区，在表达式语法正确且其中不含标志符时，计算得到的结果一律使用十进制。
例：对于文本中十进制数字10，其对应的初始结构体成员的值ch=’i’，po=5，val=”10”，type=1。
符号栈S：符号结构体的一维数组。
算法：
说明 ：
G[E]
E->T|E+T;
T->F|T*F;
F->i|(E);
算符优先文法并未对非终结符定义优先关系，无法对单非产生式进行规约，所以实际上在规约时，上面的E->T，T->F基本没有使用，而且规约时并不严格按照产生式的右部规约，只要待规约项符合句型#N1a1N2a2…NnanNn+1#（每个ai都是终结符，Ni是可有可无的非终结符），
并且相对产生式，在相同位置有相同的非终结符即可规约，这样算符优先文法规约很快，但有些语法错误将无法识别，在本实验中，只要在要规约的地方准确的判断可规约的项，即符合句型，在不严格要求非终结符相同而终结符位置符号相同时，存在可匹配文法的产生式，即可规约，例如：F * F 可以匹配T*F继而规约为T。
定义用W[ch]表示字符名为ch的符号；实际程序中关于终结符优先关系的比较是利用R获取优先关系标志的，算法中为了可读性，直接将结构体进行比较了。
从文本文件读入一行数据，反复调用scanP()得到符号集合，用符号结构体数组E存储；
k = 1; i = 0; S[k] = W[#];
Do {
A = E[i++];
if（S[k] 是终结符）
j = k;
else
j = k – 1;
while(S[j] > A) {
Do {
Q = S[j];
If(S[j - 1] 是终结符)
j = j – 1;
else
j = j – 2;
}while(S[j] < Q);
N = Statute(S,j + 1,k);
k = j + 1；
S[k] = N；
}
If(S[j] < A || S[j] == A) { k++;
S[k] = A;
}
else error(S[j].po,;
}while(A == W[#]);
程序功能说明：
程序从文本文件读入表达式，判断语法是否正确，正确则输出结果，其中有标识符的话，结果还是含有标识符的原表达式，语法错误的话，则输出错误信息。
源程序：
程序中文本文件在桌面文件名为
#include
#include
#include<>
using namespace std;
#define NULL 0
#define MAXSIZE 30 h == 'i' && s == e) {
= 'F';
= S[s].val;
= S[s].type;
}
else if (S[s].ch == '(' && !(checkVt(S[s + 1].ch)) && S[e].ch == ')') {
if (S[s + 1].type == 1) {
= 'F';
= S[s + 1].val;
= S[s + 1].type;
}
else {
= 'F';
= '('+ S[s + 1].val + ')';
= S[s + 1].type;
}
}
else if (!(checkVt(S[s].ch)) && S[s + 1].ch == '+' && !(checkVt(S[e].ch))) {
= 'E';
if (S[s].type == 1 && S[e].type == 1) {
= 1;
int v = atoi(S[s].()) + atoi(S[e].());
char l[30];
sprintf_s(l,30,"%d", v);
= l;
}
else {
= 0;
= S[s].val + S[s + 1].ch + S[e].val; }
}
else if ((s != e) && !(checkVt(S[s].ch)) && S[s + 1].ch == '*' && !(checkVt(S[e].ch))) {
= 'T';
if (S[s].type == 1 && S[e].type == 1) {
= 1;
int v = atoi(S[s].()) * atoi(S[e].());
char l[30];
sprintf_s(l, 30,"%d", v);
= l;
}
else {
= 0;
= S[s].val + S[s + 1].ch + S[e].val;
}
}
else if(S[s].ch == 'T' && s == e){
= 'E';
= S[s].val;
= S[s].type;
}
else {
= '#';
}
= 4;
return N;
}
void error(char errnum) { h)) o][] == '>') {
do {
Q = S[j];
if (checkVt(S[j - 1].ch))
j = j - 1;
else
j = j - 2;
} while (pre[S[j].po][] != '<');
W N = Statute(S, j + 1, k);
if == '#') {
error('4');
return 0;
}
k = j + 1;
S[k] = N;
}
