理解PL0编译程序原理

《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");};}。

/*PL/0编译程序（C语言版）*编译和运行环境：*Visual C++*WinXP/7*利用方式：*运行后输入PL/0源程序文件名*回答是不是将虚拟机代码写入文件*回答是不是将符号表写入文件*执行成功会产生四个文件（词法分析结果.txt符号表.txt虚拟代码.txt源程序和地址.txt）*/#include <>#include""#include"string"#define stacksize 500xt","w");fa1=fopen("源程序和地址.txt","w");xt","w");fas=fopen("符号表.txt","w");addset(nxtlev,declbegsys,statbegsys,symnum);nxtlev[period]=true;if(-1==block(0,0,nxtlev)){n\n");fprintf(cifa,"源程序显现错误，请检查!!!");fprintf(fa1,"源程序显现错误，请检查!!!");fprintf(fa,"源程序显现错误，请检查!!!");fprintf(fas,"源程序显现错误，请检查!!!");}fclose(fa);fclose(fa1);fclose(fas);}fclose(fin);}else{printf("Can't open file!\n");}fclose(cifa);]=period;ssym['#']=neq;ssym[';']=semicolon;strcpy(&(word[0][0]),"begin");\n\n" );fprintf(fa1,"\t\t程序结尾丢了句号“.”\n");break;case 10:printf("\t\t语句之间漏了“;”\n" );fprintf(fa1,"\t\t语句之间漏了“;”\n");break;case 11:printf("\t\t标识符拼写错误或未说明\n" );fprintf(fa1,"\t\t标识符拼写错误或未说明\n");break;case 12:printf("\t\t赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量\n" );fprintf(fa1,"\t\t赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量\n");break;case 13:printf("\t\t赋值语句左部标识符后应是复制号“:=”\n" );fprintf(fa1,"\t\t赋值语句左部标识符后应是复制号“:=”\n");break;case 14:printf("\t\tcall后应为标识符\n" );fprintf(fa1,"\t\tcall后应为标识符\n");break;case 15:printf("\t\tcall后标识符属性应为进程\n" );fprintf(fa1,"\t\tcall后标识符属性应为进程\n");break;case 16:printf("\t\t条件语句中丢了then\n" );fprintf(fa1,"\t\t条件语句中丢了then\n");break;case 17:printf("\t\t丢了“end”或“;”\n" );fprintf(fa1,"\t\t丢了“end”或“;”\n");break;case 18:printf("\t\twhile型循环语句中丢了“do”\n" ); fprintf(fa1,"\t\twhile型循环语句中丢了“do”\n");break;case 19:printf("\t\t语句后的符号不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t语句后的符号不正确\n" );break;case 20:printf("\t\t应为关系运算符\n" );fprintf(fa1,"\t\t应为关系运算符\n");break;case 21:printf("\t\t表达式内标示符属性不能是进程\n" ); fprintf(fa1,"\t\t表达式内标示符属性不能是进程\n");break;case 22:printf("\t\t表达式漏掉了右括号\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式漏掉了右括号\n");break;case 23:printf("\t\t因子后的非法符号\n" );fprintf(fa1,"\t\t因子后的非法符号\n");break;case 24:printf("\t\t表达式的开始符不能是此符号\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式的开始符不能是此符号\n");break;case 25:printf("\t\t标识符越界\n" );fprintf(fa1,"\t\t标识符越界\n");break;case 26:printf("\t\t非法字符\n" );fprintf(fa1,"\t\t非法字符\n");break;case 31:printf("\t\t数越界\n");fprintf(fa1,"\t\t数越界\n");break;case 32:printf("\t\tread语句括号中的标识符不是变量\n" );fprintf(fa1,"\t\tread语句括号中的标识符不是变量\n");break;case 33:printf("\t\twrite()或read()中应为完整表达式\n" );fprintf(fa1,"\t\twrite()或read()中应为完整表达式\n");break;default:printf("\t\t显现未知错误\n" );fprintf(fa1,"\t\t显现未知错误\n");}err++;}:break;default :error(26);}if(sym!=period){t\tperiod\n");}}}}}}return 0;}=x;code[cx].l=y;code[cx].a=z;cx++;return 0;}dr=cx;gendo(jmp,0,0);if(lev>levmax){dr].a=cx;dr=cx;ize=dx;cx0=cx;gendo(inte,0,dx);ind){case constant:fprintf(fas,"%d const %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"val=%d\n",table[i].val);break;case variable:fprintf(fas,"%d var %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"lev=%daddr=%d\n",table[i].level,table[i].adr);break;case procedur:fprintf(fas,"%d proc %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"lev=%daddr=%dsize=%d\n", table[i].level,table[i].adr,table[i].size);break;}}}memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);ame,id);table[(* ptx)].kind=k;switch(k){case constant:if(num>amax){error(31);num=0;}table[(*ptx)].val=num;break;case variable:table[(*ptx)].level=lev;table[(*ptx)].adr=(*pdx);(*pdx)++;break;case procedur:table[(*ptx)].level=lev;break;}}ame,idt);i=tx;ame,idt)!=0){i--;}return i;}],code[i].l,code[i],a);}}}ind!=variable){error(12);i=0;}else{getsymdo;if(sym==becomes){getsymdo;printf("该语句为赋值语句。

–1 –PL/0语言的文法BNF 是描述语言文法的基本形式，除此之外，还可以使用其他的一些表示方法，本节使用扩充的BNF （简称EBNF ）和语法图来描述PL/0语言的文法。

1．PL/0语言文法的EBNF 表示（1）EBNF 简介EBNF 是对BNF 的扩充，在BNF 中的元符号有：“::=”（或“→”）、“|”、“〈 〉”，EBNF 在此基础上又增加了三种元符号，约定如下。

① 花括号{ }表示其内语法成分可以重复，其中，{ }：表示符号串 可重复0到任意次数，即 *。

n m {α}：表示符号串 可重复m 到n 次。

例如：A →A |β，可改写为：A →{ }β。

② 方括号[ ]表示方括号内的成分为任选项。

[ ]：表示符号串 为任选项。

例如：A → β| ，可改写为：A → [β]。

③ 圆括号( )( )：圆括号内的符号串 优先，利用圆括号可在产生式右部中提取公因子。

例如：A → β1| β2|…| βn ，可改写为：A → (β1|β2|…|βn ) 例如，用EBNF 描述〈整数〉文法的定义：〈整数〉=[+|∷-]〈数字〉{〈数字〉} 〈数字〉=0|1|2|3|4|5|6|7|8|9∷可以看出，EBNF 表示法要比BNF 表示法清晰、简单得多。

（2）PL/0语言文法的EBNF 表示〈程序〉=∷〈分程序〉．〈分程序〉=[∷〈常量说明部分〉][〈变量说明部分〉][〈过程说明部分〉]〈语句〉 〈常量说明部分〉=const ∷〈常量定义〉 {，〈常量定义〉}； 〈常量定义〉=∷〈标识符〉=〈无符号整数〉 〈无符号整数〉=∷〈数字〉{〈数字〉}〈变量说明部分〉=var ∷〈标识符〉{，〈标识符〉}； 〈标识符〉=∷〈字母〉{〈字母〉|〈数字〉}〈过程说明部分〉=∷〈过程首部〉〈分程序〉{；〈过程说明部分〉}； 〈过程首部〉=procedure ∷〈标识符〉；〈语句〉=∷〈赋值语句〉|〈条件语句〉|〈当型循环语句〉|〈过程调用语句〉|〈读语句〉|〈写语句〉|〈复合语句〉|〈空〉〈赋值语句〉=∷〈标识符〉=∶〈表达式〉编译原理– 〈复合语句〉=begin∷〈语句〉{；〈语句〉}end〈条件〉=∷〈表达式〉〈关系运算符〉〈表达式〉|odd〈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〉|'('〈表达式〉')'〈加法运算符〉=+|∷-〈乘法运算符〉=*|/∷〈关系运算符〉=#|=|∷＜|＜=|＞|＞=〈条件语句〉=if∷〈条件〉then〈语句〉〈过程调用语句〉=call∷〈标识符〉〈当型循环语句〉=while∷〈条件〉do〈语句〉〈读语句〉=read'('∷〈标识符〉{，〈标识符〉}')'〈写语句〉=write'('∷〈表达式〉{，〈表达式〉}')'〈字母〉=a|b|…|x|y|z∷〈数字〉=0|1|2|…|8|9∷对上述表示法作以下几点说明：①由第一条产生式可以看出，PL/0的程序是由非终结符“分程序”和终结符“.”这个串定义的。

是整个编译过程的核心。
PL/0编译程序的总体设计
词法分析程序和代码生成程序都作为一个过 程，当语法分析需要读单词时就调用词法分 析程序，而当语法、语义分析正确，需要生 成相应的目标代码时，则调用代码生成程序
表格管理程序实现变量，常量和过程标识符 的信息的登录与查找。
出错处理程序，对词法和语法、语义分析遇 到的错误给出在源程序中出错的位置和与错 误 性质有关的编号，并进行错误恢复。
read(b);
end
end.
2.1.2 PL/0语言文法的EBNF表示
BNF(BACKUS-NAUR FORM)是根据美国 的John W.Backus与丹麦的Peter Naur来 命名的，它从语法上描述程序设计语言的元 语言(metalanguage)。
采用BNF就可说明哪些符号序列是对于某给 定语言在语法上有效的程序。
自顶向下的语法分析<程序>
<分程序>
.
VAR A; BEGIN READ(A) END.
<变量说明部分> <语句>
VAR <标识符> ； <复合语句> BEGIN <语句> END
A <读语句>
READ （ <标识符> ）
A
递归子程序法
递归子程序法：对应每个非终结符语法单元，
编一个独立的处理过程(或子程序)。 语法分析从读入第一个单词开始由非终结符
非终结符(non-terminal symbol)—在描述 过程中定义的，代表某一类语法单位的集合 的，需要继续定义的符号。
终结符(terminal symbol)—最终定义的不能 用更小的语法单位替换的符号。