WHILE循环语句的翻译程序设计课设报告
1．题目：将WHILE语句转换成四元式的程序实现
设计内容及要求：设计一个语法制导翻译器，将WHILE语句翻译成四元式。要求：先确定一个定义WHILE语句的文法，为其设计一个语法分析程序，为每条产生式配备一个语义子程序，按照一遍扫描的语法制导翻译方法，实现翻译程序。对用户输入的任意一个正确的WHILE语句，程序将其转换成四元式输出(可按一定格式输出到指定文件中)。
1、系统描述
通过设计、编制、调试一个WHILE循环语句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。用语法制导完成语义分析，并将形成的中间代码以四元式
的形式输出。
2 、文法及属性文法的描述
2．1 文法的描述
该文法的产生式如下所示：
(1)S->while(B){E}
(2)E->AE
(3)E->A
(4)A->iPA
(5)A->i
(6)B->iTi
(7)B->i
其中while、( 、) 、{ 、} 、P、T 、；和i均为终结符，而S、A、B、E这些大写字母均为非终结符。T表示比较运算符，P表示算术运算符，i表示合法标识符。
2．2 属性文法的描述
对该文法的属性文法描述如下：
(1) S->while(B){E} prinf(if B goto E else goto next)
(2) E->AE print = ·
(3) E->A print =
(4) A->i P A print(A= P
(5) A->i； = i；
(6) B->i T i print(B = T
(7) B->i = i
3 、语法分析方法描述及语法分析表设计3．1 语法分析表设计
3．1．1 文法的DFA
3．1．2 LR（0）分析表
3．1．2 LR（0）分析方法描述说明
LR分析法的规约过程是规范推到的逆过程，所以LR分析过程是一种规范规约的过程。其分析过程为：由文法构造出该文法项目集，再根据项目集构造该文法的DFA，再判断是否有移进-规约和规约-规约冲突，若没有冲突则该文法为LR(0)的，若有冲突则该文法是SLR（1）的，最后可以构造出LR(0)分析表。然后根据LR(0)分析表进行语法分析，分析过程就是进栈和规约的过
程。若能规约出开始符S，则语法正确。反之，语法错误。
4 、中间代码形式的描述及中间代码序列的结构设计
本系统中所采用的中间代码形式是四元式，是一种比较普遍采用的形式。四元式的四个组成成分是：算符op，第一和第二运算对象ARG1和ARG2及运算结果RESULT。运算对象和运算结果有时指用户自己定义的变量，有时指编译程序引进的临时变量。例如a：=b*c+b*d的四元式表示如下：
1）（*，b，c，t1）
2）（*，b，d，t2）
3）（+，t1，t2，t3）
4）（：=，t3，-，a）
四元式对中间结果的引用必须通过给定的名字，也就是说，四元式的联系是通过临时变量实现的。
将while( B rop C )goto L写成（jrop，B，C，L）
本程序中所用到的四元式语句如下：
1)形如（op，arg1，arg2，result）的赋值语句
2)形如（jrop，B，C，L）的条件转移语句
3)形如（=，arg1，-，result）的复写语句
5、编译系统的概要设计
5.1词法分析
词法分析程序要做的工作是：从源程序的第一个字符开始，顺序读字符，一次读一个，
根据所读进的字符识别各类单词，同时去掉源程序中的空白和注释。词法分析检查的错误
主要是挑出源程序中出现的非法符号。所谓非法符号是指不是程序设计语言中允许出现的
符号，就像自然语句中的错字。
语法分析是编译过程的核心部分。它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。
流程图如下：
其中SP 为栈顶指针，S[i]为状态栈，X[i]为文法符号栈。状态转换表内容按关系GOTO[Si,X]=Sj 确定，改关系式是指当前栈顶状态为Si 遇到当前文法符号为X 时应转向状态Sj 。X 为终结符或非终结符。
ACTION[Si,a]规定了栈顶状态为Sj 时遇到输入符号c[i]应该执行的动作。动作有以下四种可能：
（1） 移进：当Sj=GOTO[Si ，a]成立，则把Sj 移入到文法符号栈。其中i ，j
表示状态号。
（2） 规约：当在栈顶形成句柄为b 时，则用b 归约为相应的非终结符A ，即
当文法中有A->b 的产生式，而b 的长度为r ，则从状态栈和文法符号栈中自栈顶向下去掉r 个符号。并把A 移入文法符号栈内，再把满足Sj=GOTO[Si ，A]的状态移进状态栈，其中Si 为修改指针后的栈顶状态。
（3） 接受acc ：当归约到文法符号栈中只剩下文法的开始符号S 时，并且输
入符号串已结束即当前输入符是‘#’，则为分析成功。
（4） 报错：当遇到状态栈顶为某一状态下出现不该遇到的文法符号时，则报
错，说明输入串不是该分发能接受的句子。
5.3 语法制导翻译
Sp → #
┋
┋
X[i S[i
在语法分析过程中，随着分析的步步进展，根据每个产生式所对应的语义子程序（或
语义规则描述的语义动作）进行翻译。属性文法的每个符号有属性，所以每个符号入栈时，
必须连属性一起入栈，这样，栈符号就由文法符号及存放该符号属性的域所组成。由于属性类型不同，属性域存放的内容就要根据属性的类型来定。有的可能直接存放属性值，也有的存放的是指向属性值的指针。对于综合属性，其属性域不存放其属性值，而是存放一个指针，指向存贮该属性值的单元。对于继承属性，其属性域直接保存其属性值。继承属性的属性域刚入栈时为空，但是在该栈符号变成栈顶符号之前的某一时刻，它们必须接受相应的属性值，即在成为栈顶时，继承属性的属性域必须有值。
6 、详细的算法描述
Main() ame[k]='\0'; //初始化t[]
initlab(); //初始化LR(0)分析表
get(sym); //取一个字符
while(sym!=结束)
{
chr=Getsymbol(); //词法分析
if(chr为空格) continue;
else
{
S[num]=chr; //保存词法分析结果
num++;
}
}
S[num++]='#';
print("The while sentence is:");
LR(); //语法分析
if(over==-1||Check!=1)
{
print("Your input does not tally with the grammar!");
close(文件);
return -1;
}
if(Check==1)
{
print("Parsing completed!");
close(文件);
return -1;
}
close(文件);
return 0;
}
LR() //语法分析算法{
i=0;
int k=0;
(0);
('#');
a=输入串队列队首元素;
b=结束符号;
c=符号栈栈顶元素;
d=状态栈栈顶元素;
s=开始符号;
while(a!=b&&c!=s)
{
if(k==0)
{
k=meet(d,a);
continue;
}
if(k==1)
{
k=meet(d,c);
continue;
}
if(k==-1)
{
出错
break;
}
if(k==2)
{
成功
break;
}
}
k=0;
while(a==b) //分析结束
{
if(c==s)
{
if(meet(d,a)==2)
{
ONE(); //语法正确，输出四元式
成功
break;
}
}
if(c!=s&&(meet(d,c)==1||meet(d,c))==0) continue;
else
if(meet(d,c)==-1)
{
出错
break;
}
}
}
meet(int c,char s) //进栈规约算法{
if(s==错误) return -1;
int m,k=0;
if(规约标志为1)
{
规约
return 1; //规约成功}
else
进栈
}
char Getsymbol() //词法分析算法
{
i=0;
while(sym!=结束)
{
if(sym==合法标识符的开头)
{
int h1=0,h2=0,h3=0;
while(sym==字母/数字/下划线)
{
保存sym到token[]中;
get(sym); //取下一字符
}
判断token[]中的字符串是否为关键字while/rop/op
if(是while)
return 'w'; //返回while给主程序else
if(是rop) return 'r'; //返回rop给主程序
else
if(是op) return 'o'; //返回op给主程序
else
return 'i';
} //已经取了下一个字符else
if(sym==数字)
{
while(sym==数字)
{
保存sym到token[]中;
get(sym); //取下一字符
}
return 'i'; //数字
}
else
if(sym=='(')
{
保存sym到token[]中;
get(sym); //取下一字符
return '(';
}
else
if(sym==')')
{
保存sym到token[]中;
get(sym); //取下一字符 return ')';
}
else
if(sym=='=')
{
保存sym到token[]中;
get(sym);
return '=';
}
else
if(sym==' ')
{
get(sym);
return ' ';
}
else
{
get(sym);
return 'X'; //错误
}
}
return 0;
}
7 软件的测试方法和测试结果
运行正确时的情况如下：
词法分析的结果保存在中：语法分析的过程保存在中：
四元式形式的中间代码输出在中：当文法分析出错时的情况如下：