实验三 自下而上语法分析及语义分析

实验三自下而上语法分析及语义分析一、实验目的：通过本实验掌握LR分析器的构造过程，并根据语法制导翻译，掌握属性文法的自下而上计算的过程。

二、实验学时：4学时。

三、实验内容根据给出的简单表达式的语法构成规则（见五），编制LR分析程序，要求能对用给定的语法规则书写的源程序进行语法分析和语义分析。

对于正确的表达式，给出表达式的值。

对于错误的表达式，给出出错位置。

四、实验方法采用LR分析法。

首先给出S-属性文法的定义（为简便起见，每个文法符号只设置一个综合属性，即该文法符号所代表的表达式的值。

属性文法的定义可参照书137页表6.1），并将其改造成用LR分析实现时的语义分析动作（可参照书145页表6.5）。

接下来给出LR分析表。

然后程序的具体实现：●LR分析表可用二维数组（或其他）实现。

●添加一个val栈作为语义分析实现的工具。

●编写总控程序，实现语法分析和语义分析的过程。

注：对于整数的识别可以借助实验1。

五、文法定义简单的表达式文法如下：E->E+T|E-T|TT->T*F|T/F|FF->(E)|i上式中，i 为整数。

六、处理程序例例1: 正确源程序例：23+(45+4)* 40分析结果应为：正确的表达式。

其值为：1983例2: 错误源程序例：5+(56+)-24分析结果应为：错误的表达式：出错位置为）附录：源程序#include <stdio.h>#include"string.h"#include <iostream>using namespace std;#define R 30#define C 20typedef struct elem{char e[4];}Elem; //ACTION表与GoTo表中的元素类型Elem LR[R][C]; //存放ACTION表与GoTo表中的内容typedef struct out{int order; //序号int state[10]; //状态栈char sign[30]; //符号栈char grasen[20]; //产生式char input[30]; //输入串char explen[50]; //解释说明}OutNode; //输出结果中每一行的类型OutNode out[20]; //存放输出结果char Sentence[20]; //存放文法的一个句子char GramSent[10][20]; //存放文法的一组产生式int row,colno; //row为状态个数数，colno为ACTION表与GoTo表列总数int stateTop=0,signTop=0; //状态栈与符号栈的栈顶位置(值与栈中元素的个数相等)void input_GramSent(){int i,num;printf("请输入文法中产生式的个数\n");scanf("%d",&num);for(i=0;i<num;i++){printf("请输入文法的第%d个产生式\n",i);scanf("%s",GramSent+i-1);}printf("请输入文法的一个句子\n");scanf("%s",Sentence);printf("**********************************************************\n");printf("* 文法的产生式如下： *\n");printf("**********************************************************\n");for(i=0;i<num;i++)printf("%s\n",GramSent+i);printf("**********************************************************\n");printf("* 文法的句子如下： *\n");printf("**********************************************************\n");printf("%s\n",Sentence);}void input_LR(int row,int colno) //row为行总数，colno为列总数{int i,j;char mid[4];printf("**********************************************************\n");printf("* 提示：每输入一个元素后就回车 *\n");printf("**********************************************************\n");printf("请输入LR分析表的终结符(包括#)与非终结符\n");for(j=0;j<colno;j++)scanf("%s",LR[0][j].e);for(i=0;i<row;i++){printf("请输入%d号状态所对应的各列的元素,空白的地方用s代替\n",i);for(j=0;j<colno;j++){scanf("%s",mid);if(strcmp(mid,"s")==0||strcmp(mid,"S")==0)strcpy(LR[i+1][j].e," ");elsestrcpy(LR[i+1][j].e,mid);}}}void output_LR(int row,int colno){int i,j;printf("**********************************************************\n"); printf("* LR分析表如下： *\n");printf("**********************************************************\n"); printf("\n");printf(" ");for(j=0;j<colno;j++)printf("%s ",LR[0][j].e);printf("\n");for(i=1;i<=row;i++){printf("%d ",i-1);for(j=0;j<colno;j++)printf("%s ",LR[i][j].e);printf("\n");}printf("\n");}int SignNum(char ch)//给定一个终结符或非终结符,返回其在ACTION表与GoTo表中的列位置int i;char c[2]="0";c[0]=ch;for(i=0;i<colno;i++)if(strcmp(c,LR[0][i].e)==0)return i;return -1;}int CharChangeNum(char* ch)//给定一数字字符串,返回其所对应的数字{int result=0;while(*ch!='\0'){result=result*10+(*ch-'0');ch++;}return result;}int OutResult(int s,int c,int i)//输出结果的第i+1行处理函数,(s 为状态，c为列){char mid[4],gra[20];int s_num,r_num;int n,len,j;strcpy(mid,LR[s+1][c].e);if(strcmp(mid," ")==0){ printf("不能规约\n"); return -2; }if(strcmp(mid,"acc")==0||strcmp(mid,"ACC")==0){ printf("规约成功\n"); return -1; }out[i+1].order=i+2;if(mid[0]=='s'||mid[0]=='S'){s_num=CharChangeNum(mid+1);//s_num为S后的数字for(j=0;j<stateTop;j++)out[i+1].state[j]=out[i].state[j];out[i+1].state[stateTop]=s_num;out[i+1].state[++stateTop]=-1; //完成第i+1行的状态栈赋值strcpy(out[i+1].sign,out[i].sign);out[i+1].sign[signTop]=out[i].input[0];out[i+1].sign[++signTop]='\0'; //完成第i+1行的符号栈的赋值strcpy(out[i+1].grasen," "); //完成第i+1行的产生式的赋值strcpy(out[i+1].input,out[i].input+1); //完成第i+1行的输入符号串的赋值}else if(mid[0]=='r'||mid[0]=='R'){r_num=CharChangeNum(mid+1);//r_num为r后的数字strcpy(gra,*(GramSent+r_num-1));len=strlen(gra);for(j=0;j<len;j++)if(gra[j]=='-' && gra[j+1]=='>')break;n=strlen(gra+j+2);stateTop-=n; signTop-=n;for(j=0;j<stateTop;j++)out[i+1].state[j]=out[i].state[j];j=SignNum(gra[0]);out[i+1].state[stateTop]=CharChangeNum(LR[out[i+1].state[stateTop-1]+1][ j].e);out[i+1].state[++stateTop]=-1; //完成第i+1行的状态栈赋值strcpy(out[i+1].sign,out[i].sign);out[i+1].sign[signTop]=gra[0];out[i+1].sign[++signTop]='\0'; //完成第i+1行的符号栈的赋值strcpy(out[i+1].grasen,gra); //完成第i+1行的产生式的赋值strcpy(out[i+1].input,out[i].input); //完成第i+1行的输入符号串的赋值}return 1;}void OutputResult(int r){int i,j;printf("**********************************************************\n"); printf("* 句子：%s 用LR分析表规约过程如下：*\n",Sentence);printf("**********************************************************\n"); for(i=0;i<=r;i++){j=0;printf("%2d ",out[i].order);while(out[i].state[j]!=-1)printf("%d",out[i].state[j++]);printf(" %s %s %s\n",out[i].sign,out[i].grasen,out[i].input);}}int OutControl()//输出结果的总控函数{int s_num,i=0;out[0].order=1; //序号赋值out[0].state[0]=0; stateTop=1; out[0].state[stateTop]=-1; //状态栈赋值，置栈顶位strcpy(out[0].sign,"#"); signTop=1; //符号栈赋值，置栈顶位strcpy(out[0].grasen," "); //产生式为空strcpy(out[0].input,Sentence); //以下两行为输入串赋值strcat(out[0].input,"#");strcpy(out[0].explen,"0和#进栈"); //解释说明//初使化输出结果的第一行while(1){s_num=SignNum(out[i].input[0]);//if(s_num!=-1)if(OutResult(out[i].state[stateTop-1],s_num,i)!=1)break;i++;}return i;}main(){int r;printf("**********************************************************\n"); printf("* 函数的输入: 文法的产生式,文法句型的一个句子,LR分析表 *\n");printf("* 函数的输出: LR分析器的工作过程与说明 *\n");printf("**********************************************************\n"); printf("请输入LR分析表中终结符与非终结符的总个数\n");scanf("%d",&colno);printf("请输入LR分析表中状态的总个数\n");scanf("%d",&row);input_LR(row,colno);output_LR(row,colno);input_GramSent();r=OutControl(); //r为输出结果的行数OutputResult(r);}七、实验小结这个程序是从网上下载下来的，根据这个实验要求做了些更改，但是总是出现溢出错误，只能运行到LR分析表的部分（如截图），没有找到解决问题的办法。