编译原理 简单样本语言的词法分析器
编译原理中的词法分析与语法分析原理解析

编译原理中的词法分析与语法分析原理解析编译原理中的词法分析和语法分析是编译器中两个基本阶段的解析过程。
词法分析(Lexical Analysis)是将源代码按照语法规则拆解成一个个的词法单元(Token)的过程。
词法单元是代码中的最小语义单位,如标识符、关键字、运算符、常数等。
词法分析器会从源代码中读取字符流,将字符流转换为具有词法单元类型和属性值的Token序列输出。
词法分析过程中可能会遇到不合法的字符序列,此时会产生词法错误。
语法分析(Syntax Analysis)是对词法单元序列进行语法分析的过程。
语法分析器会根据语法规则,将词法单元序列转换为对应的抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)。
语法规则用于描述代码的结构和组织方式,如变量声明、函数定义、控制流结构等。
语法分析的过程中,语法分析器会检查代码中的语法错误,例如语法不匹配、缺失分号等。
词法分析和语法分析是编译器的前端部分,也是编译器的基础。
词法分析和语法分析的正确性对于后续的优化和代码生成阶段至关重要。
拓展部分:除了词法分析和语法分析,编译原理中还有其他重要的解析过程,例如语义分析、语法制导翻译、中间代码生成等。
语义分析(Semantic Analysis)是对代码进行语义检查的过程。
语义分析器会根据语言的语义规则检查代码中的语义错误,例如类型不匹配、变量声明未使用等。
语义分析还会进行符号表的构建,维护变量和函数的属性信息。
语法制导翻译(Syntax-Directed Translation)是在语法分析的过程中进行语义处理的一种技术。
通过在语法规则中嵌入语义动作(Semantic Action),语法制导翻译可在语法分析的同时进行语义处理,例如求解表达式的值、生成目标代码等。
中间代码生成(Intermediate Code Generation)是将高级语言源代码转换为中间表示形式的过程。
中间代码是一种抽象的表示形式,可以是三地址码、四元式等形式。
词法分析器 编译原理

《编译原理》——词法分析器学院:专业:姓名:学号:一、序言编译,简单的说,就是把源程序转换为可执行程序。
编译程序的工作,从输入源程序开始到输出目标程序为止的整个过程,是非常复杂的。
而此法分析是编译程序工作过程的第一环节。
这篇报告主要讲了词法分析器的原理,最后会给出一个词法分析器的简单实现。
二、实验目的设计一个词法分析程序,理解词法分析器实现的原理,掌握程序设计语言中的各类单词的词法分析方法,加深对词法分析原理的理解。
三、词法分析原理3.1 词法分析的任务是:输入源程序,对构成源程序的字符串进行扫描和分解,识别出一个个的单词(亦称为单词符号或简称符号),如基本字(begin、end、for、if、while等),标识符、常数、算符、和界符(标点符号、左右括号等等)。
例如,对于pascal的循环语句For I:=1 to 100 do词法分析的结果是识别出如下的单词符号:基本字for标识符I赋值号:=整常数 1基本字to整常数100基本字do3.2 输出:词法分析器所输出单词符号常常表示成如下的二元式:(单词种别,单词符号的属性值)单词种别通常用整数编码。
标识符一般统归为一种。
常数则宜按类型(整、实、布尔等)分种。
关键字可将其全体视为一种。
运算符可采用一符一种的方法。
界符一般用一符一种的方法。
对于每个单词符号,除了给出了种别编码之外,还应给出有关单词符号的属性信息。
单词符号的属性是指单词符号的特性或特征。
例子:C++代码段:while(i>=j) i--经词法分析器处理后,它将被转为如下的单词符号序列:<while, _><(, _><id, 指向i的符号表项的指针><>=, _><id, 指向j的符号表项的指针><), _><id, 指向i的符号表项的指针><--, _><;, _>3.3 词法分析分析器作为一个独立子程序词法分析是编译过程中的一个阶段,在语法分析前进行。
编译原理实验报告一 简单样本语言的词法分析器

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告(2012 —2013学年第一学期)一、实验目的及内容编译技术是理论与实践并重的课程,而其实验课要综合运用所学的多门课程的内容,用来完成一个小型编译程序。
从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解;培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力,进一步培养学生的独立编程能力。
调试并完成一个词法分析程序,加深对词法分析原理的理解。
二、实验原理及基本技术路线图(方框原理图或程序流程图)1、待分析的简单语言的词法(1)关键字:begin if then while do end所有关键字都是小写。
(2)运算符和界符::= + –* / < <= <> > >= = ; ( ) #(3)其他单词是标识符(ID)和整型常数(NUM),通过以下正规式定义:ID=letter(letter| digit)*NUM=digit digit *(4)空格由空白、制表符和换行符组成。
空格一般用来分隔ID、NUM,运算符、界符和关键字,词法分析阶段通常被忽略。
2、各种单词符号对应的种别码3、词法分析程序的功能输入: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。
二、所用仪器、材料(设备名称、型号、规格等或使用软件)1台PC以及VISUAL C++6.0软件。
三、实验方法、步骤(或:程序代码或操作过程)(1)程序代码:#include<stdio.h>#include<string.h>#include<iostream.h>char prog[80],token[8];char ch;int syn,p,m=0,n,row,sum=0;char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};void scaner(){for(n=0;n<8;n++) token[n]=NULL;ch=prog[p++];while(ch==' '){ch=prog[p];p++;}if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){m=0;while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';p--;syn=10;for(n=0;n<6;n++)if(strcmp(token,rwtab[n])==0){syn=n+1;break;}}else if((ch>='0'&&ch<='9')){{sum=0;while((ch>='0'&&ch<='9')){sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}}p--;syn=11;if(sum>32767)syn=-1;}else switch(ch){case'<':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='>'){syn=21;token[m++]=ch;}else if(ch=='='){syn=22;token[m++]=ch;}else{syn=23;p--;}break;case'>':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=24;token[m++]=ch;}else{syn=20;p--;}break;case':':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=18;token[m++]=ch;}else{syn=17;p--;}break;case'*':syn=13;token[0]=ch;break;case'/':syn=14;token[0]=ch;break;case'+':syn=15;token[0]=ch;break;case'-':syn=16;token[0]=ch;break;case'=':syn=25;token[0]=ch;break;case';':syn=26;token[0]=ch;break;case'(':syn=27;token[0]=ch;break;case')':syn=28;token[0]=ch;break;case'#':syn=0;token[0]=ch;break;case'\n':syn=-2;break;default: syn=-1;break;}}void main(){p=0;row=1;cout<<"Please input string:"<<endl;do{cin.get(ch);prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;do{scaner();switch(syn){case 11: cout<<"("<<syn<<","<<sum<<")"<<endl; break;case -1: cout<<"Error in row "<<row<<"!"<<endl; break;case -2: row=row++;break;default: cout<<"("<<syn<<","<<token<<")"<<endl;break;}}while (syn!=0);}(2)创建编辑程序(3)连接、编译和调试程序(4)运行程序五、实验过程原始记录( 测试数据、图表、计算等)(1)给定源程序begin x:=8; if x>0 then x:=2*x+1/5; end#输出结果(2)源程序(包括上式未有的while、do以及判断错误语句):beginx<=$;whilea<0dob<>9-x;end#六、实验结果、分析和结论(误差分析与数据处理、成果总结等。
编译原理报告—词法分析器

词法分析器的作用词法分析是编译的第一阶段。
词法分析器的主要任务是读入源程序的输入字符,将它们组成词素,生成并输出一个词法单元序列,这个词法单元序列被输出到语法分析器进行语法分析。
另外,由于词法分析器在编译器中负责读取源程序,因此除了识别词素之外,它还会完成一些其他任务,比如过滤掉源程序中的注释和空白,将编译器生成的错误消息与源程序的位置关联起来等。
总而言之,词法分析器的作用如下:1.读入源程序的输入字符,将它们组成词素,生成并输出一个词法单元序列;2.过滤掉源程序中的注释和空白;3.将编译器生成的错误消息与源程序的位置关联起来;4.其它。
词法分析过程首先,对某个正则语言L,构造能够描述其的正则表达式r;然后,需要将r 转换成一个有穷自动机。
这里有三种方法,一是直接转换成NFA,而是直接转换成DFA,三是先转换成NFA,再把NFA 转换成DFA;最后,如果将r 转换成了一个DFA,需要将此DFA 的状态数最小化。
正则表达式正则表达式可以用来描述词素的模式,一个正则表达式可以由较小的正则表达式递归的构建。
对于符号集合∑={a,b},有:-正则表达式a 表示语言{a};-正则表达式a|b 表示语言{a,b};-正则表达式(a|b)(a|b)表示语言{aa,ab,ba,bb};-正则表达式a*表示语言{ε,a,aa,aaa,…};-正则表达式(a|b)*表示语言{ε,a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,…};-正则表达式a|a*b 表示语言{a,b,ab,aab,aaab,…}。
上面通过基本的并、连接和闭包运算递归定义了正则表达式有穷自动机一个有穷自动机可以把一个描述词素的模式变成一个词法分析器,从本质上来讲,有穷自动机是与状态转换图相类似的图,它有以下特点:有穷自动机是一个识别器,它只能对每个输入符号串简单的输出“yes”或“no”,表示是否能够识别此符号串;有穷自动机和状态转换图类似,它具有有限个数的结点,每个结点表示一个状态,并且这些状态中有一个初始状态和若干个终止状态。
编译原理词法分析器实验报告

一、实验目的设计一个简单的词法分析器,从而进一步加深对词法分析器工作原理的明白得。
二、实验要求一、该个词法分析器要求至少能够识别以下几类单词:(1)关键字:else if int return void while共6个,所有的关键字都是保留字,而且必需是小写;(2)标识符:识别与C语言词法规定相一致的标识符,通过以下正那么表达式概念:ID = letter (letter | digit)*;(3)常数:NUM = digit digit*(.digit digit* |ε)(e(+ | - |ε) digit digit* |ε),letter = a|..|z|A|..|Z|,digit = 0|..|9,包括整数,如123等;小数,如123.45等;科学计数法表示的常数,如1.23e3,2.3e-9等;(4)专用符号:+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */;二、分析器的输入为由上述几类单词组成的程序,输出为该段程序的机内表示形式,即关键字、运算符、界限符变成其对应的机内符,常数利用二进制形式,标识符利用相应的标识符表指针表示。
3、词法分析器应当能够指出源程序中的词法错误,如不可识别的符号、错误的词法等。
三、实验环境实验环境为win7系统、vs2005。
四、实验内容1、词法分析程序的功能:输入:所给文法的源程序字符串。
输出:二元组(syn,token)或(sum或fsum,对应二进制)组成的序列。
其中:syn为单词类别码;token为寄存的单词自身字符串;sum为整型常数;fsum为浮点型常数。
二、各类单词符号类别码如下表:五、要紧函数说明一、程序全局变量char inputstr[300],token[8];//别离寄存程序段、组成单词符号的字符串char ch;//输入字符int syn;//单词字符的类别码int p;//缓冲区inputstr的指针int sum;//整型常量float fsum;//浮点型常量char *rwtab[6]={"else","if","int","return","void","while"};//关键字数组二、语法分析函数void scaner()该函数完成所有的语法分析,关于输入的程序片段,第一去掉空格和换行,然后逐字符分析,找出各个单词(存入token[8]),判别它们的类型(确信syn 值,若是是整数那么是sum值,若是是浮点数那么是fsum)。
编译原理的分析器

编译原理的分析器编译原理是计算机科学中的重要学科,研究如何将高级程序语言转化为机器语言,实现程序的编译和执行。
而分析器则是编译过程中的重要组成部分,用于将源程序分析成各种语法成分,为后续的语义分析和代码生成做准备。
本文将对编译原理的分析器进行简要介绍和分析。
一、词法分析器词法分析器是编译原理中的第一步,其主要作用是将源程序分解成一个个记号(Token),为语法分析器提供输入。
词法分析器通过有限自动机(DFA)或正则表达式来实现记号的识别。
在编译原理中,一般会使用词法分析器生成器(如Lex、Flex等工具)来自动生成词法分析器的代码。
二、语法分析器语法分析器是编译原理中的第二步,其主要作用是通过文法规则来分析记号流,判断其是否符合语法规则。
常用的语法分析算法有递归下降法、LL(1)分析法、LR(k)分析法等。
在语法分析过程中,可以根据文法规则构建语法树,用于表示程序的语法结构。
三、语义分析器语义分析器是编译原理中的第三步,其主要作用是对语法分析得到的语法树进行语义分析,包括类型检查、符号表管理和中间代码生成等。
语义分析器会对源程序进行语义上的错误检测,并生成中间表示形式(如三地址码、抽象语法树等),为后续的代码优化和代码生成做准备。
四、符号表管理符号表是编译过程中用于存储程序中的标识符和其属性信息的数据结构。
符号表管理器是编译器中的重要模块,用于管理符号表的创建、插入、查询和删除等操作。
符号表管理器还负责处理作用域和命名冲突等问题,确保符号的正确引用和解析。
五、中间代码生成中间代码是一种介于源代码和目标代码之间的表示形式,用于描述程序的抽象语义。
在编译过程中,中间代码生成器将语法树或其他中间表示形式转换成中间代码,以便于后续的代码优化和代码生成。
常见的中间代码形式包括三地址码、四元式、LLVM IR等。
六、错误处理在编译过程中,错误处理是一个重要的环节。
编译器需要能够检测和报告源程序中的错误,并给出准确的错误信息。
编译原理词法分析器

编译原理词法分析器
编译原理词法分析器是编译器中的一个重要组成部分。
它负责将源代码分解成一个个词素(token)。
在进行词法分析过程中,我们需要定义各种词法规则,例如标识符的命名规则、关键字的集合、运算符的定义以及常量的表示方式等。
词法分析器通常使用有限自动机来实现。
有限自动机是一种能接受或拒绝某个输入序列的计算模型。
在词法分析器中,有限自动机可以方便地根据输入字符的不同状态进行相应的转移,直至得到一个完整的词法单元。
在编写词法分析器时,我们通常会先定义各个词法规则,然后将其转化为正则表达式或有限自动机的形式。
接下来,我们会根据这些规则生成一个词法分析器的状态转换图,并使用该图构建词法分析器的代码。
词法分析器的工作过程如下:输入源代码文本,逐个读取字符并根据当前状态进行状态转移。
如果当前字符能够完成一个词法单元的匹配,那么就将当前词法单元输出,并进入下一个状态。
如果当前字符不能完成一个词法单元的匹配,则继续读取下一个字符,直至完成一个词法单元的匹配或遇到非法字符。
通过词法分析器,我们可以将源代码文本转化为一系列的词法单元,例如关键字、标识符、运算符、常量等。
这些词法单元将作为编译器后续阶段的输入,用于进行语法分析和语义分析。
词法分析器是编译器的重要基础工具之一,它能够帮助我们更好地理解和处理源代码。
编译原理词法分析器

编译原理词法分析器编译原理是计算机科学中的重要领域,而词法分析器则是编译器的第一个阶段。
它的主要任务是将源代码转化为一个个词法单元,以便接下来的语法分析和语义分析等阶段进行处理。
在本文中,我们将深入探讨词法分析器的原理和实现。
一、什么是词法分析器词法分析器(Lexical Analyzer)是编译器中实现词法分析的部分。
它负责从源代码中提取出各个合法的词法单元,并进行分类和标记。
词法单元通常包括关键字、标识符、运算符、分隔符和常量等。
二、词法分析器的原理词法分析器的工作原理可以概括为以下几个步骤:1. 预处理:词法分析器首先会对源代码进行预处理,去除注释、替换宏定义等。
2. 分割:将预处理后的源代码分割成一个个字符。
3. 匹配:根据预定义的词法规则,将字符序列匹配到对应的词法单元上。
4. 标记:对每个词法单元都打上相应的标记,以便后续的语法分析。
三、词法分析器的实现1. 正则表达式:词法分析器通常使用正则表达式定义词法规则,用以匹配词法单元。
例如,使用正则表达式"\d+"可以匹配一个或多个数字。
2. 有限自动机:词法分析器可以通过构造有限自动机来进行词法分析。
有限自动机可以根据当前状态和输入字符进行状态转移,最终得到一个词法单元的序列。
3. 符号表:词法分析器使用符号表来存储已经识别出的标识符和关键字,并为每个标识符分配一个唯一的标识符号。
四、应用举例以C语言为例,假设我们要编写一个词法分析器来分析C源代码。
下面是一个简单的示例代码:```c#include <stdio.h>int main() {int a = 10;printf("Hello, World!\n");return 0;}```我们可以使用词法分析器将其分解为以下词法单元序列:1. 关键字:include、stdio、int、main、return2. 标识符:a3. 运算符:=4. 常量:105. 分隔符:()、{}6. 函数名:printf7. 字符串常量:"Hello, World!\n"通过词法分析器的处理,我们可以将源代码转化为一个个词法单元,为后续的语法分析提供准备。
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昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告(2012 —2013 学年第 1 学期)课程名称:编译原理开课实验室:信自楼44 年月日一、实验目的及内容设计、编制、调试一个词法分析子程序-识别单词,加深对词法分析原理的理解。
二、实验原理及基本技术路线图(方框原理图或程序流程图)对给定的程序通过词法分析器弄够识别一个个单词符号,并以二元式(单词种别码,单词符号的属性值)显示。
而本程序则是通过对给定路径的文件的分析后以单词符号和文字提示显示。
三、所用仪器、材料(设备名称、型号、规格等或使用软件)W INDOWS下的VISUAL C++6.0;四、实验方法、步骤(或:程序代码或操作过程)#include <iostream>#include<string>using namespace std;#define MAX 22char ch =' ';string key[15]={"begin","end","if","then","else","while","write","read", "do", "call","const","char","until","procedure","repeat"};int Iskey(string c){ //关键字判断int i;for(i=0;i<MAX;i++) {if(key[i].compare(c)==0) return 1;}return 0;}int IsLetter(char c) { //判断是否为字母if(((c<='z')&&(c>='a'))||((c<='Z')&&(c>='A'))) return 1;else return 0;}int IsDigit(char c){ //判断是否为数字if(c>='0'&&c<='9') return 1;else return 0;}void analyse(FILE *fpin){string arr="";while((ch=fgetc(fpin))!=EOF) {arr="";if(ch==' '||ch=='\t'||ch=='\n'){}else if(IsLetter(ch)){while(IsLetter(ch)||IsDigit(ch)) {if((ch<='Z')&&(ch>='A')) ch=ch+32;arr=arr+ch;ch=fgetc(fpin);}fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR);if (Iskey(arr)){cout<<arr<<"\t$关键字"<<endl;}else cout<<arr<<"\t$普通标识符"<<endl;}else if(IsDigit(ch)){while(IsDigit(ch)||ch=='.'&&IsDigit(fgetc(fpin))){arr=arr+ch;ch=fgetc(fpin);}fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR);cout<<arr<<"\t$无符号实数"<<endl;}else switch(ch){case'+':case'-' :case'*' :case'=' :case'/' :cout<<ch<<"\t$运算符"<<endl;break;case'(' :case')' :case'[' :case']' :case';' :case'.' :case',' :case'{' :case'}' :cout<<ch<<"\t$界符"<<endl;break;case':' :{ch=fgetc(fpin);if(ch=='=') cout<<":="<<"\t$运算符"<<endl;else {cout<<"="<<"\t$运算符"<<endl;;fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR);}}break;case'>' :{ch=fgetc(fpin);if(ch=='=') cout<<">="<<"\t$运算符"<<endl;if(ch=='>')cout<<">>"<<"\t$输入控制符"<<endl;else {cout<<">"<<"\t$运算符"<<endl;fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR);}}break;case'<' :{ch=fgetc(fpin);if(ch=='=')cout<<"<="<<"\t$运算符"<<endl;else if(ch=='<')cout<<"<<"<<"\t$输出控制符"<<endl;else if(ch=='>') cout<<"<>"<<"\t$运算符"<<endl;else{cout<<"<"<<"\t$运算符"<<endl;fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR);}}break;default : cout<<ch<<"\t$无法识别字符"<<endl;}}}void main(){char in_fn[30];FILE * fpin;cout<<"请输入源文件名(包括路径和后缀名):";for(;;){cin>>in_fn;if((fpin=fopen(in_fn,"r"))!=NULL) break;else cout<<"文件路径错误!请输入源文件名(包括路径和后缀名):"; }cout<<"\n********************分析如下*********************"<<endl; analyse(fpin);fclose(fpin);}五、实验过程原始记录( 测试数据、图表、计算等)源程序为:# include<stdio.h>int main(){double r,s,h,v;printf("r,h=?");scanf("%lf,%lf",&r,&h);s=3.1415926*r*r;v=s*h;printf("r=%.2f,s=%.2f,h=%.2f,v=%.2f\n\n",r,s,h,v);return 0;}六、实验结果、分析和结论(误差分析与数据处理、成果总结等。
其中,绘制曲线图时必须用计算纸或程序运行结果、改进、收获)词法分析器主要特点是不依靠语法,而只依靠词法,即处理一个单词时不依赖于外部单词的信息,因此词法分析器一般都很简单。
语法分析时,调用词法分析器,根据已知文法利用递归向下分析,检查语法错误。
在分析时,一是把词法分析器当成语法分析的一部分,另一种是把词法分析器当成编译程序的独立部分。
在前一种情况下,词法分析器不断地被语法分析器调用,每调用一次词法分析器将从源程序的字符序列拼出一个单词,并将其Token值返回给语法分析器。
后一种情况则不同,词法分析器不是被语法分析器不断地调用,而是一次扫描全部单词完成编译器的独立一遍任务。
这次实验刚开始我的时候我是对照课本先把代码输入,编译的时候只有很少的错误,很快我就把错误修改正确,在连接的时候,有错误,我还没讲要分析的文件名写入,写入后运行正确。
这从实验学到了很多知识,对词法分析器有了很多了解。
注:教师必须按照上述各项内容严格要求,认真批改和评定学生成绩。