北京科技大学编译原理实验报告

编译原理实验报告

学院: 计算机与通信工程学院专业: 计算机科学与技术

班级:

学号:

姓名:

实验成绩：

词法分析

一、实验目的

设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。

二、实验要求

2.1 待分析的简单的词法

（1）关键字：

begin if then while do end

所有的关键字都是小写。

（2）运算符和界符

：= + - * / < <= <> > >= = ; ( ) #

（3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义：

ID = letter (letter | digit)*

NUM = digit digit*

（4）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。

2.2 各种单词符号对应的种别码：

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。

例如：对源程序begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end #的源文件，经过词法分析后输出如下序列：

(1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)……

三、词法分析程序的算法思想：

算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。

3.1 主程序示意图：

3.2词法分析程序流程图：

四、词法分析程序的C++语言程序源代码：

#include"stdio.h" #include"stdlib.h" #include"string.h"

#define _KEY_WORD_END "waiting for your expanding" typedef struct

开始 变量初始化

是否文件结束？

返回

拼数

Syn=11

返回

拼字符串

是否是关键字？

Syn 为对应关键字的单词种别码

Syn=10

给不同的符号相同的 Syn 值

报错

是

否

数字

字母

是

否

运算符, 界符等

其他

{

int typenum;

char * word;

}WORD;

char input[255];

char token[255]="";

int p_input;

int p_token;

char ch;

char * rwtab[]={"begin","if","then","while","do","end",_KEY_WORD_END}; WORD * scaner();

int main()

{

int over=1;

WORD* oneword=new WORD;

printf(" 输入源程序(以#结束):");

scanf("%[^#]s",input);

p_input=0;

printf("Your words:\n%s\n",input);

while(over<1000&&over!=-1)

{

oneword=scaner();

if(oneword->typenum<1000)

printf("(%d,%s)\n",oneword->typenum,oneword->word);

over=oneword->typenum;

}

printf("\npress # to exit:");

scanf("%[^#]s",input);

return 0;

}

char m_getch()

{

ch=input[p_input];

p_input=p_input+1;

return(ch);

}

void getbc()

{

while(ch==' '||ch==10)

{

ch=input[p_input];

p_input=p_input+1;

}

}

void concat()

{

token[p_token]=ch;

p_token=p_token+1;

token[p_token]='\0';

}

int letter()

{

if(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='A'&&ch<='Z')

return 1;

else

return 0;

}

int digit()

{

if(ch>='0'&&ch<='9')

return 1;

else

return 0;

}

int reserve()

{

int i=0;

while(strcmp(rwtab[i],_KEY_WORD_END))

{

if(!strcmp(rwtab[i],token))

{

return i+1;

}

i=i+1;

}

return 10;

}

void retract()

{

p_input=p_input-1;

}

char * dtp()

{

return NULL;

}

WORD *scaner()

{

WORD *myword=new WORD;

myword->typenum=10;

myword->word=" ";

p_token=0;

m_getch();

getbc();

if(letter())

{

while(letter()||digit())

{

concat();

m_getch();

}

retract();

myword->typenum=reserve();

myword->word=token;

return(myword);

}

else if(digit())

{

while(digit())

{

concat();

m_getch();

}

retract();

myword->typenum=20;

myword->word=token;

return(myword);

}

else switch(ch)

{

case'=': m_getch();

if(ch=='=')

{

myword->typenum=39;

myword->word="==";

return(myword);

}

retract();

myword->typenum=21;

myword->word="=";

break;

case'+': myword->typenum=22;

myword->word="+";

return(myword);

break;

case'-': myword->typenum=23;

myword->word="-";

return(myword);

break;

case'*': myword->typenum=24;

myword->word="*";

return(myword);

break;

case'/': myword->typenum=25;

myword->word="/";

return(myword);

break;

case'(': myword->typenum=26;

myword->word="(";

return(myword);

break;

case')': myword->typenum=27;

myword->word=")";

return(myword);

break;

case'[': myword->typenum=28;

myword->word="[";

return(myword);

break;

case']': myword->typenum=29;

myword->word="]";

return(myword);

break;

case'{': myword->typenum=30;

myword->word="{";

return(myword);

break;

case'}': myword->typenum=31;

myword->word="}";

return(myword);

break;

case',': myword->typenum=32;

myword->word=",";

break;

case':': myword->typenum=33;

myword->word=":";

return(myword);

break;

case';': myword->typenum=34;

myword->word=";";

return(myword);

break;

case'>': m_getch();

if(ch=='=')

{

myword->typenum=37;

myword->word=">=";

return(myword);

}

retract();

myword->typenum=35;

myword->word=">";

return(myword);

break;

case'<': m_getch();

if(ch=='=')

{

myword->typenum=38;

myword->word="<=";

return(myword);

}

retract();

myword->typenum=36;

myword->word="<";

return(myword);

break;

case'!': m_getch();

if(ch=='=')

{

myword->typenum=40;

myword->word="!=";

return(myword);

}

retract();

myword->typenum=-1;

myword->word="ERROR";

break;

case'\0': myword->typenum=1000;

myword->word="OVER";

return(myword);

break;

default: myword->typenum=-1;

myword->word="ERROR";

return(myword);

}

}

五、结果分析：

输入begin x:=9: if x>9 then x:=2*x+1/3; end # 后如图所示：

六、总结：

词法分析的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。通过本试验的完成，更加加深了对词法分析原理的理解。

语法分析

一、实验目的

编制一个递归下降分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析。

二、实验要求

利用C语言编制递归下降分析程序，并对简单语言进行语法分析。

2.1 待分析的简单语言的语法

用扩充的BNF表示如下：

⑴<程序>：：=begin<语句串>end

⑵<语句串>：：=<语句>{；<语句>}

⑶<语句>：：=<赋值语句>

⑷<赋值语句>：：=ID：=<表达式>

⑸<表达式>：：=<项>{+<项> | -<项>} ⑹<项>：：=<因子>{*<因子> | /<因子> ⑺<因子>：：=ID | NUM | （<表达式>） 2.2 实验要求说明

输入单词串，以“#”结束，如果是文法正确的句子，则输出成功信息，打印“success ”，否则输出“error ”。

例如：

输入 begin a:=9; x:=2*3; b:=a+x end # 输出 success ！

输入 x:=a+b*c end # 输出 error

2.3 语法分析程序的酸法思想

（1）主程序示意图如图2-1所示。

图2-1 语法分析主程序示意图

（2）递归下降分析程序示意图如图2-2所示。 （3）语句串分析过程示意图如图2-3所示。

图2-3 语句串分析示意图

图2-2 递归下降分析程序示意图

（4）statement 语句分析程序流程如图2-4、2-5、2-6

、2-7所示。

图2-4 statement 语句分析函数示意图 图2-5 expression 表达式分析函数示意图

图 2-6 term 分析函数示意图

图2-7 factor 分析过程示意图

三、语法分析程序的C 语言程序源代码：

#include #include #include #include

char GetChar(char *input,int *index,int length); int ClearBlank(char *input,int (*index),int length); int reserve(char *s);

void lrparser(char *input,int inputLength,int *index); void yucu(char *input,int inputLength,int *index); void factor(char *input,int inputLength,int *index); void statement(char *input,int inputLength,int *index); void expression(char *input,int inputLength,int *index); void term(char *input,int inputLength,int *index);

char *retab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};//关键字 int syn=0;

int myIsAlpha(char ch) { if(islower(ch)==2 || isupper(ch)==1) { return 1; } else { return 0;

}

}

void scaner(char *input,int inputLength,int *index) { char s[256]=""; //保存当前的字符

char ch=GetChar(input,index,inputLength);

int nowPosition=0;

int j=0;

if(myIsAlpha(ch)==1) //如果是字母

{

while(((ch>='0' && ch<='9') || (myIsAlpha(ch)==1 ) )&& *index <=inputLength) {

s[nowPosition]=ch; //添加到当前字符串中

nowPosition++;

ch=GetChar(input,index,inputLength);

}

if((ch <'0' || ch>'9') &&(myIsAlpha(ch)==0 ) )//进行回退操作，并输出结果

{

s[nowPosition]='\0';//添加结束标志

j=reserve(s);

if(j==0)

{

syn=10;

}

else

{

syn=j;

}

(*index)--;

return;

}

else //超过范围

{

s[nowPosition++]=ch;

s[nowPosition]='\0';//添加结束标志

j=reserve(s);

if(j==0)

{

syn=10;

}

else

{

syn=j;

}

getchar();

exit(0);*/

return;

}

}

else

if(ch>='0' && ch<='9') //如果是数字

{

while(ch>='0' && ch<='9'&& *index <=inputLength) {

s[nowPosition]=ch; //添加到当前字符串中

nowPosition++;

ch=GetChar(input,index,inputLength);

}

if(ch<'0' || ch>'9')//进行回退操作

{

(*index)--;

syn=11;

return;

}

else //超过范围时

{

s[nowPosition]=ch;

syn=11;

return;

}

}

else

{

switch(ch)

{

case '+':

{

syn=13;

return;

}

case '-':

{

syn=14;

return ;

}

case '*':

{

syn=15;

return ;

}

case '/':

{

syn=16;

return ;

}

case '<':

{

ch=GetChar(input,index,inputLength);

if(ch=='=')

{

syn=22;

return ;

}

else

if(ch=='>')

{

syn=21;

return ;

}

else

{

syn=20;

if(*index>inputLength)

{

return;

}

else

{

(*index)--;

return ;

}

}

}

case '>':

{

ch=GetChar(input,index,inputLength);

if(ch=='=')

{

syn=24;

return ;

}

else

{

syn=23;

if(*index>inputLength)

{

return;

}

else

{

(*index)--;

return ;

}

}

}

case ':':

{

ch=GetChar(input,index,inputLength);

if(ch=='=')

{

syn=18;

return ;

}

else

{

if(*index>inputLength)

{

return;

}

else

{

(*index)--;

return ;

}

}

}

case '=':

{

syn=25;

return ;

}

case ';':

{/*

syn=26;

return ;

}

case '(':

{

syn=27;

return ;

}

case ')':

{

Syn=28;

return ;

}

case '#':

{

syn=0;

return ;

}

case ' ':

{

syn=-1;

return ;

}

default:

{

printf("(非法符号)");

}

}

}

}

int reserve(char *s)

{

if(strcmp(s,retab[0])==0)

{

return 1;

}

else

if(strcmp(s,retab[1])==0)

{

return 2;

}

else

if(strcmp(s,retab[2])==0)

{

return 3;

}

else

if(strcmp(s,retab[3])==0)

{

return 4;

}

else

if(strcmp(s,retab[4])==0)

{

return 5;

}

else

if(strcmp(s,retab[5])==0)

{

return 6;

}

else

{

return 0;

}

}

char GetChar(char *input,int *index,int length)

{

if(*index <= length)

{

(*index)++;

return input[(*index)-1];

}

else

return 0;

}

int ClearBlank(char *input,int (*index),int length)

{

while( (*index) != length)

{

if(input[(*index)] ==32 && (*index) != length)

{

((*index))++;

}

else

if( input[(*index)] ==32 && (*index) == length)

{

printf("\n谢谢使用！\n");

getchar();

exit(0);

}

else

{

return 1;

}

}

return 0;

}

void lrparser(char *input,int inputLength,int *index)

{

if (syn==1)

{

scaner(input,inputLength, index);

while(syn==-1)

{

scaner(input,inputLength, index);

}

yucu(input,inputLength, index);

if(syn == 6)

{

scaner(input,inputLength, index);

while(syn==-1)

{

scaner(input,inputLength, index);

}

if(syn==0 )

{

printf("success\n");

getchar();

return;

}

}

}

else

{

printf("error!");

return;

}

}

void yucu(char *input,int inputLength,int *index)

{

statement(input,inputLength, index);

while (syn==26)

{

scaner(input,inputLength, index);

while(syn==-1)

{

scaner(input,inputLength, index);

}

statement(input,inputLength, index);

}

return ;

}

void statement(char *input,int inputLength,int *index) {

if(syn ==10)

{

scaner(input,inputLength, index);

while(syn==-1)

{

scaner(input,inputLength, index);

}

if(syn==18)

{

scaner(input,inputLength, index);

while(syn==-1)

{

scaner(input,inputLength, index);

}

expression(input,inputLength, index);

}

else

{

printf("输出赋值号错误！\n");

getchar();

exit(0);

}

}

else

{