编译原理-逆波兰式的产生及计算

编译原理上机报告名称：逆波兰式的产生及计算学院：信息与控制工程学院专业：计算机科学与技术班级：计算机1401班姓名：叶达成2016年11月4日一、上机目的通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，进一步掌握常用的语法分析方法。

1、选择最有代表性的语法分析方法，如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序，并至少完成两个题目。

2、选择对各种常见程序语言都用的语法结构，如赋值语句（尤指表达式）作为分析对象，并且与所选语法分析方法要比较贴切。

⑴实验前的准备按实验的目的和要求，编写语法分析程序，同时考虑相应的数据结构。

⑵调试调试例子应包括符合语法规则的算术表达式，以及分析程序能够判别的若干错例。

⑶输出对于所输入的算术表达式，不论对错，都应有明确的信息告诉外界。

⑷扩充有余力的同学，可适当扩大分析对象。

譬如：①算术表达式中变量名可以是一般标识符，还可含一般常数、数组元素、函数调用等等。

②除算术表达式外，还可扩充分析布尔、字符、位等不同类型的各种表达式。

③加强语法检查，尽量多和确切地指出各种错误。

二、基本原理和上机步骤基本原理：将运算对象写在前面，而把运算符号写在后面。

用这种表示法表示的表达式也称做后缀式。

逆波兰式的特点在于运算对象顺序不变，运算符号位置反映运算顺序。

采用逆波兰式可以很好的表示简单算术表达式，其优点在于易于计算机处理表达式。

上机步骤：(1)构造一个栈，存放运算对象。

(2)读入一个用逆波兰式表示的简单算术表达式。

(3)自左至右扫描该简单算术表达式并判断该字符，如果该字符是运算对象，则将该字符入栈。

若是运算符，如果此运算符是二目运算符，则将对栈顶部的两个运算对象进行该运算，将运算结果入栈，并且将执行该运算的两个运算对象从栈顶弹出。

如果该字符是一目运算符，则对栈顶部的元素实施该运算，将该栈顶部的元素弹出，将运算结果入栈。

(4)重复上述操作直至扫描完整个简单算术表达式的逆波兰式，确定所有字符都得到正确处理，我们便可以求出该简单算术表达式的值。

三、上机结果程序清单：#include<iostream>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<algorithm>#include<cctype>#include<cstring>using namespace std;char str[50]; //用于存放原来的表达式int top; //栈顶指针char stack[50]; //定义栈，用于计算逆波兰式char ex[50]; //存放后缀表达式double _stack[50]; //定义栈，用于计算逆波兰式子int flag[50]; //用于区分+、-号的含义，0表示运算符，1表示正负号//生成逆波兰式void NiBolan(){memset(flag,0,sizeof(flag)); //flag初始值设为0char ch=str[0];int i=1,t=0;top=0;while(ch!='#'){switch(ch){case '(':top++;stack[top]=ch;break;case ')':while(stack[top]!='('){ex[t]=stack[top];top--;t++;}top--;break;case '^':while(stack[top]=='^') //设置^运算符优先级为最高{ex[t]=stack[top];top--;t++;}top++;stack[top]=ch;break;case '+':case '-'://当ch为+、-号是，若前面相邻字符不是')'或数字且后面相邻字符是数字时表示正负号if(isdigit(str[i]) && !isdigit(str[i-2]) && str[i-2]!=')'){flag[t]=1; //标记符号为正负号ex[t++]=ch;ch=str[i++];while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||ch=='.'||ch=='+') //判别小数点{ex[t]=ch;t++;ch=str[i];i++; }i--;ex[t]='&';t++;}else{ while(top!=0&&stack[top]!='('){ex[t]=stack[top];top--;t++;}top++;stack[top]=ch;}break;case '*':case '/':while(stack[top]=='*'||stack[top]=='/'||stack[top]=='^') //运算符^优先级高于*和/{ex[t]=stack[top];top--;t++; }top++;stack[top]=ch;break;case ' ':break;default:while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||ch=='.') //判别小数点{ex[t]=ch;t++;ch=str[i];i++; }i--;ex[t]='&';t++;}ch=str[i]; i++; }while(top!=0)if(stack[top]!='('){ex[t]=stack[top];t++;top--;}else{printf("error");top--;exit(0); }ex[t]='#';ex[t+1]='\0';printf("逆波兰式为：%s\n",ex);}void Calculate(){char ch=ex[0];int t=0;top=-1;while(ch!='#'){if(ch=='&'){ch=ex[++t];continue; }switch(ch) {case '+':if(flag[t]) //'+'表示正号{ch=ex[++t];double d=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){d=10.0*d+double(ch-'0');ch=ex[++t];}if(ch=='.') //判断是否为小数{ch=ex[++t];double k=1.0;while(ch>='0'&&ch<='9'){d=d+double(ch-'0')/(10.0*k);k=k+1.0;ch=ex[++t];} }top++;_stack[top]=d;} else{_stack[top-1]=_stack[top-1]+_stack[top];top--;t++; }break;case '-':if(flag[t]) //'-'表示负号{ch=ex[++t];double d=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){d=10.0*d+double(ch-'0');ch=ex[++t];} if(ch=='.') {ch=ex[++t];double k=1.0;while(ch>='0'&&ch<='9'){d=d+double(ch-'0')/(10.0*k);k=k+1.0;ch=ex[++t]; } }top++;_stack[top]=-d;} else {_stack[top-1]=_stack[top-1]-_stack[top];top--;t++; }break;case '^': //运算符为'^'if(_stack[top]==0){_stack[top-1]=1;}else{int temp;temp=_stack[top-1];while(--_stack[top]){_stack[top-1]*=temp; } } top--;t++;break;case '*':_stack[top-1]=_stack[top-1]*_stack[top];top--;t++;break;case '/':if(_stack[top]!=0)_stack[top-1]=_stack[top-1]/_stack[top];else{printf("\n\tchu0error!\n");exit(0);}top--;t++;break;default:double d=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){d=10.0*d+double(ch-'0');ch=ex[++t]; }if(ch=='.') //判断是否为小数{ch=ex[++t];double k=1.0;while(ch>='0'&&ch<='9'){d=d+double(ch-'0')/(10.0*k);k=k+1.0;ch=ex[++t];}}top++;_stack[top]=d;}ch=ex[t];}cout<<"计算结果："<<_stack[top]<<endl; //printf("计算结果：%lf\n",_stack[top]); }int main(){printf("请输入中缀表达式：");scanf("%s",&str); //输入原表达式printf("原表达式为：%s\n",str);NiBolan(); //生成逆波兰式Calculate(); //计算逆波兰式return 0;}屏幕截图：四、讨论与分析通过这次的实验，知道了算符优先文法的概念以及这个文法的简单应用。