编译原理课程设计(词法分析,语法分析,语义分析,代码生成)

#include<cstdio>#include<iostream>#include<cstdlib>#include<fstream>#include<string>#include<cmath>using namespace std;/*********************下面是一些重要数据结构的声明***************************/struct token//词法token结构体{int code;//编码int num;//递增编号token *next;};token *token_head,*token_tail;//token队列struct str//词法string结构体{int num;//编号string word;//字符串内容str *next;};str *string_head,*string_tail;//string队列struct ivan//语法产生式结构体{char left;//产生式的左部string right;//产生式的右部int len;//产生式右部的长度};ivan css[20];//语法20个产生式struct pank//语法action表结构体{char sr;//移进或归约int state;//转到的状态编号};pank action[46][18];//action表int go_to[46][11];//语法go_to表struct ike//语法分析栈结构体，双链{ike *pre;int num;//状态int word;//符号编码ike *next;};ike *stack_head,*stack_tail;//分析栈首尾指针struct L//语义四元式的数据结构{int k;string op;//操作符string op1;//操作数string op2;//操作数string result;//结果L *next;//语义四元式向后指针L *Ltrue;//回填true链向前指针L *Lfalse;//回填false链向前指针};L *L_four_head,*L_four_tail,*L_true_head,*L_false_head;//四元式链，true链，false链struct symb//语义输入时符号表{string word;//变量名称int addr;//变量地址symb *next;};symb *symb_head,*symb_tail;//语义符号链表/*********************下面是与词法分析相关的一些函数的声明***************************/void scan();//按字符读取源文件void cifa_main();//词法分析主程序int judge(char ch);//判断输入字符的类型void out1(char ch);//写入token.txtvoid out3(char ch,string word);//写入string.txtvoid input1(token *temp);//插入结点到队列tokenvoid input3(str *temp);//插入结点到队列stringvoid output();//输出三个队列的内容void outfile();//输出三个队列的内容到相应文件中/*********************下面是与语法分析相关的一些函数的声明***************************/void yufa_main();//语法分析主程序void yufa_initialize();//初始化语法分析数据结构int yufa_SLR1(int a);//语法分析主体部分int ID1(int a);//给输入字符编号，转化成action表列编号string ID10(int i);//给输入字符反编号int ID2(char ch);//给非终结状态编号，转化成go_to表列编号int ID20(char ch);//给非终结状态编号char ID21(int j);//给非终结状态反编号void add(ike *temp);//给ike分析栈链表增加一个结点void del();//给ike分析栈链表删除一个结点/*********************下面是与语义分析相关的一些函数的声明***************************/void yuyi_main(int m);//语义分析主程序void add_L_four(L *temp);//向四元式链中加一个结点void add_L_true(L *temp);//向true链中加一个结点void add_L_false(L *temp);//向false链中加一个结点void add_symb(symb *temp);//向语义符号表链中加一个结点void output_yuyi();//输出中间代码四元式和最后符号表string newop(int m);//把数字变成字符串string id_numtoname(int num);//把编号转换成相应的变量名int lookup(string m);//变量声明检查/*********************下面是一些全局变量的声明***************************/FILE *fp;//文件指针int wordcount;//标志符计数int err;//标志词法分析结果正确或错误int nl;//读取行数int yuyi_linshi;//语义临时变量string E_name,T_name,F_name,M_name,id_name,id1_name,id2_name,errword;//用于归约时名称传递和未声明变量的输出int id_num,id1_num,id2_num,id_left,id_while,id_then,id_do;//用于记录一些特殊的字符位置信息/****************************主程序开始**************************/int main(){cout<<"************************"<<endl;cout<<"* 说明：*"<<endl;cout<<"* 第一部分：词法分析*"<<endl;cout<<"* 第二部分：语法分析*"<<endl;cout<<"* 第三部分：语义分析*"<<endl;cout<<"************************"<<endl;cifa_main();//词法yufa_main();//语法output_yuyi();//语义cout<<endl;system("pause");return(0);}/****************************以上是主程序，以下是词法**************************/void cifa_main(){token_head=new token;token_head->next=NULL;token_tail=new token;token_tail->next=NULL;string_head=new str;string_head->next=NULL;string_tail=new str;string_tail->next=NULL;//初始化三个队列的首尾指针L_four_head=new L;L_four_head->next=NULL;L_four_tail=new L;L_four_tail->k=0;L_four_tail->next=NULL;L_true_head=new L;L_true_head->Ltrue=NULL;L_false_head=new L;L_false_head->Lfalse=NULL;symb_head=new symb;symb_head->next=NULL;symb_tail=new symb;symb_tail->next=NULL;yuyi_linshi=-1;id_num=0;wordcount=0;//初始化字符计数器err=0;//初始化词法分析错误标志nl=1;//初始化读取行数scan();if(err==0){char m;output();cout<<"词法分析正确完成!"<<endl<<endl<<"如果将结果保存到文件中请输入y ，否则请输入其它字母：";cin>>m;cout<<endl;if(m=='y'){outfile();cout<<"结果成功保存在token.txt和sting.txt两个文件中，请打开查看"<<endl;cout<<endl;}}void scan(){cout<<endl;system("pause");cout<<endl;char ch;string word;char document[50];int flag=0;cout<<"请输入源文件路径及名称:";cin>>document;cout<<endl;cout<<"************************"<<endl;cout<<"* 第一部分：词法分析*"<<endl;cout<<"************************"<<endl;if((fp=fopen(document,"rt"))==NULL){err=1;cout<<"无法找到该文件!"<<endl;return;}while(!feof(fp)){word="";ch=fgetc(fp);flag=judge(ch);if(flag==1)out1(ch);else if(flag==3)out3(ch,word);else if(flag==4 || flag==5 ||flag==6)continue;else{cout<<nl<<"行"<<"错误:非法字符! "<<ch<<endl;err=1;}}fclose(fp);}int judge(char ch)int flag=0;if(ch=='=' || ch=='+' || ch=='*' || ch=='>' || ch==':' || ch==';' || ch=='{' || ch=='}' || ch=='(' || ch==')') flag=1;//界符else if(('a'<=ch && ch<='z') || ('A'<=ch && ch<='Z'))flag=3;//字母else if(ch==' ')flag=4;//空格else if(feof(fp))flag=5;//结束else if(ch=='\n'){flag=6;//换行nl++;}elseflag=0;//非法字符return(flag);}void out1(char ch){int id;switch(ch){case '=' : id=1;break;case '+' : id=2;break;case '*' : id=3;break;case '>' : id=4;break;case ':' : id=5;break;case ';' : id=6;break;case '{' : id=7;break;case '}' : id=8;break;case '(' : id=9;break;case ')' : id=10;break;//界符编码default : id=0;}token *temp;temp=new token;temp->code=id;temp->num=-1;temp->next=NULL;input1(temp);return;}void out3(char ch,string word){token *temp;temp=new token;temp->code=-1;temp->num=-1;temp->next=NULL;str *temp1;temp1=new str;temp1->num=-1;temp1->word="";temp1->next=NULL;int flag=0;word=word+ch;ch=fgetc(fp);flag=judge(ch);if(flag==1 || flag==4 || flag==5 || flag==6){if(word=="and" || word=="if" || word=="then" || word=="while" || word=="do" || word=="int") {if(word=="and")temp->code=31;else if(word=="if")temp->code=32;else if(word=="then")temp->code=33;else if(word=="while")temp->code=35;else if(word=="do")temp->code=36;else if(word=="int")temp->code=37;//关键字编码input1(temp);if(flag==1)out1(ch);else if(flag==4 || flag==5 || flag==6)return;}else if(flag==1){wordcount++;temp->code=25;temp->num=wordcount;input1(temp);temp1->num=wordcount;temp1->word=word;input3(temp1);out1(ch);}else if(flag==4 || flag==5 || flag==6){wordcount++;temp->code=25;temp->num=wordcount;input1(temp);temp1->num=wordcount;temp1->word=word;input3(temp1);}return;}else if(flag==2 || flag==3)out3(ch,word);//形成字符串else{err=1;cout<<nl<<"行"<<"错误:非法字符! "<<ch<<endl; return;}}void input1(token *temp){if(token_head->next == NULL){token_head->next=temp;token_tail->next=temp;}else{token_tail->next->next=temp;token_tail->next=temp;}}void input3(str *temp){if(string_head->next == NULL){string_head->next=temp;string_tail->next=temp;}else{string_tail->next->next=temp;string_tail->next=temp;}}void output(){cout<<"token表内容如下："<<endl;token *temp1;temp1=new token;temp1=token_head->next;while(temp1!=NULL){cout<<temp1->code;if(temp1->num == -1){cout<<endl;}else{cout<<" "<<temp1->num<<endl;}temp1=temp1->next;}cout<<"符号表内容如下："<<endl;str *temp3;temp3=new str;temp3=string_head->next;while(temp3!=NULL){cout<<temp3->num<<" "<<temp3->word<<endl; temp3=temp3->next;}}void outfile(){ofstream fout1("token.txt");//写文件ofstream fout3("string.txt");token *temp1;temp1=new token;temp1=token_head->next;while(temp1!=NULL){fout1<<temp1->code;if(temp1->num == -1)fout1<<endl;elsefout1<<" "<<temp1->num<<endl;temp1=temp1->next;}str *temp3;temp3=new str;temp3=string_head->next;while(temp3!=NULL){fout3<<temp3->num<<" "<<temp3->word<<endl;temp3=temp3->next;}}/****************************以上是词法，以下是语法**************************/void yufa_main(){if(err==0){system("pause");cout<<endl;cout<<"************************"<<endl;cout<<"* 第二部分：语法分析*"<<endl;cout<<"************************"<<endl;yufa_initialize();//初始化语法分析数据结构token *temp;temp=new token;temp=token_head->next;int p,q;p=0;q=0;cout<<"语法分析过程如下："<<endl;while(temp!=NULL){int w;w=ID1(temp->code);p=yufa_SLR1(w);if(p==1) break;if(p==0)temp=temp->next;if(temp==NULL) q=1;}//语法分析if(q==1)while(1){p=yufa_SLR1(17);if(p==3) break;}//最后输入$来完成语法分析}}void yufa_initialize(){stack_head=new ike;stack_tail=new ike;stack_head->pre=NULL;stack_head->next=stack_tail;stack_head->num=0;stack_head->word='!';stack_tail->pre=stack_head;stack_tail->next=NULL;//初始化栈分析链表css[0].left='Q';css[0].right="P";css[1].left='P';css[1].right="id()L;R";css[2].left='L';css[2].right="L;D";css[3].left='L';css[3].right="D";css[4].left='D';css[4].right="id:int";css[5].left='E';css[5].right="E+T";css[6].left='E';css[6].right="T";css[7].left='T';css[7].right="T*F";css[8].left='T';css[8].right="F";css[9].left='F';css[9].right="(E)";css[10].left='F';css[10].right="id";css[11].left='B';css[11].right="B and B";css[12].left='B';css[12].right="id>id";css[13].left='M';css[13].right="id=E";css[14].left='S';css[14].right="if B then M";css[15].left='S';css[15].right="while B do M";css[16].left='S';css[16].right="M";css[17].left='N';css[17].right="N;S";css[18].left='N';css[18].right="S";css[19].left='R';css[19].right="{N}";int i,j;for(i=0;i<20;i++){char *css_len;css_len=&css[i].right[0];css[i].len=strlen(css_len);}css[1].len=6;css[4].len=3;css[10].len=1;css[11].len=3;css[12].len=3;css[13].len=3;css[14].len=4;css[15].len=4;//初始化产生式for(i=0;i<46;i++){for(j=0;j<18;j++)action[i][j].sr='#';}//初始化action表for(i=0;i<46;i++){for(j=0;j<11;j++)go_to[i][j]=-1;}//初始化go_to表/****************************以下是给action表和go_to表赋初值************************/action[0][0].sr='s';action[0][0].state=2; action[1][17].sr='@';//结束action[2][1].sr='s';action[2][1].state=3; action[3][2].sr='s';action[3][2].state=4; action[4][0].sr='s';action[4][0].state=5; action[5][4].sr='s';action[5][4].state=6; action[6][11].sr='s';action[6][11].state=7; action[7][3].sr='r';action[7][3].state=4; action[8][3].sr='r';action[8][3].state=3; action[9][3].sr='s';action[9][3].state=10; action[10][0].sr='s';action[10][0].state=5; action[10][9].sr='s';action[10][9].state=13; action[11][17].sr='r';action[11][17].state=1; action[12][3].sr='r';action[12][3].state=2; action[13][0].sr='s';action[13][0].state=14; action[13][13].sr='s';action[13][13].state=23; action[13][15].sr='s';action[13][15].state=27; action[14][8].sr='s';action[14][8].state=15; action[15][0].sr='s';action[15][0].state=36; action[15][1].sr='s';action[15][1].state=41; action[16][6].sr='s';action[16][6].state=43; action[16][3].sr='r';action[16][3].state=13; action[16][10].sr='r';action[16][10].state=13; action[17][3].sr='s';action[17][3].state=19; action[17][10].sr='s';action[17][10].state=18; 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