编译原理实验报告(词法分析器语法分析器)
编译原理实验报告

编译原理实验报告一、实验目的本次编译原理实验的主要目的是通过实践加深对编译原理中词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键环节的理解,并提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 C/C++,开发工具为 Visual Studio 2019,操作系统为 Windows 10。
三、实验内容(一)词法分析器的设计与实现词法分析是编译过程的第一个阶段,其任务是从输入的源程序中识别出一个个具有独立意义的单词符号。
在本次实验中,我们使用有限自动机的理论来设计词法分析器。
首先,我们定义了单词的种类,包括关键字、标识符、常量、运算符和分隔符等。
然后,根据这些定义,构建了相应的状态转换图,并将其转换为程序代码。
在实现过程中,我们使用了字符扫描和状态转移的方法,逐步读取输入的字符,判断其所属的单词类型,并将其输出。
(二)语法分析器的设计与实现语法分析是编译过程的核心环节之一,其任务是在词法分析的基础上,根据给定的语法规则,判断输入的单词序列是否构成一个合法的句子。
在本次实验中,我们采用了自顶向下的递归下降分析法来实现语法分析器。
首先,我们根据给定的语法规则,编写了相应的递归函数。
每个函数对应一种语法结构,通过对输入单词的判断和递归调用,来确定语法的正确性。
在实现过程中,我们遇到了一些语法歧义的问题,通过仔细分析语法规则和调整函数的实现逻辑,最终解决了这些问题。
(三)语义分析与中间代码生成语义分析的任务是对语法分析所产生的语法树进行语义检查,并生成中间代码。
在本次实验中,我们使用了四元式作为中间代码的表示形式。
在语义分析过程中,我们检查了变量的定义和使用是否合法,类型是否匹配等问题。
同时,根据语法树的结构,生成相应的四元式中间代码。
(四)代码优化代码优化的目的是提高生成代码的质量和效率。
在本次实验中,我们实现了一些基本的代码优化算法,如常量折叠、公共子表达式消除等。
通过对中间代码进行分析和转换,减少了代码的冗余和计算量,提高了代码的执行效率。
编译原理实验词法分析实验报告

编译原理实验词法分析实验报告一、实验目的词法分析是编译过程的第一个阶段,其主要任务是从左到右逐个字符地对源程序进行扫描,产生一个个单词符号。
本次实验的目的在于通过实践,深入理解词法分析的原理和方法,掌握如何使用程序设计语言实现词法分析器,提高对编译原理的综合应用能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为_____,开发工具为_____。
三、实验原理词法分析的基本原理是根据编程语言的词法规则,将输入的字符流转换为单词符号序列。
单词符号通常包括关键字、标识符、常量、运算符和界符等。
词法分析器的实现方法有多种,常见的有状态转换图法和正则表达式法。
在本次实验中,我们采用了状态转换图法。
状态转换图是一种有向图,其中节点表示状态,有向边表示在当前状态下输入字符的可能转移。
通过定义不同的状态和转移规则,可以实现对各种单词符号的识别。
四、实验步骤1、定义单词符号的类别和编码首先,确定实验中要识别的单词符号种类,如关键字(if、else、while 等)、标识符、整数常量、浮点数常量、运算符(+、、、/等)和界符(括号、逗号等)。
为每个单词符号类别分配一个唯一的编码,以便后续处理。
2、设计状态转换图根据单词符号的词法规则,绘制状态转换图。
例如,对于标识符的识别,起始状态为“起始状态”,当输入为字母时进入“标识符中间状态”,在“标识符中间状态”中,若输入为字母或数字则继续保持该状态,直到遇到非字母数字字符时结束识别,确定为一个标识符。
3、编写词法分析程序根据状态转换图,使用所选编程语言实现词法分析器。
在程序中,通过不断读取输入字符,根据当前状态进行转移,并在适当的时候输出识别到的单词符号。
4、测试词法分析程序准备一组包含各种单词符号的测试用例。
将测试用例输入到词法分析程序中,检查输出的单词符号是否正确。
五、实验代码以下是本次实验中实现词法分析器的核心代码部分:```include <stdioh>include <ctypeh>//单词符号类别定义typedef enum {KEYWORD,IDENTIFIER,INTEGER_CONSTANT,FLOAT_CONSTANT,OPERATOR,DELIMITER} TokenType;//关键字列表char keywords ={"if","else","while","for","int","float","void"};//状态定义typedef enum {START,IN_IDENTIFIER,IN_INTEGER,IN_FLOAT,IN_OPERATOR} State;//词法分析函数TokenType getToken(char token, int tokenLength) {State state = START;int i = 0;while (1) {char c = getchar();switch (state) {case START:if (isalpha(c)){state = IN_IDENTIFIER;tokeni++= c;} else if (isdigit(c)){state = IN_INTEGER;tokeni++= c;} else if (c =='+'|| c ==''|| c ==''|| c =='/'|| c =='('|| c ==')'|| c ==';'|| c ==','){state = IN_OPERATOR;tokeni++= c;} else if (c ==''){state = IN_FLOAT;tokeni++= c;} else if (c == EOF) {tokeni ='\0';tokenLength = i;return -1;} else {tokeni ='\0';tokenLength = i;return -2;}break;case IN_IDENTIFIER:if (isalpha(c) || isdigit(c)){tokeni++= c;} else {ungetc(c, stdin);tokeni ='\0';tokenLength = i;//检查是否为关键字for (int j = 0; j < sizeof(keywords) / sizeof(keywords0); j++){if (strcmp(token, keywordsj) == 0) {return KEYWORD;}}return IDENTIFIER;}break;case IN_INTEGER:if (isdigit(c)){tokeni++= c;} else if (c ==''){state = IN_FLOAT;tokeni++= c;} else {ungetc(c, stdin);tokeni ='\0';tokenLength = i;return INTEGER_CONSTANT;}break;case IN_FLOAT:if (isdigit(c)){tokeni++= c;} else {ungetc(c, stdin);tokeni ='\0';tokenLength = i;return FLOAT_CONSTANT;}break;case IN_OPERATOR: tokeni ='\0';tokenLength = i;return OPERATOR; break;}}}int main(){char token100;int tokenLength;TokenType tokenType;while ((tokenType = getToken(token, &tokenLength))!=-1) {switch (tokenType) {case KEYWORD:printf("Keyword: %s\n", token);break;case IDENTIFIER:printf("Identifier: %s\n", token);break;case INTEGER_CONSTANT:printf("Integer Constant: %s\n", token);break;case FLOAT_CONSTANT:printf("Float Constant: %s\n", token);break;case OPERATOR:printf("Operator: %s\n", token);break;case DELIMITER:printf("Delimiter: %s\n", token);break;}}return 0;}```六、实验结果对准备的测试用例进行输入,得到的词法分析结果如下:测试用例 1:```int main(){int num = 10;float pi = 314;if (num > 5) {printf("Hello, World!\n");}}```词法分析结果:```Keyword: int Identifier: main Delimiter: (Delimiter: ){Identifier: num Operator: =Integer Constant: 10;Identifier: float Identifier: pi Operator: =Float Constant: 314;Keyword: ifDelimiter: (Identifier: numOperator: >Integer Constant: 5){Identifier: printfDelimiter: (String: "Hello, World!\n" Delimiter: );}```测试用例 2:```for (int i = 0; i < 10; i++){double result = i 25;```词法分析结果:```Keyword: for Delimiter: (Keyword: int Identifier: i Operator: =Integer Constant: 0;Identifier: i Operator: <Integer Constant: 10;Identifier: i Operator: ++)Identifier: doubleIdentifier: resultOperator: =Identifier: iOperator:Float Constant: 25;}```通过对多个测试用例的分析,词法分析器能够正确识别出各种单词符号,实验结果符合预期。
编译原理实验报告

编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要学科,它涉及到将高级编程语言转换为计算机能够理解和执行的机器语言。
本次实验的目的是通过实际操作和编程实践,深入理解编译原理中的词法分析、语法分析、语义分析以及中间代码生成等关键环节,提高我们对编译过程的认识和编程能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
此外,还使用了一些相关的编译工具和调试工具,如 GDB 等。
三、实验内容(一)词法分析器的实现词法分析是编译过程的第一步,其任务是将输入的源程序分解为一个个单词符号。
在本次实验中,我们使用有限自动机的理论来设计和实现词法分析器。
首先,定义了各种单词符号的类别,如标识符、关键字、常量、运算符等。
然后,根据这些类别设计了相应的状态转换图,并将其转换为代码实现。
在实现过程中,使用了正则表达式来匹配输入字符串中的单词符号。
对于标识符和常量等需要进一步处理的单词符号,使用了相应的规则进行解析和转换。
(二)语法分析器的实现语法分析是编译过程的核心环节之一,其任务是根据给定的语法规则,分析输入的单词符号序列是否符合语法结构。
在本次实验中,我们使用了递归下降的语法分析方法。
首先,根据实验要求定义了语法规则,并将其转换为相应的递归函数。
在递归函数中,通过对输入单词符号的判断和处理,逐步分析语法结构。
为了处理语法错误,在分析过程中添加了错误检测和处理机制。
当遇到不符合语法规则的输入时,能够输出相应的错误信息,并尝试进行恢复。
(三)语义分析及中间代码生成语义分析的目的是对语法分析得到的语法树进行语义检查和语义处理,生成中间代码。
在本次实验中,我们使用了三地址码作为中间代码的表示形式。
在语义分析过程中,对变量的定义和使用、表达式的计算、控制流语句等进行了语义检查和处理。
对于符合语义规则的语法结构,生成相应的三地址码指令。
四、实验步骤(一)词法分析器的实现步骤1、定义单词符号的类别和对应的正则表达式。
词法分析器的实验报告

词法分析器的实验报告词法分析器的实验报告引言:词法分析器是编译原理中的重要组成部分,它负责将源代码中的字符序列转换为有意义的词法单元,为后续的语法分析提供基础。
本实验旨在设计和实现一个简单的词法分析器,并对其进行测试和评估。
实验设计:1. 词法规则设计:在开始实验之前,我们首先需要设计词法规则,即定义源代码中的合法词法单元。
例如,对于一门类C的语言,我们可以定义关键字(如if、while、int等)、标识符、运算符(如+、-、*等)、分隔符(如()、{}等)等。
2. 有限自动机(DFA)的设计:基于词法规则,我们可以设计一个有限自动机,用于识别和分析源代码中的词法单元。
有限自动机是一个状态转换图,其中每个状态代表一种词法单元,而边表示输入字符的转换关系。
3. 实现代码:根据有限自动机的设计,我们可以使用编程语言(如Python、C++等)实现词法分析器的代码。
代码的主要功能包括读取源代码文件、逐个字符进行词法分析、识别和输出词法单元。
实验过程:1. 词法规则设计:我们以一门简单的算术表达式语言为例,设计了以下词法规则:- 数字:由0-9组成的整数或浮点数。
- 运算符:包括+、-、*、/等。
- 分隔符:包括括号()和逗号,。
- 标识符:以字母开头,由字母和数字组成的字符串。
2. 有限自动机(DFA)的设计:我们基于词法规则,设计了一个简单的有限自动机。
该自动机包含以下状态:- 初始状态:用于读取和识别源代码中的字符。
- 数字状态:用于识别和输出数字。
- 运算符状态:用于识别和输出运算符。
- 分隔符状态:用于识别和输出分隔符。
- 标识符状态:用于识别和输出标识符。
3. 实现代码:我们使用Python编程语言实现了词法分析器的代码。
代码主要包括以下功能:- 读取源代码文件。
- 逐个字符进行词法分析,根据有限自动机的设计进行状态转换。
- 识别和输出词法单元。
实验结果:我们对几个测试样例进行了词法分析,并对结果进行了评估。
编译原理语法分析器实验报告

西安邮电大学编译原理实验报告学院名称:计算机学院****:***实验名称:语法分析器的设计与实现班级:计科1405班学号:04141152时间:2017年5月12日一.实验目的1.熟悉语法分析的过程2.理解相关文法分析的步骤3.熟悉First集和Follow集的生成二.实验要求对于给定的文法,试编写调试一个语法分析程序:要求和提示:1)可选择一种你感兴趣的语法分析方法(LL(1)、算符优先、递归下降、SLR(1)等)作为编制语法分析程序的依据。
2)对于所选定的分析方法,如有需要,应选择一种合适的数据结构,以构造所给文法的机内表示。
3)能进行分析过程模拟。
如输入一个句子,能输出与句子对应的语法树,能对语法树生成过程进行模拟;能够输出分析过程每一步符号栈的变化情况。
设计一个由给定文法生成First集和Follow集并进行简化的算法动态模拟三.实验内容1.文法:E->TE’E’->+TE’|εT->FT’T’->*FT’|εF->(E)|i:2.程序描述(LL(1)文法)本程序是基于已构建好的某一个语法的预测分析表来对用户的输入字符串进行分析,判断输入的字符串是否属于该文法的句子。
基本实现思想:接收用户输入的字符串(字符串以“#”表示结束)后,对用做分析栈的一维数组和存放分析表的二维数组进行初始化。
然后取出分析栈的栈顶字符,判断是否为终结符,若为终结符则判断是否为“#”且与当前输入符号一样,若是则语法分析结束,输入的字符串为文法的一个句子,否则出错若不为“#”且与当前输入符号一样则将栈顶符号出栈,当前输入符号从输入字符串中除去,进入下一个字符的分析。
若不为“#”且不与当前输入符号一样,则出错。
3.判断是否LL(1)文法要判断是否为LL(1)文法,需要输入的文法G有如下要求:具有相同左部的规则的SELECT集两两不相交,即:SELECT(A→?)∩SELECT(A→?)= ?如果输入的文法都符合以上的要求,则该文法可以用LL(1)方法分析。
编译原理的实验报告

一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和原理。
2. 掌握编译器的各个阶段及其实现方法。
3. 能够运用编译原理的知识解决实际问题。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发工具:Visual Studio 20194. 实验内容:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成三、实验内容1. 词法分析(1)实验目的:实现一个简单的词法分析器,将源代码中的字符序列转换为词法符号序列。
(2)实验步骤:1)定义词法符号类型,包括标识符、关键字、运算符、常量等。
2)设计词法分析器算法,对源代码进行遍历,将字符序列转换为词法符号序列。
3)实现词法分析器程序,输出词法符号序列。
(3)实验结果:输入源代码:int a = 10;输出词法符号序列:{<int, int>, <a, a>, <=, =>, <10, 10>, <;, ;>}2. 语法分析(1)实验目的:实现一个简单的语法分析器,将词法符号序列转换为抽象语法树(AST)。
(2)实验步骤:1)定义语法规则,包括产生式、非终结符、终结符等。
2)设计语法分析算法,根据语法规则对词法符号序列进行解析,生成AST。
3)实现语法分析器程序,输出AST。
(3)实验结果:输入词法符号序列:{<int, int>, <a, a>, <=, =>, <10, 10>, <;, ;>}输出AST:```AST:- ExpressionStatement- Expression- BinaryExpression- Identifier: a- Operator: =- Constant: 10```3. 语义分析(1)实验目的:实现语义分析器,对AST进行语义检查,确保程序的正确性。
(2)实验步骤:1)定义语义规则,包括类型检查、作用域检查等。
编译原理词法分析器语法分析器实验报告

void analyse(char Vn[],char Vt[])
{
int i,j,m,p,q,length,t,h;
char w,X;
char str[100];
opt0:
scanf("%s",str);
for(i=0;i<strlen(str);i++)
{
if(!find(str[i],Vt))
getchar();
}
}
opt3:
printf("请输入要分析的字符串,且以#结束:\n");
analyse(Vn, Vt);
printf("********************请选择***********************\n");
printf(" 1:输入字符串\n");
printf(" 2:输入新分析表\n");
{
printf("%c",str[t]); //显示剩余字符串
}
if(find(X,Vt)&& X!='#') //分析栈的栈顶元素和剩余输入串的第一个元素相比较
{
if(X==w)
{
printf("%15c匹配\n",X);
j++;
w=str[j];
goto opt1;
}
else
error();
}
else
sum=0;
while((ch>='0'&&ch<='9'))
{
sum=sum*10+ch-'0';
编译原理实验报告

编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要课程,旨在让学生了解编译器的基本工作原理以及相关技术。
本次实验旨在通过设计和实现一个简单的编译器,来进一步加深对编译原理的理解,并掌握实际应用的能力。
二、实验环境本次实验使用了Java编程语言及相关工具。
在开始实验前,我们需要安装Java JDK并配置好运行环境。
三、实验内容及步骤1. 词法分析词法分析是编译器的第一步,它将源代码分割成一系列词法单元。
我们首先实现一个词法分析器,它能够将输入的源代码按照语法规则进行切割,并识别出关键字、标识符、数字、运算符等。
2. 语法分析语法分析是编译器的第二步,它将词法分析得到的词法单元序列转化为语法树。
我们使用自顶向下的LL(1)语法分析算法,根据文法规则递归地构建语法树。
3. 语义分析语义分析是编译器的第三步,它对语法树进行检查和转换。
我们主要进行类型检查、语法错误检查等。
如果源代码存在语义错误,编译器应该能够提供相应的错误提示。
4. 代码生成代码生成是编译器的最后一步,它将经过词法分析、语法分析和语义分析的源代码翻译为目标代码。
在本次实验中,我们将目标代码生成为Java字节码。
5. 测试与优化完成以上步骤后,我们需要对编译器进行测试,并进行优化。
通过多个测试用例的执行,我们可以验证编译器的正确性和性能。
四、实验心得通过完成这个编译器的实验,我收获了很多。
首先,我对编译原理的知识有了更深入的理解。
在实验过程中,我深入学习了词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键技术,对编译器的工作原理有了更系统的了解。
其次,我提高了编程能力。
实现一个完整的编译器需要处理复杂的数据结构和算法,这对我的编程能力是一个很好的挑战。
通过实验,我学会了合理地组织代码,优化算法,并注意到细节对程序性能的影响。
最后,我锻炼了解决问题的能力。
在实验过程中,我遇到了很多困难和挑战,但我不断地调试和改进代码,最终成功地实现了编译器。
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编译原理实验报告实验一一、实验名称:词法分析器的设计二、实验目的:1,词法分析器能够识别简单语言的单词符号2,识别出并输出简单语言的基本字.标示符.无符号整数.运算符.和界符。
三、实验要求:给出一个简单语言单词符号的种别编码词法分析器四、实验原理:1、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。
2、程序流程图(1(2)扫描子程序3五、实验内容:1、实验分析编写程序时,先定义几个全局变量a[]、token[](均为字符串数组),c,s( char型),i,j,k(int型),a[]用来存放输入的字符串,token[]另一个则用来帮助识别单词符号,s用来表示正在分析的字符。
字符串输入之后,逐个分析输入字符,判断其是否‘#’,若是表示字符串输入分析完毕,结束分析程序,若否则通过int digit(char c)、int letter(char c)判断其是数字,字符还是算术符,分别为用以判断数字或字符的情况,算术符的判断可以在switch语句中进行,还要通过函数int lookup(char token[])来判断标识符和保留字。
2 实验词法分析器源程序:#include <stdio.h>#include <math.h>#include <string.h>int i,j,k;char c,s,a[20],token[20]={'0'};int letter(char s){if((s>=97)&&(s<=122)) return(1);else return(0);}int digit(char s){if((s>=48)&&(s<=57)) return(1);else return(0);}void get(){s=a[i];i=i+1;}void retract(){i=i-1;}int lookup(char token[20]){if(strcmp(token,"while")==0) return(1);else if(strcmp(token,"if")==0) return(2);else if(strcmp(token,"else")==0) return(3);else if(strcmp(token,"switch")==0) return(4);else if(strcmp(token,"case")==0) return(5);else return(0);}void main(){printf("please input string :\n");i=0;do{i=i+1;scanf("%c",&a[i]);}while(a[i]!='#');i=1;j=0;get();while(s!='#'){ memset(token,0,20);switch(s){case 'a':case 'b':case 'c':case 'd':case 'e':case 'f':case 'g':case 'h':case 'i':case 'j':case 'k':case 'l':case 'm':case 'n':case 'o':case 'p':case 'q':case 'r':case 's':case 't':case 'u':case 'v':case 'w':case 'x':case 'y':case 'z':while(letter(s)||digit(s)){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();k=lookup(token);if(k==0)printf("(%d,%s)",6,token);else printf("(%d,-)",k);break;case '0':case '1':case '2':case '3':case '4':case '5':case '6':case '7':case '8':case '9':while(digit(s)){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();printf("%d,%s",7,token);break;case '+':printf("('+',NULL)");break;case '-':printf("('-',null)");break;case '*':printf("('*',null)");break;case '<':get();if(s=='=') printf("(relop,LE)");else{retract();printf("(relop,LT)");}break;case '=':get();if(s=='=')printf("(relop,EQ)");else{retract();printf("('=',null)");}break;case ';':printf("(;,null)");break;case ' ':break;default:printf("!\n");}j=0;get();} }六:实验结果:实验二一、实验名称:语法分析器的设计二、实验目的:用C语言编写对一个算术表达式实现语法分析的语法分析程序,并以四元式的形式输出,以加深对语法语义分析原理的理解,掌握语法分析程序的实现方法和技术。
三、实验原理:1、算术表达式语法分析程序的算法思想首先通过关系图法构造出终结符间的左右优先函数f(a),g(a)。
在分析的过程中,通过左右优先函数比较当前读入终结符与前一个读入终结符间的优先关系,分析后适时的以四元式形式输出相关的符号。
2、通过优先函数关系图构造优先函数优先函数表+ * i ( )f 4 6 6 2 6g 3 5 7 7 2优先函数关系图f* fi f( f)f+g+ g)g* gi g(四、实验内容:1、实验分析本实验所用文法是: G[E]:E->E+E|E-E|E*E|E/E|(E)E->0|1|2|3|……|9根据此文法编写程序时,算术表达式的求解过程需要用到算术符号的优先判断,定义两个字符串数组optr[]、opnd[]用来模拟栈,存放算术符和操作数,用a[]来存放表达式字符串,在分析时还要通过函数int f(char c)和int g(char c),判断运算符之间的优先关系,根据不同情况作各种不同操作。
流程图如下:2,实验程序源代码:#include<stdio.h>char a[21],optr[10],op,s;int opnd[10],i,j,k,x1,x2,x3;int operand(char s){if((s>=48)&&(s<=57)) return 1;else return 0;}int f(char s){switch(s){case '+':return 4;break;case '*':return 6;break;case 'i':return 6;break;case '(':return 2;break;case ')':return 6;break;default:return 0;}}int g(char s){switch(s){case '+':return 3;break;case '*':return 5;break;case 'i':return 7;break;case '(':return 7;break;case ')':return 2;break;default:return 0;}}void get(){s=a[i];i++;}void main(){printf("请输入表达式(以‘#’结束):\n"); i=0;do{i++;scanf("%c",&a[i]);}while(a[i]!='#');i=j=k=1;optr[j]='#';get();while(!((optr[j]=='#')&&(s=='#'))){if(operand(s)) {opnd[k]=s-48;k++;get();} else if (f(optr[j])<g(s)) {j++;optr[j]=s;get();} else if (f(optr[j])>g(s)){op=optr[j];j--;x1=opnd[k-1];x2=opnd[k-2];k=k-2;switch(op){case '+':x3=x1+x2;break;case '*':x3=x1*x2;break;default:break;}opnd[k]=x3;k++;printf("(%c,%d,%d,%d)\n",op,x2,x1,x3);}else {j--;get();}}}3实验结果:心得体会:通过本次实验,我更加深刻的学习到了很多:1、通过实验我对词法分析和语法分析原理有了更深刻的理解。