编译原理词法分析及语法分析
编译原理词法分析与语法分析的核心算法
编译原理词法分析与语法分析的核心算法编译原理是计算机科学与技术领域中的一门重要课程。
在编程中，我们常常需要将高级语言编写的程序翻译成机器语言，使计算机能够理解并执行我们编写的程序。
而编译原理中的词法分析和语法分析是编译器的两个核心算法。
一、词法分析词法分析是编译器的第一个阶段，它负责将输入的字符序列（源代码）划分为一个个的有意义的词素（Token），并生成相应的词法单元（Lexeme）。
词法分析的核心算法主要包括以下两个步骤：1. 正则表达式到有限自动机的转换：正则表达式是一种描述字符串匹配模式的表达式，它可以用来描述词法分析中各种词素的规则。
而有限自动机则是一种用来识别或匹配正则表达式所描述的模式的计算模型。
将正则表达式转换为有限自动机是词法分析的关键步骤之一。
2. 词法分析器的生成：在将正则表达式转换为有限自动机后，我们可以使用生成器工具（如Lex、Flex等）来生成词法分析器。
词法分析器可以按照预定的规则扫描源代码，并将识别出的词素转换成相应的词法单元，供后续的语法分析使用。
二、语法分析语法分析是编译器的第二个阶段，它负责分析和处理词法分析阶段生成的词法单元序列，并根据预定的语法规则确定语法正确的序列。
语法分析的核心算法主要包括以下两个步骤：1. 上下文无关文法的定义：上下文无关文法（Context-Free Grammar，简称CFG）是一种用于描述形式语言的文法。
它由一组产生式和终结符号组成，可以用于描述语法分析中的语法规则。
在语法分析中，我们需要根据具体编程语言的语法规则，编写相应的上下文无关文法。
2. 语法分析器的生成：通过使用生成器工具（如Yacc、Bison等），我们可以根据上下文无关文法生成语法分析器。
语法分析器可以根据预先定义的文法规则，对词法单元序列进行分析，并构建出语法树（Parse Tree）供后续的语义分析和代码生成使用。
综上所述，词法分析与语法分析是编译原理中的两个重要阶段，也是实现编译器的核心算法。
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。
编译原理实验词法分析语法分析
本代码只供学习参考：词法分析源代码：#include<iostream>#include<fstream>#include<string>using namespace std;string key[8]={"do","end","for","if","printf","scanf","then","while"}; string optr[4]={"+","-","*","/"};string separator[6]={",",";","{","}","(",")"};char ch;//判断是否为保留字bool IsKey(string ss) {int i;for(i=0;i<8;i++)if(!strcmp(key[i].c_str(),ss.c_str()))return true;return false;}//字母判断函数bool IsLetter(char c) {if(((c>='a')&&(c<='z'))||((c>='A')&&(c<='Z')))return true;return false;}//数字判断函数bool IsDigit(char c) {if(c>='0'&&c<='9')return true;return false;}//运算符判断函数bool IsOptr(string ss) {int i;for(i=0;i<4;i++)if(!strcmp(optr[i].c_str(),ss.c_str()))return true ;return false;}//分界符判断函数bool IsSeparator(string ss) {int i;for(i=0;i<6;i++)if(!strcmp(separator[i].c_str(),ss.c_str()))return true;return false;}void analyse(ifstream &in) {string st="";char ch;int line=1,row=0;while((in.get(ch))) {st="";if((ch==' ')||(ch=='\t')){} //空格，tab健elseif(ch=='\n') {line++;row=0; } //换行行数加一处理elseif(IsLetter(ch)) //关键字、标识符的处理{row++;while(IsLetter(ch)||IsDigit(ch)){st+=ch;in.get(ch);}in.seekg(-1,ios::cur);//文件指针（光标）后退一个字节if(IsKey(st)) //判断是否为关键字查询关键字表；cout<<st<<"\t("<<st<<","<<1<<")"<<'\t'<<'\t'<<"关键字"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;else //否则为标示符cout<<st<<"\t("<<st<<","<<2<<")"<<'\t'<<'\t'<<"标识符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;}elseif(IsDigit(ch)) //无符号整数处理{row++;while(IsDigit(ch)){st+=ch;ch=in.get();}in.seekg(-1,ios::cur);cout<<st<<"\t("<<st<<","<<3<<")"<<'\t'<<'\t'<<"常数"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;// break;}else{st="";st+=ch;if(IsOptr(st)) //运算符处理{row++;cout<<st<<"\t("<<st<<","<<4<<")"<<'\t'<<'\t'<<"运算符"<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;}elseif(IsSeparator(st))//分隔符处理{ row++;cout<<st<<"\t("<<st<<","<<5<<")"<<'\t'<<'\t'<<"分界符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;}else{switch(ch){row++;case'=' : {row++;cout<<"="<<"\t("<<"="<<","<<"6"<<")"<<'\t'<<"\t关系运算符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;}case'>' :{row++;ch=in.get();if(ch=='=')cout<<">="<<'\t'<<"("<<">="<<","<<"6"<<")"<<'\t'<<"\t关系运算符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;else {cout<<">"<<"\t("<<">"<<","<<"6"<<")"<<'\t'<<"\t关系运算符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;in.seekg(-1,ios::cur);}} break;case'<' :{row++;ch=in.get();if(ch=='=')cout<<"<="<<'\t'<<"("<<"="<<","<<"6"<<")"<<"\t关系运算符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;else if(ch=='>') cout<<"<>"<<'\t'<<"("<<"<>"<<","<<"6"<<")"<<'\t'<<"\t关系运算符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;else{cout<<"<"<<"\t("<<"<"<<","<<"6"<<")"<<"\t"<<"\t关系运算符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;in.seekg(-1,ios::cur);}}break;default :{row++; cout<<ch<<'\t'<<"\t$无法识别字符"<<'\t'<<"("<<line<<","<<row<<")"<<endl;}}}}}}int main(){ifstream in;in.open("test.txt",ios::in);cout<<"关键字-》1 标识符-》2 常数-》3 运算符-》4 分隔符-》5"<<endl;if(in.is_open()){analyse(in);in.close();system("pause");}elsecout<<"文件操作出错"<<endl;}语法分析实验源代码LL#include<iostream>using namespace std;const int MaxLen=20; //初始化栈的长度const int Length=20;//初始化数组长度char Vn[5]={'E','G','T','S','F'};//非终结符数组char Vt[8]={'i','(',')','+','-','*','/','#'};//终结符数组char ch,X;//ch读当前字符，X获取栈顶元素char strToken[Length];//存储规约表达式struct LL//ll(1)分析表的构造字初始化{char*c;};LL E[8]={"TG","TG","error","error","error","error","error","error"};LL G[8]={"error","error","null","+TG","-TG","error","error","null"};LL T[8]={"FS","FS","error","error","error","error","error","error"};LL S[8]={"error","error","null","null","null","*FS","/FS","null"};LL F[8]={"i","(E)","error","error","error","error","error","error"};class stack//栈的构造及初始化{public:stack();//初始化bool empty() const;//是否为空bool full() const;//是否已满bool get_top(char &c)const;//取栈顶元素bool push(const char c);//入栈bool pop();//删除栈顶元素void out();//输出栈中元素~stack(){}//析构private:int count;//栈长度char data[MaxLen];//栈中元素};stack::stack(){count=0;}bool stack::empty() const{if(count==0)return true;return false;}bool stack::full() const{if(count==MaxLen)return true;return false;}bool stack::get_top(char &c)const{if(empty())return false;else{c=data[count-1];return true;}}bool stack::push(const char c){if(full())return false;data[count++]=c;return true;}bool stack::pop(){if(empty())return false;count--;return true;}void stack::out(){for(int i=0;i<count;i++)cout<<data[i];cout<<'\t';}int length(char *c){int l=0;for(int i=0;c[i]!='\0';i++)l++;return l;}void print(int i,char*c)//剩余输入串的输出{for(int j=i;j<Length;j++)cout<<c[j];cout<<'\t';}void run(){bool flag=true;//循环条件int step=0,point=0;//步骤、指针int len;//长度cout<<"输入规约的字符串："<<endl;cin>>strToken;ch=strToken[point++];//读取第一个字符stack s;s.push('#');//栈中数据初始化s.push('E');s.get_top(X);//取栈顶元素cout<<"步骤\t"<<"分析栈\t"<<"剩余输入串\t\t"<<"所用产生式\t"<<"动作"<<endl;cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<'\t'<<"初始化"<<endl;while(flag){if((X==Vt[0])||(X==Vt[1])||(X==Vt[2])||(X==Vt[3])||(X==Vt[4])||(X==Vt[5])||(X==Vt[6])) //判断是否为终结符（不包括#）{if(X==ch)//终结符,识别，进行下一字符规约{s.pop();s.get_top(X);ch=strToken[point++];cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<'\t'<<"GETNEXT(I)"<<endl;}else{flag=false;}}else if(X=='#')//规约结束{if(X==ch){cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<ch<<'\t'<<"结束"<<endl;s.pop();flag=false;}else{flag=false;}}else if(X==Vn[0]) //非终结符E{for(int i=0;i<8;i++)//查分析表if(ch==Vt[i]){if(strcmp(E[i].c,"error")==0)//出错{flag=false;}else{ //对形如X->X1X2的产生式进行入栈操作s.pop();len=length(E[i].c)-1;for(int j=len;j>=0;j--)s.push(E[i].c[j]);cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<E[i].c<<'\t'<<"POP,PUSH(";for(int j=len;j>=0;j--)cout<<E[i].c[j];cout<<")"<<endl;s.get_top(X);}}}else if(X==Vn[1]) //同上，处理G{for(int i=0;i<8;i++)if(ch==Vt[i]){if(strcmp(G[i].c,"null")==0){s.pop();cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<"ε"<<'\t'<<"POP"<<endl;s.get_top(X);}else if(strcmp(G[i].c,"error")==0){flag=false;}else{s.pop();len=length(G[i].c)-1;for(int j=len;j>=0;j--)s.push(G[i].c[j]);cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<G[i].c<<'\t'<<"POP,PUSH(";for(int j=len;j>=0;j--)cout<<G[i].c[j];cout<<")"<<endl;s.get_top(X);}}}else if(X==Vn[2]) //同上处理T{for(int i=0;i<8;i++)if(ch==Vt[i]){if(strcmp(T[i].c,"error")==0){flag=false;}else{s.pop();len=length(T[i].c)-1;for(int j=len;j>=0;j--)s.push(T[i].c[j]);cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<T[i].c<<'\t'<<"POP,PUSH(";for(int j=len;j>=0;j--)cout<<T[i].c[j];cout<<")"<<endl;s.get_top(X);}}}else if(X==Vn[3])//同上处理S{for(int i=0;i<8;i++)if(ch==Vt[i]){if(strcmp(S[i].c,"null")==0){s.pop();cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<"ε"<<'\t'<<"POP"<<endl;s.get_top(X);}else if(strcmp(S[i].c,"error")==0){flag=false;}else{s.pop();len=length(S[i].c)-1;for(int j=len;j>=0;j--)s.push(S[i].c[j]);cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<S[i].c<<'\t'<<"POP,PUSH(";for(int j=len;j>=0;j--)cout<<S[i].c[j];cout<<")"<<endl;s.get_top(X);}}}else if(X==Vn[4]) //同上处理F{for(int i=0;i<7;i++)if(ch==Vt[i]){if(strcmp(F[i].c,"error")==0){flag=false;}else{s.pop();len=length(F[i].c)-1;for(int j=len;j>=0;j--)s.push(F[i].c[j]);cout<<step++<<'\t';s.out();print(point-1,strToken);cout<<X<<"->"<<F[i].c<<'\t'<<"POP,PUSH(";for(int j=len;j>=0;j--)cout<<F[i].c[j];cout<<")"<<endl;s.get_top(X);}}}else //出错处理{flag= false;}}}int main(){cout<<"实验二"<<endl;run();system("pause");return 0;}语法实验源代码LR#include<iostream>using namespace std;const int MaxLen=20; //初始化栈的长度const int Length=20;//初始化数组长度char ch,Y;//全局变量，ch用于读当前字符，Y用于获取栈顶元素char strToken[Length];//存储规约表达式bool flag=true;//循环条件int point=0,step=1;//步骤、指针class stack//栈的构造及初始化{public:stack();//初始化bool empty() const;//是否为空bool full() const;//是否已满bool get_top(char &c)const;//取栈顶元素bool push(const char c);//入栈bool pop();void out();//输出栈中元素void out1();~stack(){}//析构private:int count;//栈长度char data[MaxLen];//栈中元素};stack l,r;//l代表符号栈，r代表状态栈stack::stack(){count=0;}bool stack::empty() const{if(count==0)return true;return false;}bool stack::full() const{if(count==MaxLen)return true;return false;}bool stack::get_top(char &c)const{if(empty())return false;else{c=data[count-1];return true;}}bool stack::push(const char c){if(full())return false;data[count++]=c;return true;}bool stack::pop(){if(empty())return false;count--;return true;}void stack::out(){for(int i=0;i<count;i++)cout<<data[i];cout<<'\t';}void stack::out1(){for(int i=0;i<count;i++)cout<<int(data[i]);cout<<'\t';}void print(int i,char*c)//剩余输入串的输出{for(int j=i;j<Length;j++)cout<<c[j];cout<<'\t';}void Goto(int i,char c)//状态转换函数,对应于表中GOTO {if(i==0){if(c=='E'){r.push(1);cout<<",GOTO(0,E)=1入栈"<<endl;}else if(c=='T'){r.push(2);cout<<",GOTO(0,T)=2入栈"<<endl;}else if(c=='F'){r.push(3);cout<<",GOTO(0,F)=3入栈"<<endl;}elseflag=false;}else if(i==4){if(c=='E'){r.push(8);cout<<",GOTO(4,E)=8入栈"<<endl;}else if(c=='T'){r.push(2);cout<<",GOTO(4,T)=2入栈"<<endl;}else if(c=='F'){r.push(3);cout<<",GOTO(4,F)=3入栈"<<endl;}elseflag=false;}else if(i==6){if(c=='T'){r.push(9);cout<<",GOTO(6,T)=9入栈"<<endl;}else if(c=='F'){r.push(3);cout<<",GOTO(6,F)=3入栈"<<endl;}elseflag=false;}else if(i==7){if(c=='F'){r.push(10);cout<<",GOTO(7,F)=10入栈"<<endl;}elseflag=false;}elseflag=false;}void Action0()//状态0时{if(ch=='i')//下一个操作符为i ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[0,i]=S5,状态5入栈"<<endl;r.push(5);l.push(ch);ch=strToken[point++];}else if(ch=='(')//下一个操作符为( ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[0,(]=S4,状态4入栈"<<endl;r.push(4);l.push(ch);ch=strToken[point++];}elseflag=false;}void Action1()//状态1{if(ch=='+')//下一个操作符为i ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[1,+]=S6,状态6入栈"<<endl;r.push(6);l.push(ch);ch=strToken[point++];}else if(ch=='#')//分析成功{flag=false;cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"Acc：分析成功"<<endl;}elseflag=false;}void Action2() //状态2{if(ch=='*')//下一个操作符为* ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[2,*]=S7,状态7入栈"<<endl;r.push(7);l.push(ch);ch=strToken[point++];}else if((ch=='+')||(ch==')')||(ch=='#'))//下一个操作符为+，），#规约{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();l.pop();l.push('E');print(point-1,strToken);cout<<"r2: E→T归约";r.pop();r.get_top(Y);Goto(int(Y),'E');}elseflag=false;}void Action3()//状态3{if((ch=='+')||(ch=='*')||(ch==')')||(ch=='#'))//下一个操作符为+，*,），#规约{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();l.pop();l.push('T');print(point-1,strToken);cout<<"r4: T→F归约";r.pop();r.get_top(Y);Goto(int(Y),'T');}elseflag=false;}void Action4_6_7(int x)//状态4,6,7{if(ch=='i')//下一个操作符为i ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[";cout<<x<<",i]=S5,状态5入栈"<<endl;r.push(5);l.push(ch);ch=strToken[point++];}else if(ch=='(')//下一个操作符为（,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[";cout<<x<<",(]=S4,状态4入栈"<<endl;r.push(4);l.push(ch);ch=strToken[point++];}elseflag=false;}void Action5()//状态5{if((ch=='+')||(ch=='*')||(ch==')')||(ch=='#'))//下一个操作符为+，*,），#规约{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();l.pop();l.push('F');print(point-1,strToken);cout<<"r6: F→i归约";r.pop();r.get_top(Y);Goto(int(Y),'F');}elseflag=false;}void Action8()//状态8{if(ch=='+')//下一个操作符为+ ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[8,+]=S6,状态6入栈"<<endl;r.push(6);l.push(ch);ch=strToken[point++];}else if(ch==')')//下一个操作符为）,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[8,)]=S11,状态11入栈"<<endl;r.push(11);ch=strToken[point++];}elseflag=false;}void Action9()//状态9{if(ch=='*')//下一个操作符为* ,移进{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();print(point-1,strToken);cout<<"ACTION[9,*]=S7,状态7入栈"<<endl;r.push(7);l.push(ch);ch=strToken[point++];}else if((ch=='+')||(ch==')')||(ch=='#'))//下一个操作符为+，,），#规约{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();l.pop();l.pop();l.pop();l.push('E');print(point-1,strToken);cout<<"r1: E→E+T归约";r.pop();r.pop();r.pop();r.get_top(Y);Goto(int(Y),'E');}elseflag=false;}void Action10()//状态10{if((ch=='+')||(ch=='*')||(ch==')')||(ch=='#'))//下一个操作符为+，*,），#规约{cout<<step++<<'\t';l.out();l.pop();l.pop();l.pop();l.push('T');print(point-1,strToken);cout<<"r3: T→T*F归约";r.pop();r.pop();r.pop();r.get_top(Y);Goto(int(Y),'T');}elseflag=false;}void Action11()//状态11{if((ch=='+')||(ch=='*')||(ch==')')||(ch=='#'))//下一个操作符为+，*,），#规约{cout<<step++<<'\t';r.out1();l.out();l.pop();l.pop();l.pop();l.push('F');print(point-1,strToken);cout<<"r5: F→(E)归约";r.pop();r.pop();r.pop();r.get_top(Y);Goto(int(Y),'F');}elseflag=false;}void run()//规约{cout<<"请输入要规约的字符串："<<endl;cin>>strToken;cout<<"步骤\t"<<"状态栈\t"<<"符号栈\t"<<"输入串\t\t"<<"动作说明"<<endl;ch=strToken[point++];//读取第一个字符l.push('#');r.push(0);r.get_top(Y);while(flag)//循环规约{if(int(Y)==0)Action0();else if(int(Y)==1)Action1();else if(int(Y)==2)Action2();else if(int(Y)==3)Action3();else if((int(Y)==4)||(int(Y)==6)||(int(Y)==7))Action4_6_7(int(Y));else if(int(Y)==5)Action5();else if(int(Y)==8)Action8();else if(int(Y)==9)Action9();else if(int(Y)==10)Action10();else if(int(Y)==11)Action11();elseflag=false;r.get_top(Y);}}int main(){cout<<"实验三"<<endl;run();system("pause");return 0;}。
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是计算机科学中的重要课程，它研究的是如何将源程序翻译成目标程序的过程。
而词法分析和语法分析则是编译过程中的两个重要阶段，它们负责将源程序转换成抽象语法树，为接下来的语义分析和代码生成阶段做准备。
本文将从词法分析和语法分析的原理、方法和实现技术角度进行详细解析，以期对读者有所帮助。
一、词法分析的原理1.词法分析的定义词法分析（Lexical Analysis）是编译过程中的第一个阶段，它负责将源程序中的字符流转换成标记流的过程。
源程序中的字符流是没有结构的，而编程语言是有一定结构的，因此需要通过词法分析将源程序中的字符流转换成有意义的标记流，以便之后的语法分析和语义分析的进行。
在词法分析的过程中，会将源程序中的字符划分成一系列的标记（Token），每个标记都包含了一定的语义信息，比如关键字、标识符、常量等等。
2.词法分析的原理词法分析的原理主要是通过有限状态自动机（Finite State Automaton，FSA）来实现的。
有限状态自动机是一个数学模型，它描述了一个自动机可以处于的所有可能的状态以及状态之间的转移关系。
在词法分析过程中，会将源程序中的字符逐个读取，并根据当前的状态和字符的输入来确定下一个状态。
最终，当字符读取完毕时，自动机会处于某一状态，这个状态就代表了当前的标记。
3.词法分析的实现技术词法分析的实现技术主要有两种，一种是手工实现，另一种是使用词法分析器生成工具。
手工实现词法分析器的过程通常需要编写一系列的正则表达式来描述不同类型的标记，并通过有限状态自动机来实现这些正则表达式的匹配过程。
这个过程需要大量的人力和时间，而且容易出错。
而使用词法分析器生成工具则可以自动生成词法分析器的代码，开发者只需要定义好源程序中的各种标记，然后通过这些工具自动生成对应的词法分析器。
常见的词法分析器生成工具有Lex和Flex等。
二、语法分析的原理1.语法分析的定义语法分析（Syntax Analysis）是编译过程中的第二个阶段，它负责将词法分析得到的标记流转换成抽象语法树的过程。
编译原理词法分析与语法分析的过程与方法
编译原理词法分析与语法分析的过程与方法编译原理是计算机科学领域中的重要内容之一，它研究如何将高级语言程序转化为机器语言的过程。
其中，词法分析和语法分析是编译原理中的两个重要阶段。
本文将详细介绍词法分析与语法分析的过程与方法。
一、词法分析的过程与方法词法分析是编译器的第一个阶段，其主要任务是将源程序的字符序列划分成有意义的语言单元，也就是词法单元。
以下是词法分析的过程与方法：1. 扫描：词法分析器从源程序中读取字符序列，并按照事先定义的规则进行扫描。
2. 划分词法单元：根据事先定义的规则，词法分析器将字符序列划分为不同的词法单元，如关键字、标识符、常量、运算符等。
3. 生成词法单元流：将划分好的词法单元按照顺序生成词法单元流，方便后续的语法分析阶段使用。
4. 错误处理：在词法分析过程中，如果发现了不符合规则的字符序列，词法分析器会进行错误处理，并向用户报告错误信息。
二、语法分析的过程与方法语法分析是编译器的第二个阶段，其主要任务是分析词法单元流，并判断是否符合语法规则。
以下是语法分析的过程与方法：1. 构建语法树：语法分析器根据语法规则构建抽象语法树（AST），用于表示源程序的语法结构。
2. 自顶向下分析：自顶向下分析是一种常用的语法分析方法，它从根节点开始，按照语法规则向下递归分析，直到生成叶子节点对应的词法单元。
3. 底部向上分析：底部向上分析是另一种常用的语法分析方法，它从词法单元开始，逐步合并为更高级的语法结构，直到生成抽象语法树的根节点。
4. 错误处理：在语法分析过程中，如果发现了不符合语法规则的词法单元流，语法分析器会进行错误处理，并向用户报告错误信息。
三、词法分析与语法分析的关系与区别词法分析和语法分析在编译原理中起着不同的作用：1. 关系：词法分析是语法分析的前置阶段，它为语法分析提供了有意义的词法单元流。
语法分析基于词法单元流构建语法树，判断源程序是否满足语法规则。
2. 区别：词法分析主要关注词法单元的划分和分类，它是基于字符序列的处理；而语法分析主要关注词法单元之间的组合和语法结构的判断，它是基于语法规则的处理。
编译原理词法分析,语法分析实验报告
编译原理实验报告一．LL(1)文法分析1.设计要求（1）对输入文法，它能判断是否为LL(1)文法，若是，则转（2）；否则报错并终止；（2）输入已知文法，由程序自动生成它的LL(1)分析表；（3）对于给定的输入串，应能判断识别该串是否为给定文法的句型。
2.分析该程序可分为如下几步：（1）读入文法（2）判断正误（3）若无误，判断是否为LL(1)文法（4）若是，构造分析表；（5）由总控算法判断输入符号串是否为该文法的句型。
3.流程图开始读入文法有效？是是LL(1)文法？是判断句型报错结束4.源程序/*******************************************语法分析程序作者：xxx学号：xxx********************************************/#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>/*******************************************/int count=0; /*分解的产生式的个数*/int number; /*所有终结符和非终结符的总数*/char start; /*开始符号*/char termin[50]; /*终结符号*/char non_ter[50]; /*非终结符号*/char v[50]; /*所有符号*/char left[50]; /*左部*/char right[50][50]; /*右部*/char first[50][50],follow[50][50]; /*各产生式右部的FIRST和左部的FOLLOW集合*/ char first1[50][50]; /*所有单个符号的FIRST集合*/char select[50][50]; /*各单个产生式的SELECT集合*/char f[50],F[50]; /*记录各符号的FIRST和FOLLOW是否已求过*/char empty[20]; /*记录可直接推出^的符号*/char TEMP[50]; /*求FOLLOW时存放某一符号串的FIRST集合*/int validity=1; /*表示输入文法是否有效*/int ll=1; /*表示输入文法是否为LL(1)文法*/int M[20][20]; /*分析表*/char choose; /*用户输入时使用*/char empt[20]; /*求_emp()时使用*/char fo[20]; /*求FOLLOW集合时使用*//*******************************************判断一个字符是否在指定字符串中********************************************/int in(char c,char *p){int i;if(strlen(p)==0)return(0);for(i=0;;i++){if(p[i]==c)return(1); /*若在，返回1*/if(i==strlen(p))return(0); /*若不在，返回0*/}}/*******************************************得到一个不是非终结符的符号********************************************/char c(){char c='A';while(in(c,non_ter)==1)c++;return(c);}/*******************************************分解含有左递归的产生式********************************************/void recur(char *point){ /*完整的产生式在point[]中*/int j,m=0,n=3,k;char temp[20],ch;ch=c(); /*得到一个非终结符*/k=strlen(non_ter);non_ter[k]=ch;non_ter[k+1]='\0';for(j=0;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[n]==point[0]){ /*如果‘|’后的首符号和左部相同*/ for(j=n+1;j<=strlen(point)-1;j++){while(point[j]!='|'&&point[j]!='\0')temp[m++]=point[j++];left[count]=ch;memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';m=0;count++;if(point[j]=='|'){n=j+1;break;}}}else{ /*如果‘|’后的首符号和左部不同*/ left[count]=ch;right[count][0]='^';right[count][1]='\0';count++;for(j=n;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';printf(" count=%d ",count);m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]=ch;right[count][m+1]='\0';count++;m=0;}}}/*******************************************分解不含有左递归的产生式********************************************/void non_re(char *point){int m=0,j;char temp[20];for(j=3;j<=strlen(point)-1;j++){if(point[j]!='|')temp[m++]=point[j];else{left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]='\0';m=0;count++;}}left[count]=point[0];memcpy(right[count],temp,m);right[count][m]='\0';count++;m=0;}/*******************************************读入一个文法********************************************/ char grammer(char *t,char *n,char *left,char right[50][50]) {char vn[50],vt[50];char s;char p[50][50];int i,j,k;printf("\n请输入文法的非终结符号串：");scanf("%s",vn);getchar();i=strlen(vn);memcpy(n,vn,i);n[i]='\0';printf("请输入文法的终结符号串：");scanf("%s",vt);getchar();i=strlen(vt);memcpy(t,vt,i);t[i]='\0';printf("请输入文法的开始符号：");scanf("%c",&s);getchar();printf("请输入文法产生式的条数：");scanf("%d",&i);getchar();for(j=1;j<=i;j++){printf("请输入文法的第%d条（共%d条）产生式：",j,i);scanf("%s",p[j-1]);getchar();}for(j=0;j<=i-1;j++)if(p[j][1]!='-'||p[j][2]!='>'){ printf("\ninput error!");validity=0;return('\0');} /*检测输入错误*/for(k=0;k<=i-1;k++){ /*分解输入的各产生式*/if(p[k][3]==p[k][0])recur(p[k]);elsenon_re(p[k]);}return(s);}/*******************************************将单个符号或符号串并入另一符号串********************************************/void merge(char *d,char *s,int type){ /*d是目标符号串，s是源串，type＝1，源串中的‘^ ’一并并入目串；type＝2，源串中的‘^ ’不并入目串*/int i,j;for(i=0;i<=strlen(s)-1;i++){if(type==2&&s[i]=='^');else{for(j=0;;j++){if(j<strlen(d)&&s[i]==d[j])break;if(j==strlen(d)){d[j]=s[i];d[j+1]='\0';}}}}}/*******************************************求所有能直接推出^的符号********************************************/void emp(char c){ /*即求所有由‘^ ’推出的符号*/ char temp[10];int i;for(i=0;i<=count-1;i++){if(right[i][0]==c&&strlen(right[i])==1){temp[0]=left[i];temp[1]='\0';merge(empty,temp,1);emp(left[i]);}}}/*******************************************求某一符号能否推出‘^ ’********************************************/int _emp(char c){ /*若能推出，返回1；否则，返回0*/ int i,j,k,result=1,mark=0;char temp[20];temp[0]=c;temp[1]='\0';merge(empt,temp,1);if(in(c,empty)==1)return(1);for(i=0;;i++){if(i==count)return(0);if(left[i]==c) /*找一个左部为c的产生式*/{j=strlen(right[i]); /*j为右部的长度*/if(j==1&&in(right[i][0],empty)==1)else if(j==1&&in(right[i][0],termin)==1)return(0);else{for(k=0;k<=j-1;k++)if(in(right[i][k],empt)==1)mark=1;if(mark==1)continue;else{for(k=0;k<=j-1;k++){result*=_emp(right[i][k]);temp[0]=right[i][k];temp[1]='\0';merge(empt,temp,1);}}}if(result==0&&i<count)continue;else if(result==1&&i<count)return(1);}}}/*******************************************判断读入的文法是否正确********************************************/int judge(){int i,j;for(i=0;i<=count-1;i++){if(in(left[i],non_ter)==0){ /*若左部不在非终结符中，报错*/ printf("\nerror1!");validity=0;return(0);}for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++){if(in(right[i][j],non_ter)==0&&in(right[i][j],termin)==0&&right[i][j]!='^'){ /*若右部某一符号不在非终结符、终结符中且不为‘^ ’，报错*/ printf("\nerror2!");validity=0;return(0);}}}return(1);}/*******************************************求单个符号的FIRST********************************************/void first2(int i){ /*i为符号在所有输入符号中的序号*/char c,temp[20];int j,k,m;c=v[i];char ch='^';emp(ch);if(in(c,termin)==1) /*若为终结符*/{first1[i][0]=c;first1[i][1]='\0';}else if(in(c,non_ter)==1) /*若为非终结符*/{for(j=0;j<=count-1;j++){if(left[j]==c){if(in(right[j][0],termin)==1||right[j][0]=='^'){temp[0]=right[j][0];temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}else if(in(right[j][0],non_ter)==1){if(right[j][0]==c)continue;for(k=0;;k++)if(v[k]==right[j][0])break;if(f[k]=='0'){first2(k);f[k]='1';}merge(first1[i],first1[k],2);for(k=0;k<=strlen(right[j])-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(right[j][k])==1&&k<strlen(right[j])-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[j][k+1])break;if(f[m]=='0'){first2(m);f[m]='1';}merge(first1[i],first1[m],2);}else if(_emp(right[j][k])==1&&k==strlen(right[j])-1){temp[0]='^';temp[1]='\0';merge(first1[i],temp,1);}elsebreak;}}}}}f[i]='1';}/*******************************************求各产生式右部的FIRST********************************************/void FIRST(int i,char *p){int length;int j,k,m;char temp[20];length=strlen(p);if(length==1) /*如果右部为单个符号*/ {if(p[0]=='^'){if(i>=0){first[i][0]='^';first[i][1]='\0';}else{TEMP[0]='^';TEMP[1]='\0';}}else{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0){memcpy(first[i],first1[j],strlen(first1[j]));first[i][strlen(first1[j])]='\0';}else{memcpy(TEMP,first1[j],strlen(first1[j]));TEMP[strlen(first1[j])]='\0';}}}else /*如果右部为符号串*/{for(j=0;;j++)if(v[j]==p[0])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[j],2);elsemerge(TEMP,first1[j],2);for(k=0;k<=length-1;k++){empt[0]='\0';if(_emp(p[k])==1&&k<length-1){for(m=0;;m++)if(v[m]==right[i][k+1])break;if(i>=0)merge(first[i],first1[m],2);elsemerge(TEMP,first1[m],2);}else if(_emp(p[k])==1&&k==length-1){temp[0]='^';temp[1]='\0';if(i>=0)merge(first[i],temp,1);elsemerge(TEMP,temp,1);}else if(_emp(p[k])==0)break;}}}/*******************************************求各产生式左部的FOLLOW********************************************/ void FOLLOW(int i){int j,k,m,n,result=1;char c,temp[20];c=non_ter[i]; /*c为待求的非终结符*/ temp[0]=c;temp[1]='\0';merge(fo,temp,1);if(c==start){ /*若为开始符号*/temp[0]='#';temp[1]='\0';merge(follow[i],temp,1);}for(j=0;j<=count-1;j++){if(in(c,right[j])==1) /*找一个右部含有c的产生式*/{for(k=0;;k++)if(right[j][k]==c)break; /*k为c在该产生式右部的序号*/for(m=0;;m++)if(v[m]==left[j])break; /*m为产生式左部非终结符在所有符号中的序号*/ if(k==strlen(right[j])-1){ /*如果c在产生式右部的最后*/if(in(v[m],fo)==1){merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}else{ /*如果c不在产生式右部的最后*/for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++){empt[0]='\0';result*=_emp(right[j][n]);}if(result==1){ /*如果右部c后面的符号串能推出^*/if(in(v[m],fo)==1){ /*避免循环递归*/merge(follow[i],follow[m],1);continue;}if(F[m]=='0'){FOLLOW(m);F[m]='1';}merge(follow[i],follow[m],1);}for(n=k+1;n<=strlen(right[j])-1;n++)temp[n-k-1]=right[j][n];temp[strlen(right[j])-k-1]='\0';FIRST(-1,temp);merge(follow[i],TEMP,2);}}}F[i]='1';}/*******************************************判断读入文法是否为一个LL(1)文法********************************************/int ll1(){int i,j,length,result=1;char temp[50];for(j=0;j<=49;j++){ /*初始化*/first[j][0]='\0';follow[j][0]='\0';first1[j][0]='\0';select[j][0]='\0';TEMP[j]='\0';temp[j]='\0';f[j]='0';F[j]='0';}for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)first2(j); /*求单个符号的FIRST集合*/ printf("\nfirst1:");for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)printf("%c:%s ",v[j],first1[j]);printf("\nempty:%s",empty);printf("\n:::\n_emp:");for(j=0;j<=strlen(v)-1;j++)printf("%d ",_emp(v[j]));for(i=0;i<=count-1;i++)FIRST(i,right[i]); /*求FIRST*/printf("\n");for(j=0;j<=strlen(non_ter)-1;j++){ /*求FOLLOW*/if(fo[j]==0){fo[0]='\0';FOLLOW(j);}}printf("\nfirst:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",first[i]);printf("\nfollow:");for(i=0;i<=strlen(non_ter)-1;i++)printf("%s ",follow[i]);for(i=0;i<=count-1;i++){ /*求每一产生式的SELECT集合*/ memcpy(select[i],first[i],strlen(first[i]));select[i][strlen(first[i])]='\0';for(j=0;j<=strlen(right[i])-1;j++)result*=_emp(right[i][j]);if(strlen(right[i])==1&&right[i][0]=='^')result=1;if(result==1){for(j=0;;j++)if(v[j]==left[i])break;merge(select[i],follow[j],1);}}printf("\nselect:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",select[i]);memcpy(temp,select[0],strlen(select[0]));temp[strlen(select[0])]='\0';for(i=1;i<=count-1;i++){ /*判断输入文法是否为LL(1)文法*/ length=strlen(temp);if(left[i]==left[i-1]){merge(temp,select[i],1);if(strlen(temp)<length+strlen(select[i]))return(0);}else{temp[0]='\0';memcpy(temp,select[i],strlen(select[i]));temp[strlen(select[i])]='\0';}}return(1);}/*******************************************构造分析表M********************************************/void MM(){int i,j,k,m;for(i=0;i<=19;i++)for(j=0;j<=19;j++)M[i][j]=-1;i=strlen(termin);termin[i]='#'; /*将#加入终结符数组*/termin[i+1]='\0';for(i=0;i<=count-1;i++){for(m=0;;m++)if(non_ter[m]==left[i])break; /*m为产生式左部非终结符的序号*/for(j=0;j<=strlen(select[i])-1;j++){if(in(select[i][j],termin)==1){for(k=0;;k++)if(termin[k]==select[i][j])break; /*k为产生式右部终结符的序号*/ M[m][k]=i;}}}}/*******************************************总控算法********************************************/void syntax(){int i,j,k,m,n,p,q;char ch;char S[50],str[50];printf("请输入该文法的句型：");scanf("%s",str);getchar();i=strlen(str);str[i]='#';str[i+1]='\0';S[0]='#';S[1]=start;S[2]='\0';j=0;ch=str[j];while(1){if(in(S[strlen(S)-1],termin)==1){if(S[strlen(S)-1]!=ch){printf("\n该符号串不是文法的句型！");return;}else if(S[strlen(S)-1]=='#'){printf("\n该符号串是文法的句型.");return;}else{S[strlen(S)-1]='\0';j++;ch=str[j];}}else{for(i=0;;i++)if(non_ter[i]==S[strlen(S)-1])break;for(k=0;;k++){if(termin[k]==ch)break;if(k==strlen(termin)){printf("\n词法错误！");return;}}if(M[i][k]==-1){printf("\n语法错误！");return;}else{m=M[i][k];if(right[m][0]=='^')S[strlen(S)-1]='\0';else{p=strlen(S)-1;q=p;for(n=strlen(right[m])-1;n>=0;n--)S[p++]=right[m][n];S[q+strlen(right[m])]='\0';}}}printf("\nS:%s str:",S);for(p=j;p<=strlen(str)-1;p++)printf("%c",str[p]);printf(" ");}}/*******************************************一个用户调用函数********************************************/void menu(){syntax();printf("\n是否继续？(y or n):");scanf("%c",&choose);getchar();while(choose=='y'){menu();}}/*******************************************主函数********************************************/void main(){int i,j;start=grammer(termin,non_ter,left,right); /*读入一个文法*/ printf("count=%d",count);printf("\nstart:%c",start);strcpy(v,non_ter);strcat(v,termin);printf("\nv:%s",v);printf("\nnon_ter:%s",non_ter);printf("\ntermin:%s",termin);printf("\nright:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%s ",right[i]);printf("\nleft:");for(i=0;i<=count-1;i++)printf("%c ",left[i]);if(validity==1)validity=judge();printf("\nvalidity=%d",validity);if(validity==1){printf("\n文法有效");ll=ll1();printf("\nll=%d",ll);if(ll==0)printf("\n该文法不是一个LL1文法！");else{MM();printf("\n");for(i=0;i<=19;i++)for(j=0;j<=19;j++)if(M[i][j]>=0)printf("M[%d][%d]=%d ",i,j,M[i][j]);printf("\n");menu();}}}5.执行结果（1）输入一个文法（2）输入一个符号串（3）再次输入一个符号串，然后退出程序二．词法分析一、问题描述识别简单语言的单词符号识别简单语言的基本字、标识符、无符号整数、运算符和界符。
编译原理词法分析和语法分析
{ syn=21;
token[m++]=ch;
}
else
{ syn=31;
p--;
}
break;
case '=':token[m++]=ch;
ch=prog[p++];
if(ch=='=')
{ syn=25;
token[m++]=ch;
}
else
{ syn=18;
p--;
}
break;
break;
case -1:printf("you have input a wrong string\n");
getch();
exit(0);
default: printf("( %-10s%5d )\n",token,syn);
break;
}
}while(syn!=0);
getch();
}
scaner()
printf("success!\n");
}
else { if(kk!=1) printf("the string haven't got a 'end'!\n");
kk=1;
}
}
else { printf("haven't got a 'begin'!\n");
kk=1;
}
return;
}
yucu()
if(syn==18)
{ scaner();/*读下一个单词符号*/
编译原理实验 词法分析&语法分析程序
编译原理实验词法分析程序实验一：词法分析程序1、实验目的从左至右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个单词符号，把字符串形式的源程序改造成单词符号形式的中间程序。
2、实验内容表C语言子集的单词符号及内码值单词符号种别编码助记符内码值while 1 while --if 2 if --else 3 else --switch 4 switch --case 5 case --标识符 6 id id在符号表中的位置常数7 num num在常数表中的位置+ 8 + --- 9 - --* 10 * --<= 11 relop LE< 11 relop LT== 11 relop LQ= 12 = --; 13 ; --输入源程序如下if a==1 a=a+1;else a=a+2;输出对应的单词符号形式的中间程序3、实验过程实验上机程序如下：#include "stdio.h"#include "string.h"int i,j,k;char s ,a[20],token[20];int letter(){if((s>=97)&&(s<=122))return 1;else return 0;}int Digit(){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(){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 you source program,end('#'):\n");i=0;do{i=i+1;scanf("%c",&a[i]);}while(a[i]!='#');i=1;memset(token,0,sizeof(char)*10);j=0;get();while(s!='#'){if(s==' '||s==10||s==13)get();else{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(Digit()||letter()){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();k=lookup();if(k==0)printf("(6,%s)\n",token); elseprintf("(%d,null)\n",k); break;case'0':case'1':case'2':case'3':case'4':case'5':case'6':case'7':case'8':case'9':while(Digit()){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();printf("(%d,%s)\n",7,token); break;case'+':printf("(+,null)\n"); break;case'-':printf("(-,null)\n"); break;case'*':printf("(*,null)\n"); break;case'<':get();if(s=='=')printf("(relop,LE)\n"); else{retract();printf("(relop,LT)\n");}break;case'=':get();if(s=='=')printf("(relop,EQ)\n"); else{retract();printf("(=,null)\n");}break;case';':printf("(;,null)\n"); break;default:printf("(%c,error)\n",s);break;}memset(token,0,sizeof(char)*10);j=0;get();}}}4、实验结果实验结果分析：if是关键字，对应种别编码为2，输出（2，null）a是标识符，对应种别编码为6，值为a，输出（6，a）==的助记符是relop，内码值为LE，输出（relop，LE）1是常数，对应种别编码为7，值为1，输出（7，1）a是标识符，对应种别编码为6，值为a，输出（6，a）=是赋值符号，直接输出，（=，null）a是标识符，对应种别编码为6，值为a，输出（6，a）+是运算符，直接输出（=，null）1是常数，对应种别编码为7，值为1，输出（7，1）；是语句结束符号，直接输出（；，null）else是关键字，对应种别编码为3，输出（3，null）a是标识符，对应种别编码为6，值为a，输出（6，a）=是赋值符号，直接输出，（=，null）a是标识符，对应种别编码为6，值为a，输出（6，a）+是运算符，直接输出（=，null）2是常数，对应种别编码为7，值为2，输出（7，2）；是语句结束符号，直接输出（；，null）#是输入结束标志编译原理实验语法分析程序实验二：语法分析程序1、实验目的：将单词组成各类语法单位，讨论给类语法的形成规则，判断源程序是否符合语法规则3、实验内容：给定文法：G[E]:E→E+E|E-E|E*E|E/E|(E)E→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9首先把G[E]构造为算符优先文法，即：G’[E]:E→E+T|TT→T-F|FF→F*G|GG→G/H|HH→(E)|i得到优先关系表如下：+ - * / i ( ) # + ·><·<·<·<·<··>·> - ·>·><·<·<·<··>·> * ·>·>·><·<·<··>·> / ·>·>·>·><·<··>·>i ·>·>·>·>·>·>( <·<·<·<·<·<·=) ·>·>·>·>·>·> # <·<·<·<·<·<·=构造出优先函数+ - * / i ( ) #f 6 8 10 12 12 2 12 2g 5 7 9 11 13 13 2 2要求输入算术表达式：（1+2）*3+2*（1+2）-4/2输出其对应的语法分析结果4、实验过程：上机程序如下：#include "stdio.h"#include "string.h"char a[20],optr[10],s,op;int i,j,k,opnd[10],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 6;case'-':return 8;case'*':return 10;case'/':return 12;case'(':return 2;case')':return 12;case'#':return 2;default:printf("error");}}int g(char s){switch(s){case'+':return 5;case'-':return 7;case'*':return 9;case'/':return 11;case'(':return 13;case')':return 2;case'#':return 2;default:printf("error");}}void get(){s=a[i];i=i+1;}void main(){printf("请输入算数表达式，并以‘#’结束:\n");i=0;do{scanf("%c",&a[i]);i++;}while(a[i-1]!='#');i=0;j=0;k=0;optr[j]='#';get();while((optr[j]!='#')||(s!='#')){if(operand(s)){opnd[k]=s-48;k=k+1;get();}else if(f(optr[j])<g(s)){j=j+1;optr[j]=s;get();}else if(f(optr[j])==g(s)){if(optr[j]=='('&&s==')'){j=j-1;get();}else if(optr[j]=='('&&s=='#'){printf("error\n");break;}else if(optr[j]=='#'&&s==')'){printf("error\n");break;}}else if(f(optr[j])>g(s)){op=optr[j];j=j-1;x2=opnd[k-1];x1=opnd[k-2];k=k-2;switch(op){case'+':x3=x1+x2;break;case'-':x3=x1-x2;break;case'*':x3=x1*x2;break;case'/':x3=x1/x2;break;}opnd[k]=x3;k=k+1;printf("(%c,%d,%d,%d)\n",op,x1,x2,x3);}else{printf("error\n");break;}}if(j!=0||k!=1)printf("error\n");}5、实验结果：实验结果分析：（1+2）*3+2*（1+2）-4/2#因为‘）’优先级大于‘*’，先计算1+2=3，并输出（+，1，2，3）原式变为：3*3+2*（1+2）-4/2#因为‘*’优先级大于‘+’，先计算3*3=9，并输出（*，3，3，9）原式变为：9+2*（1+2）-4/2#因为‘）’优先级大于‘-’，先计算1+2=3，并输出（+，1，2，3）原式变为：9+2*3-4/2#因为‘*’优先级大于‘-’，先计算2*3=6，并输出（*，2，3，6）原式变为：9+6-4/2#因为‘/’优先级大于‘#’，先计算4/2=2，并输出（/，4，2，2）原式变为：9+6-2#因为‘-’优先级大于‘#’，先计算6-2=4，并输出（-，6，2，4）原式变为：9+4#因为‘+’优先级大于‘#’，计算9+4=13，并输出（+，9，4，13）原式变为13#优先级等于#，跳出while循环，运算结束！。
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编译原理实验报告实验名称：词法分析及语法分析专业班级：姓名：学号：完成日期：实验一、sample语言的词法分析一、实验目的给出SAMPLE文法规范，要求编写SAMPLE语言的词法分析程序。
二、实验准备了解sample语言单词的定义，选择任一种编程语言实现词法分析。
三、实验内容给出SAMPLE语言文法，输出单词（关键字、专用符号以及其它标记）。
1、格式输入：源程序文件。
输出：关键字、专用符号以及其它标记。
2、实现原理程序中先判断这个句语句中每个单元为关键字、常数、运算符、界符，对与不同的单词符号给出不同编码形式的编码，用以区分之。
3、实验方法读懂Sample源代码，自己重点独立实现对常量的判别。
四、实验设计1、设计SAMPLE语言的词法分析器A、字符集定义1． <字符集> → <字母>│<数字>│<单界符>2． <字母> → A│B│…│Z│a│b│…│z3． <数字> → 0│1│2│…│94． <单界符> → +│-│*│/│=│<│>│(│)│[│]│:│. │; │, │'B、单词集定义5．<单词集> → <保留字>│<双界符>│<标识符>│<常数>│<单界符>6．<保留字> → and│array│begin│bool│call│case│char│constant│dim│do│else │end│false│for│if│input│integer│not│of│or│output│procedure│program│read│real│repeat│set│stop│then│to│true│until│var│while│write 7．<双界符> → <>│<=│>=│:= │/*│*/│..8．<标识符> → <字母>│<标识符> <数字>│<标识符> <字母>9．<常数> → <整数>│<布尔常数>│<字符常数>10．<整数> → <数字>│<整数> <数字>11．<布尔常数> → true│false12．<字符常数> → ' 除 {'} 外的任意字符串 '2、词法分析系统流程设计四、源程序清单1、源代码/*** 读取测试文件中的每一行然后传入Scaner中扫描*/import java.io.File;import java.io.RandomAccessFile;public class Analyzer {private Scaner scaner;private File testFile;public static final String testFileAdd = "e:\\t7.txt"; //测试文件的绝对地址private RandomAccessFile fileReandomReader;public void initAnalayzer() {this.scaner = new Scaner();try {testFile = new File(testFileAdd);this.fileReandomReader = new RandomAccessFile(testFile, "r");} catch (Exception e) {System.out.println("测试文件不存在");}}public void startAnalyze() {String tmpString = "";String result;int row = 0;System.out.println("······················开始分析·····················");try {while ((tmpString = this.fileReandomReader.readLine()) != null) {++row;System.out.println("·····················analyze row " + row+ "·················");// System.err.println(tmpString + "!! " +row);result = scaner.scan(tmpString);System.out.println(result);scaner.cleanScaner();tmpS tring = "";}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) {Analyzer a = new Analyzer();a.initAnalayzer();a.startAnalyze();}}/*** 分析从analyze传过来的每一行源码*/import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class Scaner {private char ch;private String token;private String result;private int index = 0;private char[] strChar = new char[1000];private int rowLength = 0;// private KeywordConfig keywordConfig;// private PunctuationConfig punctuationConfig;//保留字键值对表private Map<String , Integer> keywords;//单界符键值对表private Map<String , String> punctuations;//双界符键值对表private Map<String,String> doublePun;public Scaner() {this.result = "";// this.keywordConfig = new KeywordConfig();// this.punctuationConfig = new PunctuationConfig();//保留字键值对表创建this.keywords = new HashMap<String , Integer>();keywords.put("and", 1); keywords.put("array", 2);keywords.put("begin", 3); keywords.put("bool", 4);keywords.put("call", 5); keywords.put("case", 6);keywords.put("char", 7); keywords.put("constant", 8);keywords.put("dim", 9); keywords.put("do", 10);keywords.put("else", 11); keywords.put("end", 12);keywords.put("write", 13); keywords.put("for", 14);keywords.put("if", 15); keywords.put("input", 16);keywords.put("integer", 17); keywords.put("not", 18);keywords.put("of", 19); keywords.put("or", 20);keywords.put("output", 21); keywords.put("procedure", 22);keywords.put("program", 23); keywords.put("read", 24);keywords.put("real", 25); keywords.put("repeat", 26);keywords.put("set", 27); keywords.put("stop", 28);keywords.put("then", 29); keywords.put("to", 30);keywords.put("while", 31); keywords.put("until", 32);keywords.put("var", 33);//单界符键值对表创建this.punctuations = new HashMap<String , String>();punctuations.put("+", "加号"); punctuations.put("-", "减号");punctuations.put("*", "星号"); punctuations.put("/", "除号");punctuations.put("(", "左圆括号"); punctuations.put(")", "右圆括号");punctuations.put("{", "左花括号"); punctuations.put("}", "右花括号");punctuations.put("[", "左方括号"); punctuations.put("]", "右方括号");punctuations.put(",", "逗号"); punctuations.put(".", "点号");punctuations.put(";", "分号"); punctuations.put("%", "百分号");punctuations.put("\'", "单引号"); punctuations.put("\"", "双引号");//双界符键值对初始化this.doublePun = new HashMap<String,String>();doublePun.put("<>", "双界符1"); doublePun.put(">=", "双界符2");doublePun.put("<=", "双界符3"); doublePun.put("/*", "双界符4");doublePun.put("*/", "双界符5"); doublePun.put(":=", "双界符6");doublePun.put("..", "双界符7");}public String scan(String rowString) {strChar = rowString.toCharArray();rowLength = strChar.length;while (this.index <= rowLength) {this.token = "";//获取字符this.ch = this.getBC(strChar);if (this.ch == ';') {break;} else if (ng.Character.isLetter(ch)) {//判断首ch是否为字符this.token = this.contact(token, ch);//获取下一字符ch = this.getNextChar(strChar);//如果指定的字符是字符或者数字while ((ng.Character.isLetter(ch)) ||(ng.Character.isDigit(ch))) {//拼凑当前读取的字符串this.token = this.contact(token, ch);ch = this.getNextChar(strChar);}this.index--;// System.err.println("!!!"+this.token);//判断hashmap键值对中有没有该字符串，有则匹配输出if (this.findKeyword(token)) {this.result += "[保留字] " + this.token.toString() + "\n";}else if(token.equals("true")){this.result += "[布尔常数] " + this.token.toString() + "\n";}else if(token.equals("false")){this.result += "[布尔常数] " + this.token.toString() + "\n";}elsethis.result += "[标识符] " + this.token.toString() + "\n";this.token = "";} else if (ng.Character.isDigit(ch)) {//如果首个字符是数字this.token = this.contact(token, ch);ch = this.getNextChar(strChar);while (ng.Character.isDigit(ch)) {this.token = this.contact(token, ch);ch = this.getNextChar(strChar);}this.index--;this.result += "[数字] " + this.token.toString() + "\n";this.token = "";} else {//如果首字符不是字母也不是数字char a = ch;String key = String.valueOf(ch);//如果是符号，则到键值对中匹配输出if (this.findPunctuation(key)) {this.result += "[单界符：" + this.getPunctuation(key)+ "] " + key + "\n";}else if (key.equals(" ") || key.equals(" ")) {break;} else{//获取下一字符ch = this.getNextChar(strChar);if(!ng.Character.isDigit(ch)&&!ng.Character.isLetter(ch)){this.token = this.contact(token, a);this.token = this.contact(token, ch);//System.out.println(a+"%%%%%%%%"+token+"$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$"+thi s.finddoublePun(token));if(this.finddoublePun(token)){this.result += "[" + this.getdoublePun(token)+ "] " + token + "\n";}}else{this.index -= 1;// System.out.println("未知字符：");}this.token = "";}}}return result;}public void cleanScaner() {this.ch = ' ';this.index = 0;this.result = "";this.rowLength = 0;this.strChar = null;}public char getBC(char[] strChar) {try {while ((strChar[this.index]) == ' ') {this.index++;}this.index++;} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {return';';}return strChar[this.index - 1];}public char getNextChar(char[] strChar) {this.index++;return strChar[this.index - 1];}public String contact(String token, char ch) {// System.out.println(token + String.valueOf(ch)+"&&&&&&&&&&&&&&&&&");return token + String.valueOf(ch);}public boolean findKeyword(String str){if(this.keywords.containsKey(str)){return true;}return false;}public boolean findPunctuation(String str){if(this.punctuations.containsKey(str)){return true;}else return false;}public boolean finddoublePun(String str){if(this.doublePun.containsKey(str)){return true;}else return false;}public String getdoublePun(String str){return this.doublePun.get(str);}public String getPunctuation(String str){return this.punctuations.get(str);}}2、测试文件program example;vara,b,c:integer;x:char;beginif(a+c*3>b) and (b>3)then c:=3;x:=2+(3*a)-b*c*8;if(2+3>a) and (b>3) and (a>c)then c:=3;for x:=1+2 to 3 dob:=100;while a>b doc:=5;for x:=1+d to 3 dob:=15;while t>b doc:=5;repeat a:=10; until a>b;end.3、测试结果······················开始分析····················· ·····················analyze row 1·················[保留字] program[标识符] example·····················analyze row 2·················[保留字] var·····················analyze row 3················· [标识符] a[单界符：逗号] ,[标识符] b[单界符：逗号] ,[标识符] c[保留字] integer·····················analyze row 4················· [标识符] x[保留字] char·····················analyze row 5················· [保留字] begin·····················analyze row 6················· [保留字] if[单界符：左圆括号] ([标识符] a[单界符：加号] +[标识符] c[单界符：星号] *[数字] 3[标识符] b[单界符：右圆括号] )[保留字] and[单界符：左圆括号] ([标识符] b[数字] 3[单界符：右圆括号] )·····················analyze row 7················· [保留字] then[标识符] c[双界符6] :=[数字] 3·····················analyze row 8················· [标识符] x[双界符6] :=[数字] 2[单界符：加号] +[单界符：左圆括号] ([数字] 3[单界符：星号] *[标识符] a[单界符：右圆括号] )[单界符：减号] -[标识符] b[单界符：星号] *[标识符] c[单界符：星号] *[数字] 8·····················analyze row 9················· [保留字] if[单界符：左圆括号] ([数字] 2[单界符：加号] +[数字] 3[标识符] a[单界符：右圆括号] )[保留字] and[单界符：左圆括号] ([标识符] b[数字] 3[单界符：右圆括号] )[保留字] and[单界符：左圆括号] ([标识符] a[标识符] c[单界符：右圆括号] )·····················analyze row 10················· [保留字] then[标识符] c[双界符6] :=[数字] 3·····················analyze row 11················· [保留字] for[标识符] x[双界符6] :=[数字] 1[单界符：加号] +[数字] 2[保留字] to[数字] 3[保留字] do·····················analyze row 12················· [标识符] b[双界符6] :=[数字] 100·····················analyze row 13················· [保留字] while[标识符] a[标识符] b[保留字] do·····················analyze row 14················· [标识符] c[双界符6] :=[数字] 5·····················analyze row 15················· [保留字] for[标识符] x[双界符6] :=[数字] 1[单界符：加号] +[标识符] d[保留字] to[数字] 3[保留字] do·····················analyze row 16················· [标识符] b[双界符6] :=[数字] 15·····················analyze row 17················· [保留字] while[标识符] t[标识符] b[保留字] do·····················analyze row 18················· [标识符] c[双界符6] :=[数字] 5·····················analyze row 19·················[保留字] repeat[标识符] a[双界符6] :=[数字] 10·····················analyze row 20·················[保留字] end[单界符：点号] .实验二、sample语言的语法分析一、实验目的给出SAMPLE文法规范，要求编写SAMPLE语言的语法分析程序。