编译原理_词法分析器_实验报告
编译原理词法分析实验报告

编译原理词法分析实验报告实验名称:词法分析器的设计与实现一、实验目的:1.熟悉编译原理中词法分析的基本概念和原理;2.掌握正则表达式的使用方法;3.实现一个简单的词法分析器。
二、实验内容:1.设计一个简单的编程语言,包含如下几种类型的词法单元:关键字、标识符、常量、运算符和界符。
2.使用正则表达式定义每种词法单元的模式。
3.设计一个词法分析器,将源代码中的每个词法单元识别出来并输出。
三、实验步骤:1. 确定编程语言的词法单元类型和正则表达式模式,定义相应的单词类型(如 TokenType)和模式(如 regex)。
2. 实现一个词法分析器的类 Lexer,包含以下方法:(1)一个构造方法,用于初始化词法分析器的输入源代码。
(2) 一个getNextToken方法,用于获取源代码中的下一个词法单元。
3. 在getNextToken方法中,使用正则表达式逐个识别源代码中的词法单元,并返回相应的Token对象。
4. 设计一个Token类,包含以下属性:词法单元类型、词法单元的值和位置信息等。
5.在主程序中使用词法分析器,将源代码中的每个词法单元识别出来并输出。
四、实验结果:1.设计一个简单的编程语言,包含如下词法单元类型(示例):(1) 关键字:if、else、while、for等;(2)标识符:变量名等;(3)常量:整数、浮点数、字符串等;(4)运算符:+、-、*、/、=等;(5)界符:(、)、{、}、;等。
2. 实现一个词法分析器,识别出源代码中的每个词法单元,并输出相应的Token对象。
五、实验总结:通过本次实验,我熟悉了编译原理中词法分析的基本概念和原理,并掌握了正则表达式的使用方法。
我成功完成了一个简单的词法分析器的设计与实现,实现了源代码中每个词法单元的识别与输出。
这次实验对我深化了对编译原理中词法分析的理解,并提高了我的编程能力。
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。
编译原理词法分析实验报告

词法分析器实验报告一、实验目的选择一种编程语言实现简单的词法分析程序,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。
各种单词符号对应的种别码:表各种单词符号对应的种别码词法分析程序的功能: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。
主程序示意图:主程序示意图如图3-1所示。
其中初始包括以下两个方面:⑴关键字表的初值。
关键字作为特殊标识符处理,把它们预先安排在一张表格中(称为关键字表),当扫描程序识别出标识符时,查关键字表。
如能查到匹配的单词,则该单词为关键字,否则为一般标识符。
关键字表为一个字符串数组,其描述如下:Char *rwtab[6] = {“begin”, “if”, “then”, “while”, “do”, “end”,};是图3-1(2)程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum扫描子程序的算法思想:首先设置3个变量:①token用来存放构成单词符号的字符串;②sum用来整型单词;③syn 用来存放单词符号的种别码。
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。
编译原理词法分析实验报告

编译原理词法分析实验报告实验一词法分析一、实验目的通过设计编制调试一个具体的词法分析程序,加深对词法分析原理的理解。
并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。
编制一个读单词过程,从输入的源程序中,识别出各个具有独立意义的单词,即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。
并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。
二、实验内容(1)功能描述:该程序是实现一个词法分析器,词法分析器的功能是输入源程序,输出单词符号。
词法分析器的单词符号常常表示成以下的二元式(单词种别码,单词符号的属性值)。
本实验中,采用的是将单词分为五种的方法。
识别关键字:main、if、int、for、while、do、return、break、continue;单词种别码为1。
标识符:单词种别码为2。
常数:为无符号整形数;单词种别码为3。
运算符:包括:+、-、*、/、=、>、<、>=、<=、!= ;单词种别码为4。
分隔符:包括:,、;、{、}、(、);单词种别码为5。
(2)程序结构描述:输入:从控制台输入一段源程序代码,对输入的代码进行词法分析,处理:分离出关键字、标识符、数值、运算符和界符。
输出:在词法分析结果表中输出每个单词所在行号、类型以及它所对应的编码。
其中,编码是自定义的,一种类型对应一个编码。
词法分析结果显示在控制台上。
(3)程序设计思路1、定义编码表,用ArrayList集合存放单词,如:关键字、运算符、分界符。
这三种单词是固定的,标示符和数字这两种单词不存放在集合中。
编码表是固定的,只需要初始化一次就够了,所以将集合定义为static类型,使其在类加载时,进行一次初始化。
2、static char allstr[] = new char[100000];该数组用于存储用户从控制台输入的所有字符。
3、//从键盘获取一个一个的字符public char Getchar() {try {ch = (char) System.in.read();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return ch;}4、用while循环遍历allstr数组中存放的字符,判断分离出关键字、标示符、数字、运算符、标示符。
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。
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词法分析器实验报告实验目的:设计、编制、调试一个词法分析子程序-识别单词,加深对词法分析原理的理解。
功能描述:该程序要实现的是一个读单词过程,从输入的源程序中,识别出各个具有独立意义的单词,即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。
并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。
(遇到错误时可显示“Error!”,然后跳过错误部分继续进行)设计思想:设计该词法分析器的过程中虽然没有实际将所有的状态转移表建立出来,但是所用的思想是根据状态转移表实现对单词的识别。
首先构造一个保留字表,然后,每输入一个字符就检测应该进入什么状态,并将该字符连接到d串后继续输入,如此循环,最后根据所在的接受状态以及保留字表识别单词。
符号表:状态转换图:①标识符及保留字:letter or digitt②number:③关系操作符:digitdigitdigitEdigit otherother(<=, 2)*(<>, 2)(<,2)(>=, 2)(>, 2)(:=,2)④分隔符:⑤使用环境:Windows xp下的visual c++6.0程序测试:input1 :int a,b;a=b+2;input2:while(a>=0)do7x=x+6.7E+23;end;input3:begin:x:=9if x>0 then x:=x+1; while a:=0 dob:=2*x/3,c:=a; end;output1:3,int3,a5,,3,b5,;3,a2,=3,b2,+4,25,;output2:1,while5,(3,a2,>=4,05,)1,doerror line 3 2,= 3,x2,+4,6.7E+235,;1,end5,;output3:1,beginerror line 13,x2,:=4,91,if3,x2,>4,01,then3,x2,:=3,x2,+4,15,;1,while3,a2,:=4,01,do3,b2,:=4,22,*3,x2,/4,35,,3,c2,:=3,a5,;1,end5,;测试结果与预期结果一致源程序代码:#include<stdio.h>#include<string.h>void main(){int i=0,j,k=0,state=1,f=0,linenum=1;chara[11][10]={"const","var","call","begin","if","while","do","odd","end","then","proc edure"};char b,d[40]={"\0"};freopen("input.txt","r",stdin);freopen("output.txt","w",stdout);b=getchar();while(b!=EOF)/*判断所输入字符是否为结束符*/{if(b==' '||b=='\n'||b=='\t')/*滤过空格、换行等分隔符号*/{ if(b='\n') linenum++;b=getchar();}else if((b>='a'&&b<='z')||(b>='A'&&b<='Z'))/*识别标识符以及保留字*/{d[i++]=b;b=getchar();while((b>='a'&&b<='z')||(b>='A'&&b<='Z')||(b>='0'&&b<='9')){d[i++]=b;b=getchar();}for(j=0;j<11;j++)/*查询保留字表确定该单词是否是保留字*/{ if(strcmp(d,a[j])==0){ printf("1,%s\n",d);k=1;break;}}if(k==0)/*在保留字表中没有查到该单词,是标识符*/printf("3,%s\n",d);for(j=0;j<=i;j++)d[j]='\0';i=0;k=0;}else if(b>='0'&&b<='9')/*识别常数*/{ d[i++]=b;b=getchar();while(f!=1){switch (state) {case 1:if(b>='0'&&b<='9') {state=1;d[i++]=b;b=getchar();}else if(b=='.') { state=2;d[i++]=b;b=getchar();}else if(b=='E') { state=4;d[i++]=b;b=getchar();}else state=7;break;case 2:if(b>='0'&&b<='9') {state=3;d[i++]=b;b=getchar();}else state=8;break;case 3:if(b>='0'&&b<='9') {state=3;d[i++]=b;b=getchar();}else if(b=='E') { state=4;d[i++]=b;b=getchar();}else state=7;break;case 4:if(b=='+'||b=='-') { state=5;d[i++]=b;b=getchar();}else if(b>='0'&&b<='9'){ state=6;d[i++]=b;b=getchar();} else state=8;break;case 5:if(b>='0'&&b<='9'){ state=6;d[i++]=b;b=getchar();}else state=8;break;case 6:if(b>='0'&&b<='9'){ state=6;d[i++]=b;b=getchar();}else state=7;break;case 7: f=1;break;case 8: f=1;break;}}if(state==7&&(b<'a'||b>'z')&&(b<'A'||b>'Z'))printf("4,%s\n",d);else if(state==7&&(b>='a'&&b<='z')||(b>='A'&&b<='Z'))/*数字后接字母的出错控制*/{while((b>='a'&&b<='z')||(b>='A'&&b<='Z')){ d[i++]=b;b=getchar();}printf("error line %d\n",linenum);}else printf("error line %d\n",linenum);for(j=0;j<=i;j++)d[j]='\0';i=0;f=0;state=1;}else if(b=='<')/*识别'<'、'<='和'<>'*/{ d[i++]=b;b=getchar();if(b=='='||b=='>'){ d[i++]=b;b=getchar();printf("2,%s\n",d);for(j=0;j<=i;j++)d[j]='\0';i=0;}else{ printf("2,%s\n",d);for(j=0;j<=i;j++)d[j]='\0';i=0;}}else if(b=='>')/*识别'>'和'>='*/{ d[i++]=b;b=getchar();if(b=='='){ d[i++]=b;b=getchar();printf("2,%s\n",d);for(j=0;j<=i;j++)d[j]='\0';i=0;}。