编译原理实验报告语义分析
北邮 编译原理 语义分析实验报告
编译原理第六章语义分析目录1. 实验题目和要求 (2)2. 实验分析和思考 (3)3. 翻译方案 (4)4. LR实现自底向上分析（摘自语法分析实验） (5)4.1.构造识别所有活前缀的DFA (5)5.1. 扩充分析栈 ................................................................................................................ 7 5.2. 改造分析程序 ............................................................................................................ 7 5.3. 编程实现 .................................................................................................................... 76.运行结果截图： (13)1. 实验题目和要求题目：语义分析程序的设计与实现。
实验内容：编写语义分析程序，实现对算术表达式的类型检查和求值。
要求所分析算术表达式由如下的文法产生。
numE idF F F T F T T T T E T E E |)(||/|*||→→-+→ 实验要求：用自底向上的语法制导翻译技术实现对表达式的分析和翻译。
(1) 写出满足要求的语法制导定义或翻译方案。
(2) 编写分析程序，实现对表达式的类型进行检查和求值，并输出： ① 分析过程中所有产生式。
② 识别出的表达式的类型。
③ 识别出的表达式的值。
(3) 实验方法：可以选用以下两种方法之一。
① 自己编写分析程序。
② 利用YACC 自动生成工具。
2.实验分析和思考由于要求进行类型检查和求值，所以可以定义两个综合属性，一个记录值一个记录类型，存放在结构中，一并传入传出。
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验目的和要求本次实验旨在对PL_0语言进行功能扩充，添加新的语法特性，进一步提高编译器的功能和实用性。
具体要求如下：1.扩展PL_0语言的语法规则，添加新的语法特性；2.实现对新语法的词法分析和语法分析功能；3.对扩展语法规则进行语义分析，并生成中间代码；4.验证扩展功能的正确性。
二、实验内容1.扩展语法规则本次实验选择扩展PL_0语言的语句部分，添加新的控制语句，switch语句。
其语法规则如下：<switch_stmt> -> SWITCH <expression> CASE <case_list><default_stmt> ENDSWITCH<case_list> -> <case_stmt> ， <case_stmt> <case_list><case_stmt> -> CASE <constant> : <statement><default_stmt> -> DEFAULT : <statement> ，ε2.词法分析和语法分析根据扩展的语法规则，需要对新的关键字和符号进行词法分析，识别出符号类型和记号类型。
然后进行语法分析，建立语法树。
3.语义分析在语义分析阶段，首先对switch语句的表达式进行求值，判断其类型是否为整型。
然后对case语句和default语句中的常量进行求值，判断是否与表达式的值相等。
最后将语句部分生成中间代码。
4.中间代码生成根据语法树和语义分析的结果，生成对应的中间代码。
例如，生成switch语句的跳转表，根据表达式的值选择相应的跳转目标。
5.验证功能的正确性设计一些测试用例，验证新语法的正确性和扩展功能的实用性。
三、实验步骤与结果1.扩展语法规则，更新PL_0语法分析器的词法规则和语法规则。
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。
编译原理实验报告总结
编译原理实验报告总结一、实验目的编译原理是计算机科学中的一门重要课程，通过实验可以更深入地理解编译过程的各个阶段，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等。
本次编译原理实验的目的主要有以下几点：1、加深对编译原理理论知识的理解和掌握，将抽象的概念通过实际操作转化为具体的实现。
2、培养实际动手能力和解决问题的能力，通过编写代码实现编译程序的各个模块，提高编程技能和调试能力。
3、熟悉编译程序的开发流程和工具，掌握相关编程语言和开发环境的使用。
4、培养团队合作精神和沟通能力，在实验过程中与小组成员共同探讨、解决问题，提高协作效率。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 C/C+＋，开发环境为 Visual Studio 2019。
同时，使用了一些辅助工具，如调试工具、代码管理工具等，以提高开发效率和代码质量。
三、实验内容1、词法分析任务：使用正则表达式或有限自动机实现对输入源程序的词法分析，将源程序分解为一个个单词，并识别出单词的类型，如标识符、关键字、常量、运算符等。
实现方法：采用有限自动机的方法，设计状态转移图，根据输入字符的类型进行状态转移，最终确定单词的类型。
遇到的问题及解决方法：在处理一些边界情况时，如字符串中的转义字符，出现了识别错误。
通过仔细分析正则表达式和有限自动机的规则，对代码进行了相应的修改和完善，解决了问题。
2、语法分析任务：使用自顶向下或自底向上的语法分析方法，对词法分析得到的单词序列进行语法分析，构建语法树。
实现方法：选择了自顶向下的递归下降分析法，根据语法规则编写递归函数，逐个处理单词，构建语法树。
遇到的问题及解决方法：在处理复杂的语法结构时，出现了回溯和左递归的问题，导致分析效率低下。
通过消除左递归和提取公共因子，优化了语法分析算法，提高了分析效率。
3、语义分析任务：在语法分析的基础上，进行语义分析，检查语法正确的程序是否在语义上也是正确的，如类型匹配、变量未定义等。
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。
编译原理语义分析实验报告
实验3 语义分析实验报告一、实验目的二、通过上机实习, 加深对语法制导翻译原理的理解, 掌握将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法。
三、实验要求四、采用递归下降语法制导翻译法, 对算术表达式、赋值语句进行语义分析并生成四元式序列。
五、算法思想1.设置语义过程。
（1）emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2)该函数的功能是生成一个三地址语句送到四元式表中。
四元式表的结构如下:struct{ char result[8];char ag1[8];char op[8];char ag2[8];}quad[20];(2) char *newtemp()该函数回送一个新的临时变量名, 临时变量名产生的顺序为T1, T2, …char *newtemp(void){ char *p;char m[8];p=(char *)malloc(8);k++;itoa(k,m,10);strcpy(p+1,m);p[0]=’t’;return(p);}六、 2.函数lrparser 在原来语法分析的基础上插入相应的语义动作: 将输入串翻译成四元式序列。
在实验中我们只对表达式、赋值语句进行翻译。
源程序代码:#include<stdio.h>#include<string.h>#include<iostream.h>#include<stdlib.h>struct{char result[12];char ag1[12];char op[12];char ag2[12];}quad;char prog[80],token[12];char ch;int syn,p,m=0,n,sum=0,kk; //p是缓冲区prog的指针, m是token的指针char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};void scaner();char *factor(void);char *term(void);char *expression(void);int yucu();void emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2);char *newtemp();int statement();int k=0;void emit(char *result,char *ag1,char *op,char *ag2){strcpy(quad.result,result);strcpy(quad.ag1,ag1);strcpy(quad.op,op);strcpy(quad.ag2,ag2);cout<<quad.result<<"="<<quad.ag1<<quad.op<<quad.ag2<<endl;}char *newtemp(){char *p;char m[12];p=(char *)malloc(12);k++;itoa(k,m,10);strcpy(p+1,m);p[0]='t';return (p);}void scaner(){for(n=0;n<8;n++) token[n]=NULL;ch=prog[p++];while(ch==' '){ch=prog[p];p++;}if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){m=0;while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')){token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';p--;syn=10;for(n=0;n<6;n++)if(strcmp(token,rwtab[n])==0){syn=n+1;break;}}else if((ch>='0'&&ch<='9')){{sum=0;while((ch>='0'&&ch<='9')){sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}}p--;syn=11;if(sum>32767)syn=-1;}else switch(ch){case'<':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='>'){syn=21;token[m++]=ch;}else if(ch=='='){syn=22;token[m++]=ch;}else{syn=23;p--;}break;case'>':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=24;token[m++]=ch;}else{syn=20;p--;}break;case':':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=18;token[m++]=ch;}else{syn=17;p--;}break;case'*':syn=13;token[0]=ch;break; case'/':syn=14;token[0]=ch;break; case'+':syn=15;token[0]=ch;break; case'-':syn=16;token[0]=ch;break; case'=':syn=25;token[0]=ch;break; case';':syn=26;token[0]=ch;break; case'(':syn=27;token[0]=ch;break; case')':syn=28;token[0]=ch;break; case'#':syn=0;token[0]=ch;break; default: syn=-1;break;}}int lrparser(){//cout<<"调用lrparser"<<endl;int schain=0;kk=0;if(syn==1){scaner();schain=yucu();if(syn==6){scaner();if(syn==0 && (kk==0))cout<<"success!"<<endl;}else{if(kk!=1)cout<<"缺end!"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"缺begin!"<<endl;kk=1;}return(schain);}int yucu(){// cout<<"调用yucu"<<endl;int schain=0;schain=statement();while(syn==26){scaner();schain=statement();}return(schain);}int statement(){//cout<<"调用statement"<<endl;char *eplace,*tt;eplace=(char *)malloc(12);tt=(char *)malloc(12);int schain=0;switch(syn){case 10:strcpy(tt,token);scaner();if(syn==18){scaner();strcpy(eplace,expression());emit(tt,eplace,"","");schain=0;}else{cout<<"缺少赋值符!"<<endl;kk=1;}return(schain);break;}return(schain);}char *expression(void){char *tp,*ep2,*eplace,*tt;tp=(char *)malloc(12);ep2=(char *)malloc(12);eplace=(char *)malloc(12);tt =(char *)malloc(12);strcpy(eplace,term ()); //调用term分析产生表达式计算的第一项eplacewhile((syn==15)||(syn==16)){if(syn==15)strcpy(tt,"+");else strcpy(tt,"-");scaner();strcpy(ep2,term()); //调用term分析产生表达式计算的第二项ep2strcpy(tp,newtemp()); //调用newtemp产生临时变量tp存储计算结果emit(tp,eplace,tt,ep2); //生成四元式送入四元式表strcpy(eplace,tp);}return(eplace);}char *term(void){// cout<<"调用term"<<endl;char *tp,*ep2,*eplace,*tt;tp=(char *)malloc(12);ep2=(char *)malloc(12);eplace=(char *)malloc(12);tt=(char *)malloc(12);strcpy(eplace,factor());while((syn==13)||(syn==14)){if(syn==13)strcpy(tt,"*");else strcpy(tt,"/");scaner();strcpy(ep2,factor()); //调用factor分析产生表达式计算的第二项ep2strcpy(tp,newtemp()); //调用newtemp产生临时变量tp存储计算结果emit(tp,eplace,tt,ep2); //生成四元式送入四元式表strcpy(eplace,tp);}return(eplace);}char *factor(void){char *fplace;fplace=(char *)malloc(12);strcpy(fplace,"");if(syn==10){strcpy(fplace,token); //将标识符token的值赋给fplacescaner();}else if(syn==11){itoa(sum,fplace,10);scaner();}else if(syn==27){scaner();fplace=expression(); //调用expression分析返回表达式的值if(syn==28)scaner();else{cout<<"缺)错误!"<<endl;kk=1;}}else{cout<<"缺(错误!"<<endl;kk=1;}return(fplace);}void main(){p=0;cout<<"**********语义分析程序**********"<<endl;cout<<"Please input string:"<<endl;do{cin.get(ch);prog[p++]=ch;}while(ch!='#');p=0;scaner();lrparser();}七、结果验证1、给定源程序begin a:=2+3*4; x:=(a+b)/c end#输出结果2、源程序begin a:=9; x:=2*3-1; b:=(a+x)/2 end#输出结果八、收获（体会）与建议通过此次实验, 让我了解到如何设计、编制并调试语义分析程序, 加深了对语法制导翻译原理的理解, 掌握了将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法。
编译原理_ 语义分析_实验报告
编译原理实验三语义分析实验报告◆学院：数学与计算机科学技术学院◆专业：计算机科学与技术◆班级：级计算机班◆小组组员：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：实验题目一、实验目的要求学生用与实验2相同的语言，编制语义分析程序。
二、实验准备微机CPU主频1.3G以上，128M内存，安装好C语言，PASCAL语言，或C++。
三、实验时间13学时四、实验内容要求学生用与实验2相同的语言，编制语义分析程序。
定义该语言的语义成分，将语义分析程序编制成子程序，在实验2分析出各语法单位后，分析其含义，并将可执行语句或表达式翻译为四元式输出，并将错误信息输出。
实验报告必须包括设计的思路，以及测试报告（输入测试例子，输出结果）。
五、上交文档1．实验报告（书面）；2．程序文件（通过网络提交）。
<program> ::= <block> .<block> ::= <const-decl> <var-decl> <proc-decl> <statement><const-decl> ::= const <const-assignment-list> ; | ε<const-assignment-list> ::= <ident> = <number>| <const-assignment-list> , <ident> = <number><var-decl> ::= var <ident-list> ; |ε<ident-list> ::= <ident> | <ident-list> , <ident><proc-decl> ::= <proc-decl> procedure <ident> ; <block> ; |ε<statement> ::= <ident> := <expression>| call <ident>| begin <statement-list> end| if <condition> then <statement>| while <condition> do <statement>|ε<statement-list> ::= <statement> | <statement-list> ; <statement><condition> ::= odd <expression> | <expression> <relation> <expression><relation> ::= = | <> | < | > | <= | >=<expression> ::= <term> | <adding-operator> <term>| <expression> <adding-operator> <term><adding-operator> ::= + | -<term> ::= <factor> | <term> <multiplying-operator> <factor><multiplying-operator> ::= * | /<factor> ::= <ident> | <number> | ( <expression> )注意：(1) "ε" 表示空串。
编译原理实验报告-语义分析
编译原理课程实验报告实验3：语义分析图2-1本程序根据之前两个实验的结果进一步进行语义分析，主要是通过在第二个实验句法分析过程中添加语义分析功能完成的。
在代码编写之前，我将程序的功能模块分为界面及主控程序，实体类和工具类三大部分。
MyCompiler是整个程序运行的入口，是主控程序；ComplierFrame完成程序的界面，以及界面里事件的响应；Token是词法分析中词法单元的实体类；ErrorToken是错误的词法单元实体类；Symbol是句法分析中符号的实体类；Production是产生式的实体类；ErrorProduction是句法分析中产生错误的时候使用的产生式实体类；Id是标示符实体类，保存了语义分析后的标识符表；Node是语法分析树的节点类，帮助完成语法分析树的构造；LL类使用LL(1)分析法完成句法分析，同时完成语义分析；MyScanner完成了词法分析。
图2-2三、详细设计及实现得分要求：对如下工作进行展开描述(1)核心数据结构的设计本程序使用了两个新的实体类，分别是Id和Node。
Id是标识符，里面也包含了该标识符在本程序中存储的地址和长度等信息。
Id的属性如下：private String name; //名private String type;//基本类型private int offset;//起始地址private int length;//长度开始输入词法分析读入Token尝试匹配是否错误存储错误记录，处理栈顶与Token 序列是否为语义符号存储产生式，处理栈顶与Token 序列判断动作符号执行语义动作是否读到Token末尾打印结果结束分析结果以及错误报告：图4-1 标识符表：图4-2。
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编译原理实验报告语义分析
实验名称：语义分析
实验目的：
1.掌握词法分析器生成的词法单元序列的构造；
2.学会设计语法分析器，实现对程序的基本语法结构检查，并生成抽
象语法树；
3.学习语义规约的实现，实现对程序的语义分析和错误检查；
4.熟悉语义分析向语法分析的接口。
实验原理：
语义分析是编译过程的一个重要环节，它的主要任务是对生成的抽象
语法树进行遍历，并验证程序的类型一致性、语义规则的正确性、错误的
检查和恢复等。
语义分析的输入是由语法分析生成的抽象语法树，输出是
继续优化的抽象语法树或中间代码，以供后续的中间代码生成等工作使用。
实验步骤：
1.设计语法分析器，包括语法规则、优先级关系等；
2.生成词法单元序列；
3.构建语法分析器，进行语法分析，并生成抽象语法树；
4.针对不同的语义规约，设计语义动作，实现对程序的语义分析和错
误检查；
5.完成语义分析器的构建和测试。
实验设备：
1.计算机；
2. 编程语言：C++/Java/Python等；
3. 开发环境：Visual Studio/ Eclipse/PyCharm等。
实验结果：
通过对语法分析生成的抽象语法树进行遍历，实现了对程序的语义分析和错误检查。
具体实现包括：
1.类型检查：根据语义规约，对程序中的类型进行检查，包括变量的声明及使用、函数的调用、赋值语句的一致性等；
2.作用域检查：检查变量的作用域和可见性等；
3.错误检查：检测语义错误，如变量未声明、函数重复定义等；
4.错误恢复：当检测到错误时，采取适当的错误恢复措施，如跳过错误的部分继续分析、提示错误信息等。
实验心得：
本次实验主要学习了语义分析的原理和实现方法，深入了解了编译过程中各个环节的作用和关系。
通过实践操作，加深了对语法分析和语义分析的理解，提高了编程能力和解决问题的能力。
同时，实验过程中也遇到了一些挑战和困难，例如语义规约的设计和实现、错误检查和恢复等，但通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了这些问题。
通过本次实验，我对编译原理和语义分析有了更深入的了解，并且对以后的学习和工作有了更好的准备。