编译原理课程的设计--C语言编译器
C语言编译器
摘要编译原理是计算机科学与技术专业最重要的一门专业基础课程，内容庞大，涉及面广，知识点多。由于该课程教、学难度都非常大，往往费了大量时间而达不到预期教学效果俗语说：学习的最好方法是实践。本次课程设计的目的正是基于此，力求为学生提供一个理论联系实际的机会，通过布置一定难度的课题，要求学生独立完成。我们这次课程设计的主要任务是编程实现对输入合法的算符优先文法的相应的字符串进行算符优先分析，并输出算符优先分析的过程。算符优先分析法特别有利于表达式的处理，宜于手工实现。算符优先分析过程是自下而上的归约过程，但这种归约未必是严格的规范归约。而在整个归约过程中，起决定作用的是相继连个终结符之间的优先关系。因此，所谓算符优先分析法就是定义算符之间的某种优先关系，并借助这种关系寻找句型的最左素短语进行归约。通过实践，建立系统设计的整体思想，锻炼编写程序、调试程序的能力，学习文档编写规范，培养独立学习、吸取他人经验、探索前言知识的习惯，树立团队协作精神。同时，课程设计可以充分弥补课堂教学及普通实验中知识深度与广度有限的缺陷，更好地帮助学生从全局角度把握课程体系。
关键词程序设计；数据库；SQL；C++；
1 任务申请
1.1、引言
编译器的设计涉及到编译程序构造的一般原理、基本设计方法、主要实现技术和一些自动构造工具。尽管“编译程序”是特指将高级程序设计语言翻译成低级语言的软件，但编译程序构造的基本原理和技术也广泛应用于一般的设计和实现，因此，是一门对实践性要求较高的课程。
目前，世界上存在着数千种源语言，既有Fortran和Pascal这样的传统程序设计语言，也有各计算机应用领域中出现的专用语言。目标语言也同样广泛，目标语言可以是另一种程序设计语言或者是从微处理机到计算机的任何计算机的机器语言。不同语言需要不同的编译器。根据编译器的构造方法或者它们要实现的功能，编译器被分为一遍编译器、多遍编译器、装入并执行编译器、调试编译器、优化编译器等多种类别。从表面上看，编译器的种类似乎千变万化，多种多样，实质上任何编译器所要完成的基本任务都是相同的。通过理解这些任务，我们可以利用同样的基本技术为各种各样的源语言和目标机器构建编译器。
1.2、背景
编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一，而且多数计算机系统都含有不止
一个高级语言的编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序。从功能上看，一个编译程序就是一个语言翻译程序。它把一种语（称作源语言）书写的程序翻译成另一种语言（称作目标语言）的等价的程序。比如汇编程序是一个翻译程序，它把汇编语言程序翻译成机器语言程序。如果源语言是像FORTRAN，PASCAL，或C那样的高级语言，目标语言是像汇编语言或机器语言那样的低级语言，则这种翻译程序称作编译程序。
1.3、目标
（1）设计符号表
确定符号表的组织方式，一般应包括名字栏和信息栏，其中名字栏作为关键字。要考虑能够存储有关名字的信息，并可以高效地完成如下操作：
a.查找：根据给定的名字，在符号表中查找其信息。如果该名字在符号表中不存在，则将其加入到符号表中，否则返回指向该名字的指针；
b.删除：从符号表中删除给定名字的表项。
（2）设计词法分析器
设计各单词的状态转换图，并为不同的单词设计种别码。将词法分析器设计成供语法分析器调用的子程序。功能包括：
a.具备预处理功能。将不翻译的注释等符号先滤掉，只保留要翻译的符号串，即要求设计一个供词法分析调用的预处理子程序；
b.能够拼出语言中的各个单词；
c.将拼出的标识符填入符号表；
d.返回（种别码，属性值）。
（3）语法分析器
要求用预测分析法、递归下降分析法、算符优先分析法、SLR分析法（几种方法任选），实现对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法分析。
（4）目标代码生成器
能完成指定寄存器个数的情况下将一中间代码程序段翻译成汇编语言目标代码（汇编指令应包括加、减、乘、除），要求指令条数最少的情况下，尽量使用寄存器，尽量少访问内存，这样才能做到运行效率高
2可行性研究报告
2.1、引言
编写编译器的原理和技术具有十分普遍的意义，以致于在每一个计算机科学家的研究生涯中，许多原理和技术都会反复用到。编译器的编写涉及到程序设计语言、计算机体系结构、语言理论、算法和软件工程等学科。简单的说，编译器是一个程序，它读入用某种语言（源语言）编写的程序并将其翻译成一个与之等价的以另一种语言（目标语言）编写的程序。作为这个翻译过程匠一个重要组成部分，编译器能够向用户报告被编
译的源程序中
3功能需求分析
3.1、引言
3.1.1词法语法分析简介
词法分析的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，从而识别出一个个的单词（也称单词符号或符号）。这里所谓的单词是指逻辑上紧密相连的一组字符，这些字符具有集体含义。
语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词序列分解成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等，即判断单词序列是否符合组成各类语法短语的组成规则，一般这种语法短语，也称为语法单位，可表示成语法树。
。
3.1.2词法需求分析简
介词法分析阶级是编译过程的第一个阶级。这个阶级的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，从而识别一个个单词（也称为单词符号或符号）。这里所谓的单词是指逻辑上紧密相连的一组字符，这些字符具有集体含义。比如标识是由字母开头，后跟字母、数字字符序列组成的一种单词，。保留字是一种单词，此外还有算符，界符等等。
3.2、任务概述
3.2.1目标
1、了解编译器的基本结构，分析编译器的设计原理。
2、加深对词法分析器的工作过程的理解；加强对词法分析方法的掌握；能够采用一种编程语言实现简单的词法分析程序；能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段进行词法分析。
3、加深对语法分析器工作过程的理解；加强对递归下降法实现语法分析程序的掌握；能够采用一种编程语言实现简单的语法分析程序；能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段进行语法翻译。
4、加深对中间代码生成的工作过程的理解。
5、加深对代码优化的工作过程的理解。
6、加深对目标代码生成的工作过程的理解
3.3、语法需求分析简介
语法分析是编译过程的第二个阶级。语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词
序列分解成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等。一般这种语法短语，也称为语法单位，可表示成语法树。语法分析所依据的是语言的语法规则，即描述程序结构的规则。通过语法分析确定整个输入串是否构成一个语法上正确的程序。词法分析和语法分析本质上都是对源程序的结构进行分析。但词法分析的任务仅对源程序进行线性扫描即可完成，比如识别标识符，因为标识符的结构是字母打头的字母和数字序列，这只要顺序扫描输入流，遇到既不是字母又不是数字字符时，将前面所发现的所有字母和数字组合在一起而构成单词标识符。但这种线性扫描则不能用于识别递归定义的语法成分，比如就不能用此办法去匹配表达式中的括号。
语法分析的任务是语法分析器接收词法分析研究器提供的记号串，检查它们是否能由源程序的文法产生，语法分析器在编译器中的位置如图所示：
个记号
典型的文法的语法分析器有三类：一类是通用的语法分析方法，如Cocke-Younger-Kasami算法和Early算法，这些方法在生成编译器时效率太低。编译器常用的是自顶向下和自底向上的方法。
采用自顶向下的递归子程序法，就是对应每个非终结符语法单元，编一个独立的处理子程序。语法分析从读入第一个单词开始，由非终结符即开始符出发，沿语法描述图箭头指出的方向进行分析。当遇到非终结符时，则调用相应的处理子程序，从语法描述图看也就进入了一个语法单元，再沿当前所进入的语法描述图的箭头方向进行分析，当遇到终结符时，则判断当前读入的单词是否与图中的终结符相匹配，若匹配，则执行相应的语义程序。再读取下一个单词继续分析。遇到分支点时将当前的单词与分支点上的多个终结符逐个相比较，若都不匹配时可能是进入下一非终结符语法单位或是出错。
4关键技术实现介绍
4.1、引言
本次课程设计中的关键是：扫描和语法分析函数，它使用一个用于存放文法符号的先进后出栈，并利用有限关系可以确定最左素短语是否已形成来决定分析器的动作。如
果当前栈顶的终结符号和带输入符号之间优先关系是<或=则表示栈顶符号串未形成最左素短语，此时分析器将移进输入符号。如果当前栈顶的终结符号和待输入符号之间的优先关系是>，则表示已找到最左素短语的尾，在从栈顶开始，按优先关系在栈内向左寻找最左素短语的头，然后分析器将归约最左素短语。如果出现两个终结符号之间不存在优先关系，则表示存在语法错误。以及如何编写、调试、修改代码。还要了解一个题目有许多种解决方法。锻炼我们的思维能力。
4.2、用途
4.2.1功能
员工培训管理信息系统以计算机为工具，通过对培训部门所需的信息管理，把管理人员从繁琐的数据计算处理中解脱出来，使其有更多的精力从事公司的其他业务需求。
4.2.2性能
1 数据精确度
由于采用数据库技术并且用户的应用领域对数据精确度的要求不是太高，所以这点在系统中表现得比较少，但是用户数据的安全性与正确性是完全保证的，所以对用户的使用没有多大的障碍。
2 时间特性
本系统的数据库较小，所以程序在响应时间，数据更新处理时间上性能是比较突出的。而且也正由于数据量相对较少，故在数据传输时间和系统运行时间上表现的较让人满意。
3 适应性
该系统软件是使用Visual C++ 6.0在windows xp系统下完成的所以只要是兼容windows的软件或是操作系统，该软件都可以正确地运行，有较好的适应能力与兼容性。而且应用户的特殊需求软件在完成后的维护阶段可以保持一个与其他类软件接口，随时满足用户的使用要求。
4.3、运行环境
4.3.1硬设备
选用PC级服务器。具体配置如下：
Intel 486 CPU 或以上
256M内存
1个4.3G硬盘，1个激光打印机
4.3.2支持软件
Microsoft access
4.3.3数据结构
char ch='\0'; /*从字符缓冲区中读取当前字符*/
int count=0; /*词法分析结果缓冲区计数器*/
static char spelling[10]={" "}; /*存放识别的字*/
static char line[81]={" "}; /*一行字符缓冲区（最多80 个字符）*/
char *pline; /*字符缓冲区指针*/
static char ntab1[100][10]; /*变量名表：共100项，每项长度为10*/
5 系统分析
5.1、基础知识
5.1.1 算符优先分析法的基本思想
仿照算术表达式的四则运算过程
算符优先分析的基本思想是只规定算符(广义为终结符)之间的优先关系，也就是只考虑终结符之间的优先关系，不考虑非终结符之间的优先关系。在归约过程中只要找到可归约串就归约，并不考虑归约到那个非终结符名，算符优先分析的可归约串不一定是规范句型的句柄，所以算符优先归约不是规范归约。算符优先分析的可归约串是当前符号栈中的符号和剩余的输入符号构成句型的最左素短语。
5.1.2算符优先关系的定义
设G是一个不含ε产生式的算符文法，a和b是任意两个终结符，A、B、C是非终结符，算符优先关系、、定义如下：
①a b 当且仅当G中含有形如A→…ab…或A→…aBb…的产生式
②a b 当且仅当G中含有形如A→…aB …的产生式，且B b… 或B Cb…
③a b当且仅当G中含有形如A→…Bb …的产生式，且B…a 或B…aC
以上三种关系也可由下列语法树来说明：
① a b 则存在语法子树如图2.1(a)
其中δ为ε或为B，这样a, b在同一句柄中同时归约所以优先级相同。
② a b 则存在语法子树如图2.1(b)
其中δ为ε或为C。a,b不在同一句柄中，b先归约，所以a的优先级低于b。
③ a b 则存在语法子树如图2.1(c) 。
图2.1 由语法树结构决定优先性
5.1.3算符优先文法的定义
设有一文法G，如果G中没有形如A→…BC…的产生式，其中B和C为非终结符，则称G为算符文法(Operater Grammar)也称OG文法。
例如：表达式文法E→E+E|E*E|(E)|i
其中任何一个产生式中都不包含两个非终结符相邻的情况，因此该文法是算符文法。
设有一不含ε产生式的算符文法G，如果对任意两个终结符对a，b之间至多只有
、和三种关系中的一种成立，则称G是一个算符优先文法。(Operator Precedence Grammar)即OPG文法。
由以上内容我们可计算出给定的算符文法中任何两个终结符对(a,b)之间的优先关系，其算法如下：
首先定义如下两个集合：
FIRSTVT(B)={b|B b… 或B Cb…}
LASTVT(B)={a|B…a 或B…aC}
三种优先关系的计算为
a) 关系:
可直接查看产生式的右部，对如下形式的产生式
A→…ab… , A→…aBb…
有a b 成立。
b) 关系:
求出每个非终结符B的FIRSTVT(B)，在如下形式的产生式
A→…aB… 中，对每一b∈FIRSTVT(B),有a b成立。
c) 关系:
计算每个非终结符B的LASTVT(B)，在如下形式的产生式
A→…Bb… 中，对每一a∈LASTVT(B)，有a b成立。
5.1.4 最左素短语的定义
设有文法G[S],其句型的素短语是一个短语,它至少包含一个终结符，并除自身外不包含其它素短语，最左边的素短语称最左素短语。
例如,若表达式文法G[E]为：
E→E+T|T
T→T*F|F
F→P↑F|P
P→(E)|i
若有句型#T+T*F+i#，其短语有：
T+T*F+i 相对于非终结符E的短语
T+T*F 相对于非终结符E的短语
T 相对于非终结符E的短语
T*F 相对于非终结符T的短语
i 相对于非终结符P,F,T的短语
由以上内容知i和T*F为素短语，T*F为最左素短语。也为算符优先分析的可归约串。由算符优先分析算法可知一个算符优先文法的最左素短语满足如下条件：
ai-1 ai ai+1 ... aj aj+1
上述句型#T+T*F+i#写成算符分析过程的形式为：
#N1a1N2a2N3a3a4#其中a1 = +, a2 = *, a3 = +, a4 = i
a1 a2 (因+ *)
a2 a3 (因* +)
由此N2a2N3 即T*F为可归约串，也就是前面分析的最左素短语。
5.2、解决问题的基本思路
根据课程设计的要求，程序应具有如下功能：对输入的文法进行分析并判断是否为
算符优先文法。如果是算符优先分析文法则再进一步输入符合该算符优先文法的字符
串，并对该字符串进行算符优先分析，同时输出算符优先分析的过程。
5.3、总体方案
5.3.1设计词法分析器
设计思想：
要求：1. 对单词的构词规则有明确的定义；
2. 编写的分析程序能够正确识别源程序中的单词符号；
3. 识别出的单词以<种别码，值>的形式保存在符号表中；
4. 词法分析中源程序的输入以.c格式，分析后的符号表保存在.txt文件中。
5. 对于源程序中的词法错误，能够做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，保证顺利完成整个源程序的词法分析；
6. 输入：由符合规定单词类别结构的各类单词组成的源程序。
实现方法：
根据加入语义过程的状态转换图直接编写词法分析程序。根据每一组状态转换关系（标识符）组织程序结构，并将所有公共处理过程分别实现即可。在扫描源程序字符串时，一旦识别出关键字、运算符、标识符、无符号常数中之一，即以二元式形式（类别编码，值）输出单词。每次调用词法分析程序，它均能自动继续扫描下去，形成下一个单词。
5.3.2设计语法、语义分析器
设计思想：
要求：1. 对语法规则有明确的定义；
2. 编写的分析程序能够对实验一的结果进行正确的语法分析；
3．编写的分析程序能够对实验二的结果进行正确的语义分析；
4．对于遇到的语法、语义错误，能够做出简单的错误处理，给出简单的错误提示，
保证语义分析过程；
实现方法：
在词法分析识别出单词符号的基础上分析并规定程序的语法结构是否符合语法规
则。其工作本质就是按文法的产生式，识别输入符号串是否为一个句子。首先定义语法
规则，然后按照规则实现语法分析。
5.3.3单词符号及种别表
5.3.4系统功能结构
启动VC++，新建源程序并进行编程，程序的功能模块图如图2-1所示
函数功能：
Main()函数：调用主函数，运行程序；
FIRSTVT()函数：构造FIRSTVT表；
LASTVT()函数：构造LASTVT表；
OpPrioTable()函数：构造算符优先关系表；
InputAnalyse()函数：分析输入串是否为文法中的句子，并给出规约过程。
6 系统设计
6.1、算法实现
算符优先分析法的具体过程如下：
1、首先先输入文件的路径，在readfile(char sen[][col])函数中，将需要分析的文法通过输入流文件打开函数open()复制到sen[row][col]中。
2、然后利用FIRSTVT( )构造产生式sen[row][col]的FIRSTVT表。先找出形如A->…a…（a为第一个终结符）的产生式，把（A,a）压入Operator栈中。从Operator栈顶抛出项（A，a），填入first表相应位置。在找出形如B->A…的产生式，把（B,a）压入Operator 栈中。循环直到Operator栈为空，此时FIRSTVT表构造完毕。
3、然后把产生式右部翻转，调用FIRSTVT函数求出LASTVT表。
4、接着调用OpPriotable（）构造算符优先关系表opTable。先把产生式中所有终结符填入opTable表第一行和第一列，然后利用产生式和FIRSTVT表LASTVT表分别找出满足=关系、<关系、>关系的算符填表。若相应位已有关系，说明两个终结符之间至少有两种优先关系，该文法不是算符优先文法。
5、最后调用InputAnalyse（）对输入串进行分析。初始化分析栈S，依次判断当前输入符a和分析栈中离栈顶最近的终结符S[ j ]的关系，若S[ j ]< a ，则a移近，若S[ j ]< a ，则往前找到第一个S[ j ]>a，将S[ j -1]到栈顶S[ k ]规约，若S[ j ]= a ，如果S[ j ]=#，则接受，如果S[ j ]！=#，则移进。直到接受或者出错，算符优先分析结束。
6.2编译过程概述
编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一，而且多数计算机系统都含有不止一个高级语言的编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序。从功能上看，一个编译程序就是一个语言翻译程序。它把一种语（称作源语言）书写的程序翻译成另一种语言（称作目标语言）的等价的程序。如果源语言是像FORTRAN，PASCAL，或C那样的高级语言，目标语言是像汇编语言或机器语言那样的低级玉器言，则这种翻译程序称作编译程序。
高级语言程序的处理过程如图：
需处理的源程序
源程序
目标汇编程序
可再装配的机器代码
可在装配的目标文件
绝对机器代码
一个源程序有时可能分成几个模块存放在不同的文件里，将这些源程序汇集在一起的任务，由一个叫做预处理程序的程序完成，有些预处理程序也负责宏展开，像C 语言和预处理程序要完成文件合并、宏展开等任务。也就是说，一个编译程序的输入可能要一个或多个预处理程序来产生，另外，为得到能运行的机器代码，编译程序的输出可能仍需要进一步地处理。
图1
图1将编译过程划分了词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成、六个阶级。另外两个重要的工作：表格处理和出错处理与上述六个
阶级都有联系。编译过程是源程序和各种信息被子保留在种种不同的表格里，编译各阶级的工作都涉及到构造、查找或更新有关的表格，因此需要有表格处理的工作；如果编译过程中发现源程序有错误，编译程序应报告错误的性质和错误发生的地点，并且将错误所造成的影响限制在尽可能小的范围内，使得源程序的其余部分能继续被编译下去，有些编译程序还能自动校正错误，这些工作称之为出错处理。
词法分析阶级是编译过程的第一个阶级。这个阶级的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，从而识别一个个单词（也称为单词符号或符号）。这里所谓的单词是指逻辑上紧密相连的一组字符，这些字符具有集体含义。比如标识是由字母开头，后跟字母、数字字符序列组成的一种单词，。保留字是一种单词，此外还有算符，界符等等。
语法分析是编译过程的第二个阶级。语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词序列分解成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等。一般这种语法短语，也称为语法单位，可表示成语法树。语法分析所依据的是语言的语法规则，即描述程序结构的规则。通过语法分析确定整个输入串是否构成一个语法上正确的程序。词法分析和语法分析本质上都是对源程序的结构进行分析。但词法分析的任务仅对源程序进行线性扫描即可完成，比如识别标识符，因为标识符的结构是字母打头的字母和数字序列，这只要顺序扫描输入流，遇到既不是字母又不是数字字符时，将前面所发现的所有字母和数字组合在一起而构成单词标识符。但这种线性扫描则不能用于识别递归定义的语法成分，比如就不能用此办法去匹配表达式中的括号。
语义分析阶级是审查源程序有无语义错误，为代码生成阶级收集类型信息。比如语分析的一个工作是进行类型审查，审查每个算符是否具有语言规范允许的运算对象，当不符合语言规范时，编译程序应报告错误。如有的编译程序要对实数用个数组下标的情况报告错误。又如某些语言规定运算对象可被强制，那么当二目运算一整数和一实型时，编译程序应将整型转换成实型而不能认为是源程序的错误。
代码优化在此阶级的任务是对前阶级产生的是间代码进行变换或进行改造，目的是使生成的目标代码更为高效，即省时间和省空间。
6.3、流程图
图3-1 程序流程图
7 代码编写
#include
#include
#include
#include
#include
enum keyword{ $right_paren,$left_paren,$mul,$div,$add,$sub,$fenhao,
$equal,$IF,$THEN,$ELSE,$greater,$less,$id,$num,$end};//关键字的枚举typedef struct Token
{
keyword type;
char ch;
}Token;//定义的token结构
typedef enum{JUMP,JG,JL,equal,END,add,mul,sub,div}OpKind;//操作符定义为opkind typedef struct
{
int label;//标号
OpKind op;//操作符
char par1,par2;//操作数
union
{
char result;//结果
int address;//地址
};
}Quad; //四元式入口
#define MAX_TOKEN 256//Token表大小
#define MAX_QUAD 256//四元式数组大小
Token tokentable[MAX_TOKEN];
Quad quad[MAX_QUAD];
int token_index;//token表索引
int total_len;//token表有效长度
int quad_len;//四元式表有效长度
int quad_index;//四元式索引
Token cur;
Token queue[10];
int label,k,one; //标记接口
char curchar;//存储当前待比较字符
char curtocmp;//存储当前栈顶字符
ifstream ins;
int trueadd,falseadd,end;
int table[5][8]={{1,0,0,0,0,1,0,0},
{0,1,1,0,0,0,1,1},
{1,0,0,0,0,1,0,0},
{0,1,1,1,1,0,1,1},
{1,0,0,0,0,1,0,0}}; //存储预测分析表，1为有产生式，0为没有
int i,j;
int flag;
struct Lchar
{
char char_ch;
struct Lchar *next;
}Lchar,*temp,*top,*base;
int right;//定义开关项
bool initialize(char filename[255]);//文件打开初始化
bool accidence();//词法分析
void print();//输出单词表
void backpath(int,int);//回填出口
void ERROR();
void sentence();//分析语句
void boolean();// 分析E->id < id | id > id语句
bool nexttoken();//读下一单词
char newchar();
void push();//进队列
char dosome(void);//算法函数
void pushs(char pchar);//入栈函数
void pop(void);//出栈函数
void doforpush(int t);//根据数组下标计算的值产生式入栈
void changchartoint();//根据curchar,curtocmp转为数字以判断是否有产生式
void semantic();//语法语义分析
char LL1();//LL(1)文法分析
void printQuad();//输出四元式
void ERROR(char str[20]);
void AD_ADDRESS(int nlabel,OpKind nop,char npar1,char npar2,int naddress);
void AD_RESULT(int nlabel,OpKind nop,char npar1,char npar2, char nresult);
void main()
{
cout<<" ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ "< <<" ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ "< cout<<"输入您要编译编译文件的文件名(文件名.txt):"; char fname[100]; cin>>fname; if(!initialize(fname))//初始化文件 return; if(!accidence())//词法分析 return; char ch; while(1) { if(ins.eof())//ifstream ins;文件输入串，若文件已完。则break break; ins>>ch;//继续读入文件内容} cout< print();//打印词法分析的结果 cout< cout<<"词法分析结束。"< semantic(); //语法语义分析 cout< printQuad();//输出四元式 if(right==1) cout<<"分析成功"< else cout<<"分析失败"< cout<<"语法语义分析结束"< } char newchar() { char p; p=char(k); //int label,k,one; //标记接口 k++; return p; } //文件打开初始化 bool initialize(char filename[100]) { one=0; token_index=0;//token表索引 total_len=0;//token表有效长度 quad_len=0;//四元表有效长度 quad_index=0;//四元表索引 label=0; //int label,k,one; //标记接口 end=0;// 前面定义的全局变量int trueadd,falseadd,end; k=48; ins.open(filename,ios::nocreate | ios::in); if(ins.fail()) { cout<<"文件打开出错!"< return false;} return true; } //词法分析 bool accidence() { int k=0; char buf[16];//暂存数组单元 char ch; while(1) { ins>>ch; if(ins.fail()) break; while(ch==' ') { ins>>ch;} if(ch=='I') { ins>>buf; //对关键字分析 if(strcmp(buf,"F")==0) tokentable[total_len++].type=$IF; } else if(ch=='T') { ins>>buf; if(strcmp(buf,"HEN")==0) tokentable[total_len++].type=$THEN; } else if(ch=='E') { ins>>buf; if(strcmp(buf,"LSE")==0) tokentable[total_len++].type=$ELSE; } //对关系运算符分析 else if(ch=='>') { tokentable[total_len++].type=$greater; } else if(ch=='<') { tokentable[total_len++].type=$less; } else if(ch=='==') { tokentable[total_len++].type=$equal; } //对字母的分析 else if((ch>='A'&& ch<='Z' )|| (ch>='a' && ch<='z')) { tokentable[total_len].type=$id; tokentable[total_len++].ch=ch; } //对数字的分析 else if(ch>='0' && ch<='9') { tokentable[total_len].type=$num; tokentable[total_len++].ch =ch; } Else //采用switch语句对运算符，括号分析 switch (ch) {case '+' : tokentable[total_len].type=$add; tokentable[total_len++].ch =ch; break; case '-' : tokentable[total_len].type=$sub; tokentable[total_len++].ch =ch; break; case '/' : tokentable[total_len].type=$div; tokentable[total_len++].ch =ch; break; case '*' : tokentable[total_len].type=$mul; tokentable[total_len++].ch =ch; break; case ';' : tokentable[total_len].type=$fenhao; tokentable[total_len++].ch =ch; break; case '(' : tokentable[total_len].type=$left_paren; tokentable[total_len++].ch =ch; break; case ')' : tokentable[total_len].type=$right_paren; tokentable[total_len++].ch =ch; break; default:cout<<"!"< return true; }//词法分析结束 //语法语义分析 void semantic() { if(!nexttoken()) ERROR("s(0)"); cout<<"开始进行语法语义分析:"< <<"所使用的产生式:"< <<" <<"S->if E then p1 else P2"< <<"E->a>b"< <<"P1->x:=a*c"< <<"P2->x:=b*c"< <<"语法语义分析过程如下:"< if(cur.type==$IF) { boolean();//分析布尔语句 if(!nexttoken()) ERROR("S(0)"); if(cur.type==$THEN) { backpath(trueadd,quad_len);//回填出口 sentence();//分析语句 end=quad_len; AD_ADDRESS(quad_len,JUMP,'-','-',end); //产生跳转地址的四元式 if(cur.type==$ELSE) { backpath(falseadd,quad_len); sentence(); backpath(end,quad_len); } else ERROR("S(else)");} else { ERROR("S(then)");}} else ERROR("S(if)"); AD_RESULT(quad_len,END,0,0,'-'); //产生数值语句的四元式} //读下一单词 bool nexttoken() { if(token_index>=total_len) return false; if(tokentable[token_index].type==$fenhao) token_index++; cur.type=tokentable[token_index].type; cur.ch=tokentable[token_index].ch; token_index++; return true;} //进队列 void push() { one=0; while(tokentable[token_index].type!=$fenhao) { queue[one].type=tokentable[token_index].type; queue[one].ch=tokentable[token_index].ch; cout< token_index++; one++; } queue[one].type=$end; queue[one].ch='#'; cout< //队列下一个字符 void next() { cur.type=queue[one].type; cur.ch =queue[one].ch ; one++;} // 分析E->id < id | id > id语句 void boolean() { char a,b; int c; if(!nexttoken()) ERROR("E(0)"); if(cur.type==$id||cur.type==$num) { a=cur.ch; if(!nexttoken()) ERROR("E(0)"); if(cur.type==$greater||cur.type==$less) { c=cur.type ; if(!nexttoken()) ERROR("E(0)"); if(cur.type==$id||cur.type==$num) b=cur.ch; else ERROR("E(id/num)"); if(c==$greater) { trueadd=quad_len-1; falseadd=quad_len; AD_ADDRESS(quad_len,JG,a,b,trueadd); AD_ADDRESS(quad_len,JUMP,0,0,falseadd); } else { trueadd=quad_len; falseadd=quad_len+1; AD_ADDRESS(quad_len,JL,a,b,trueadd); AD_ADDRESS(quad_len,JUMP,0,0,falseadd);} } else ERROR("E(id/num)"); } else ERROR("E(greater/less)"); } //分析语句 void sentence() { char rtn; char c; if(!nexttoken()) ERROR("S(0)"); if(cur.type==$id) { c=cur.ch; if(!nexttoken()) ERROR("S(0)"); if(cur.type!=$equal) ERROR("S(equal)"); push(); one=0; rtn=LL1(); AD_RESULT(quad_len,equal,rtn,'-',c); nexttoken(); while(cur.type==$id) { c=cur.ch; if(!nexttoken()) ERROR("S(0)"); if(cur.type!=$equal) ERROR("S(equal)"); push(); one=0; rtn=LL1(); AD_RESULT(quad_len,equal,rtn,'-',c); nexttoken();}} } //LL(1)文法分析 char LL1() { right=1;//开关项为1 flag=0; char t; base=(struct Lchar *)malloc(sizeof(Lchar));//初始化堆栈base->next=NULL; base->char_ch='#'; temp=(struct Lchar *)malloc(sizeof(Lchar)); temp->next=base; temp->char_ch='E'; top=temp;//初始化堆栈 t=dosome();//开始识别 if(right)//如果开关项为1 cout<<"OK!"< else cout<<"Error!"< return t; } //入栈函数 void pushs(char pchar) { temp=(struct Lchar *)malloc(sizeof(Lchar)); temp->char_ch=pchar; temp->next=top; top=temp; } //出栈函数 void pop(void) { curtocmp=top->char_ch; if(top->char_ch!='#') top=top->next; } //根据数组下标计算的值产生式入栈 void doforpush(int t) { switch(t) { case 0:pushs('A');pushs('T');break; case 5:pushs('A');pushs('T');break; case 11:pushs('A');pushs('T');pushs('+');break; case 12:pushs('A');pushs('T');pushs('-');break; case 20:pushs('B');pushs('F');break; case 25:pushs('B');pushs('F');break; case 33:pushs('B');pushs('F');pushs('*');break; case 34:pushs('B');pushs('F');pushs('/');break; case 40:pushs('i');break; case 45:pushs(')');pushs('E');pushs('(');} } //根据curchar,curtocmp转为数字以判断是否有产生式 ＜PL0编译器-PCompiler＞ 软件需求说明书 作者：刁诗云、麻汉华、潘彦荃、周津、李程完成日期：2009年6月7日 签收人： 签收日期： 修改情况记录： 目录 软件需求说明书 (1) 1 引言 (1) 1.1 编写目的 (1) 1.2 项目背景 (1) 2 项目概述 (2) 2.1 产品描述 (2) 2.2 产品功能 (2) 2.3 用户特点 (2) 3 具体需求 (3) 3.1 EBNF定义的PL/0文法 (3) 3.2 语法图 (4) 3.3 功能需求 (6) 3.4 系统概要设计 (15) 1 引言 1.1 编写目的 为了清楚表达客户提出的需求，便于用户理解和确认项目所包含的具体功能需求、性能需求以及非公能性需求，因此以文件化的形式，把系统整体及其部分的业务流程、系统功能进行了详细的说明。同时，此文也对开发人员起到引导的作用，请认真阅读。 1.2 项目背景 PL/0是由世界著名计算机科学家、PASCAL语言的创始人N.Wirth教授选择提供的。在选择PL/0语言的过程中，Wirth很费了一番脑筋。一方面他希望借助这个语言，能尽可能把程序设计语言和编译技术一些最重要的内容都讲到；但另一方面又不希望内容太多，太杂，而希望尽可能简单一些，以便与有限的课时和课程范围相适应。于是他精心选择提供了这个PL/0语言。事实证明，它非常适合于编译技术的教学，目前已被国内越来越多的编译教材所采用。 PL/0语言的语句类型比较丰富，能适应各种可能的程序结构。最进本的是赋值语句。组合结构语句有语句串、条件语句和循环语句。还有重要的子程序概念，是通过过程说明和过程调用两部分实现的。至于数据类型和数据结构，PL/0则特别简单，只有整数类型一种，没有数据结构，因此只允许有整常数和整数变量的说明以及相应的算术运算表达式。PL/0允许在一个过程范围内说明常数、变量和过程。这些常数、变量和过程只在它们被说明的过程范围内有效。PL/0语言也允许递归调用，既可以间接递归，也可以直接递归。 《编译原理》课程设计大纲 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 周数/学分：1周/1学分 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、离散数学、数据结构 适用专业：计算机科学与技术专业、软件工程专业 开课学院，系或教研室：计算机科学与技术学院 一、课程设计的目的 课程设计是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，设计题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的课程设计的目的是旨在要求学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容，选择合适的数据逻辑结构表示问题，然后编制算法和程序完成设计要求，从而进一步培养学生独立思考问题、分析问题、解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写。 设计时间： 开发工具： （1） DOS环境下使用Turbo C； （2） Windows环境下使用Visual C++ 。 （3） 其它熟悉语言。 二、课程设计的内容和要求 设计题一：算术表达式的语法分析及语义分析程序设计。 1.目的 通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词 法检查和分析。 2.设计内容及要求： 算术表达式的文法： 〈无符号整数〉∷＝ 〈数字〉{〈数字〉} 〈标志符〉∷＝ 〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝ [＋｜－]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝ 〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝ 〈标志符〉｜〈无符号整数〉｜‘（’〈表达式〉‘）’ 〈加法运算符〉∷＝ ＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝ ＊｜／ （1） 分别选择递归下降法、算符优先分析法（或简单优 先法）完成以上任务，中间代码选用逆波兰式。 （2） 分别选择LL（1）、LR法完成以上任务，中间代码选 用四元式。 （3） 写出算术表达式的符合分析方法要求的文法，给出 分析方法的思想，完成分析程序设计。 （4） 编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通 过所设计的分析程序。 设计题二：简单计算器的设计 1．目的 通过设计、编制、调试一个简单计算器程序，加深对语法及语 义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检 查和分析。 2.设计内容及要求 算术表达式的文法： 编译原理课程设计报告 课题名称： C-语言编译器设计（scanner和parser） 提交文档学生姓名： 提交文档学生学号： 同组成员名单：无 指导教师姓名：金军 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间： 2011年 6 月 17 日 1.课程设计目标 设计C-Minus编译器分为scanner和parser两个部分。scanner主要作用是对目标代码进行扫描，列出关键字，变量等内容；parser主要对语法进行分析并生成语法树。 2.分析与设计 ●实现方法：代码用C语言编译而成。其中scanner为手工实现，主要采用switch-case结构实现 状态转换；parser部分采用递归下降分析方法实现。 ●扫描器：C-的词法如下： 1、语言的关键字：i f el se i nt return void while 2、专用符号：+ - * /< <= > >= == != =; , ( ) [ ] { } /* */ 3、其他标记是变量（ID）和数字（NUM），通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = di git digi t* letter = a|..|z|A|..|Z digi t = 0|..|9 4、空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关键字 5. 注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在 标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 其DFA图如下： 分析器：以下为C-的语法规则BNF: 课程设计(论文)任务书 软件学院学院软件工程专业07-1班 一、课程设计(论文)题目LL(1)分析过程模拟 二、课程设计(论文)工作自 2010 年 6 月 22日起至 2010 年 6月 28 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握LL（1）模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握LL（1）分析的基本思路和方法； （3）使学生掌握LL（1）的调试； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析LL（1）模块的工作原理； （2）提出程序的设计方案； （3）对所设计程序进行调试。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改算法效率。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分； （4）回答问题：20分。 5）参考文献： （1）张素琴，吕映芝，蒋维杜，戴桂兰.编译原理（第2版）.清华大学出版社 （2）丁振凡.《Java语言实用教程》北京邮电大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料2图书馆 编程与调试4实验室 撰写论文1图书馆、实验室 学生签名： 2009 年6 月22 日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称： 年月日 编译原理程序设计报告 一个简单文法的编译器的设计与实现专业班级：计算机1406班 组长姓名：宋世波 组长学号： 20143753 指导教师：肖桐 2016年12月 设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753 分工：文法及数据结构设计 词法分析 语法分析（LL1） 基于DAG的中间代码优化 部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740 分工：中间代码生成(LR0) 部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754 分工：符号表组织 部分目标代码生成 摘要 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。 一．编译器的概述 1.编译器的概念 编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C++、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。 2．编译器的种类 编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语 编译原理课程设计报告 课题名称：C- Minus词法分析和语法分析设计 提交文档学生姓名：X X X 提交文档学生学号：XXXXXXXXXX 同组成员名单：X X X 指导教师姓名：X X 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2015年6月10日 1.课程设计目标 实验建立C-编译器。只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分。 2.分析与设计 C-编译器设计的整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）。 2.1 、扫描程序scanner部分 2.1.1系统设计思想 设计思想：根据DFA图用switch-case结构实现状态转换。 惯用词法： ①语言的关键字：else if int return void while ②专用符号：+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 大写和小写字母是有区别的 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM 关键字。 ⑤注释用通常的C语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记内)上，且可以超过一行。注释不能嵌套 scanner的DFA 说明：当输入的字符使DFA到达接受状态的时候，则可以确定一个单词了。初始状态设置为START，当需要得到下一个token时，取得次token的第一个字符，并且按照DFA与对此字符的类型分析，转换状态。重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型。当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他的则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”。 2.1.2程序流程图 编译原理课程设计报告 实验名称编译原理课程设计 班级 学号 姓名 指导教师 实验成绩 2013 年06月 一、实验目的 通过设计、编写和调试，将正规式转换为不确定的有穷自动机，再将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机，最后再将确定有穷自动机进行简化。 通过设计、编写和调试构造LR(0)项目集规范簇和LR分析表、对给定的符号串进行LR分析的程序，了解构造LR(0)分析表的步骤，对文法的要求，能够从文法G出发生成LR(0)分析表，并对给定的符号串进行分析。 二、实验内容 正规式——>NFA——>DFA——>MFA 1.正规式转化为不确定的有穷自动机 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将正规式转换为不确定的有穷自动机的程序，使学生了解Thompson算法，掌握转换过程中的相关概念和方法，NFA的表现形式可以是表格或图形。 （2）问题描述 任意给定一个正规式r（包括连接、或、闭包运算），根据Thompson算法设计一个程序，生成与该正规式等价的NFA N。 （3）算法描述 对于Σ上的每个正规式R，可以构造一个Σ上的NFA M，使得L(M)=L(R)。 步骤1：首先构造基本符号的有穷自动机。 步骤2：其次构造连接、或和闭包运算的有穷自动机。 （4）基本要求 算法实现的基本要求是： (1) 输入一个正规式r； (2) 输出与正规式r等价的NFA。（5）测试数据 输入正规式：(a|b)*(aa|bb)(a|b)* 得到与之等价的NFA N （6）输出结果 2.不确定的有穷自动机的确定化 （1）目的与要求 通过设计、编写和调试将不确定的有穷自动机转换为与之等价的确定的有穷自动机的程序，使学生了解子集法，掌握转换过程中的相关概念和方法。DFA的表现形式可以是表格或图形。（2）问题描述 任意给定一个不确定的有穷自动机N，根据算法设计一个程序，将该NFA N变换为与之等价的DFA D。 （3）算法描述 用子集法将NFA转换成接受同样语言的DFA。 步骤一：对状态图进行改造 (1) 增加状态X,Y,使之成为新的唯一的初态和终态。从X引ε弧到原初态结点, 从原终态结 点引ε弧到Y结点。 (2) 对状态图进一步进行如下形式的改变 编译原理课程设计 自顶向下语法分析器 学院（系）：计算机科学与技术学院学生姓名：xxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxx 班级：电计1102 大连理工大学 Dalian University of Technology 目录 1 系统概论 语法分析是编译过程的核心部分。它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。语法分析器在编译程序中的地位如图1所示： 图1 语法分析器在编译程序中的地位 语言的语法结构是用上下文无关文法描述的。因此，语法分析器的工作本质上就是按文法的产生式，识别输入符号串是否为一个句子。这里所说的输入串是指由单词符号（文法的终结符）组成的有限序列。对一个文法，当给你一串（终结）符号时，怎样知道它是不是该文法的一个句子呢？这就要判断，看是否能从文法的开始符号出发推导出这个输入串。或者，从概念上讲，就是要建立一棵与输入串相匹配的语法分析树。 自顶向下分析法就是语法分析办法中的一类。顾名思义，自顶向下就是从文法的开始符号出发，向下推导，推出句子。这种方法是带“回溯”的。 自顶向下分析的主旨是，对任何输入串，试图用一切可能的办法，从文法开始符号（根结）出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。或者说，为输入串寻找一个最左推导。这种分析过程本质上是一种试探过程，是反复使用不同产生式谋求匹配输入串的过程。 实现这种自顶向下的带回溯试探法的一个简单途径是让每个非终结符对应一个递归子程序。每个这种子程序可作为一个布尔过程。一旦发现它的某个候选与输入串相匹配，就用这个候选去扩展语法树，并返回“真”值；否则，保持原来的语法树和IP值不变，并返回“假”值。 2 需求分析 以前，人们对语法的分析都建立在人工的基础上，人工分析虽然能够做到侧类旁推，但终究人力有限，再精密的分析都会出现或多或少的错误。为减少因人为产生的错误，并加快 编译原理复习材料 选择题 1. 文法S→0S | S1 | 0的语言是( )。 A. { 0 m1m| m >=0 } B. { 0 m1m| m >=1 } C. { 0 m1n | m>=1,n>=0 } D. { 0 m1n | m>=0,n>=1 } 2. 描述程序语言所采用的Ⅲ型文法是( )。 A. 短语文法 B.正规文法 C.上下文无关文法 D.上下文有关文法 3. 状态转换图实现的简单方法是使每个状态结对应( )。 A.一个终结符 B.一个非终结符 C.一段小程序 D.一个函数 4. 规范归约的关键问题是寻找( )。 A. 最左素短语 B.句柄 C.直接短语 D.短语 5. 一个算符文法的任何产生式的右部都不含有两个相继的( )。 A.终结符 B.非终结符 C.终结符和非终结符 D.空字 6. 算符优先分析法的关键在于规定( )。 A.算符优先顺序和结合性质 B.算符优先顺序 C.结合性质 D.终结符和非终结符之间关系 7. 优先函数的优点是( )。 A.形象直观 B.便于进行比较运算 C.语法分析速度快 D.语法分析方法简单 8. 文法符号的属性通常分为( )两类。 A. 共用属性和私有属性 B.固有属性和可变属性 C.语法属性和语义属性 D.综合属性和继承属性 9. 在程序流图中，组成循环的结点序列应满足( ) A. 它们是强连通的 B.它们中间有唯一的入口结点 C.它们中间有一条回边 D.它们是强连通的且有唯一的入 口结点 10. 在利用寄存器R生成T1:=C/B的目标代码同时,还应记录信息( )。 A. C/B在T1中 B. T1在C/B中 C. R含有T1, T1在R中 D. R含有C/B, C/B在R中 1.D 2.B 3.C 4.B 5.B 6.A 7.B 8.D 9.D 10.C 2011-2012学年第二学期 《编译原理》课程设计报告 学院：计算机科学与工程学院 班级： 学生姓名：学号： 成绩： 指导教师： 时间：2012年5 月 目录 一、课程设计的目的 ---------------------------------------------------------------- - 1 - 二、课堂实验及课程设计的内容 -------------------------------------------------- - 1 - 2.1、课堂实验内容-------------------------------------------------------------- - 1 - 2.2、课程设计内容-------------------------------------------------------------- - 1 - 三、visual studio 2008 简介------------------------------------------------------- - 2 - 四、问题分析及相关原理介绍 ----------------------------------------------------- - 3 - 4.1、实验部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------------- - 3 - 4.1.1、词法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 - 4.1.2、语法分析功能介绍及分析------------------------------------- - 3 - 4.1.3、语义分析功能介绍及分析------------------------------------- - 4 - 4.2、课程设计部分问题分析及相关原理介绍 ---------------------------- - 5 - 4.2.1、编译程序介绍 ----------------------------------------------------- - 5 - 4.2.2、对所写编译程序的源语言的描述（C语言） -------------- - 6 - 4.2.3、各部分的功能介绍及分析 -------------------------------------- - 7 - 4.3、关键算法：单词的识别-------------------------------------------------- - 8 - 4.3.1、算法思想介绍 ----------------------------------------------------- - 8 - 4.3.2、算法功能及分析 -------------------------------------------------- - 8 - 五、设计思路及关键问题的解决方法 ------------------------------------------ - 10 - 5.1、编译系统------------------------------------------------------------------ - 10 - 5.1.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 10 - 5.2、词法分析器总控算法--------------------------------------------------- - 12 - 5.2.1、设计思路 --------------------------------------------------------- - 12 - 5.2.2、关键问题及其解决方法 --------------------------------------- - 13 - 六、结果及测试分析-------------------------------------------------------------- - 14 - 6.1、软件运行环境及限制--------------------------------------------------- - 14 - 6.2、测试数据说明------------------------------------------------------------ - 14 - 6.3、运行结果及功能说明--------------------------------------------------- - 16 - 6.4、测试及分析说明--------------------------------------------------------- - 16 - 七、总结及心得体会 --------------------------------------------------------------- - 17 - 7.1、设计过程------------------------------------------------------------------ - 17 - 7.2、困难与收获 ------------------------------------------------------------- - 17 - 八、参考文献 ------------------------------------------------------------------------ - 18 - 编译原理： 编译原理是计算机专业的一门重要专业课，旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程，同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质，高度抽象。 编译原理课程设计： 《编译原理课程设计》是2007年11月浙江大学出版社出版的图书，作者是冯雁、鲁东明、李莹。 内容简介： 本书围绕着编译技术的基本原理和方法，以模拟程序设计语言SPL的编译器的设计和实现为主线，结合词法分析、语法分析、语义分析、代码生成、代码优化、错误处理等各个基本模块，对原理和实现方法进行了详细分析。该编译器可接受SPL的程序，并将其翻译成汇编语言程序，最终实现汇编语言到8086/8088机器语言的翻译。本书为编译技术等相关课程的实验提供了参考。在附件中还提供了三类不同类型和难度的实验题，可供课程实验选择。 第1章引论： 1.1本书介绍 1.2SPL语言的特点及实验安排 1.2.1SPL语言的特点 1.2.2SPL语言编译器的主要结构1.2.3实验安排 1.3平台的选择和介绍 1.3.1LEX简介 1.3.2YACC简介 第2章词法分析： 2.1词法分析器的基本框架 2.2词法分析器的基本原理 2.2.1DFA的构造和实现 2.2.2词法分析的预处理 2.2.3实现词法分析器的注意要点2.3词法分析器的实现 2.3.1SPL语言单词属性字 2.3.2SPL词法分析器的输入和输出2.3.3SPL词法分析器的分析识别第3章语法分析： 3.1语法分析的基本框架 3.1.1上下文无关文法 3.1.2语法分析过程 3.1.3语法分析过程中的数据结构3.2语法分析的基本方法 编译原理课程设计题目：pl/0编译程序的改进与完善 学生所在学院：信息科学与工程学院 学生所在班级：06级计算机软件1班 学生姓名： 学生学号： 指导教师：张世辉 一、课设目的： 1.阅读、研究、改进、设计和调试一个简单的编译程序； 2.加深对编译程序理论和编译过程的理解。 二、课设内容： 1扩充语句for(<语句>；<条件>；<语句>)<语句>； 2扩充语句if <条件> then <语句> else <语句>； 3扩充语句repeat <语句>；until <条件>； 4增加自增自减运算++和—和+=，-=运算； 5修改不等号#，为!=； 6增加一维数组 声明格式： 1.各功能模块的作用： Pl0.c：主程序 Error：出错处理，打印出错位置和错误编码 Getsym：词法分析，读取一个单词 Getch：漏掉空格，读取一个字符 Gen：生成目标代码，并送入目标程序区 Test：测试当前当前符号是否合法 Block：分程序分析处理过程，词法语法分析 Enter：登陆名字表 Position：查找标识符在名字表中的位置 Constdeclaration：常量定义处理 Vardeclaraction：变量说明处理 Listcode：列出目标代码清单 Statement：语句处理 Expression：表达式处理 Term：项处理 Factor：因子处理 Condition：条件处理 Interpret：对目标代码的解释执行程序 Base：通过静态链求出数据取得基地址 增加两个功能： Arraydeclaration：数组声明处理 Arraycoef：数组索引计算和“虚拟机”动作生成 2.保留字： enum symbol {nul, ident, number, plus, minus, times, slash, oddsym, eql, neq, lss, leq, gtr, geq, lparen, rparen, comma, semicolon, period, becomes, beginsym, endsym, ifsym, thensym,elsesym, forsym, inc, dec, whilesym, writesym, readsym, dosym, callsym, constsym,varsym, procsym, repeatsym, untilsym, plusbk, minusbk, lbrack, rbrack, colon,} 共43个，其中补充保留字为：else, for, repeat, until, plusbk, minusbk, 先简要分析一下语法分析的大致流程： 当有句子要进行处理时，首先要对其进行词法分析来分解出该句子中的每个符号，然后将该句子按照算符优先算法压入归约栈中，如果可以顺利归约，则说明这是一个合法的句子，否则该句子非法。 这里有一个需要考虑的地方，就是如何进行归约。由于文法已经给定，所以我们考虑设计一个文法表，文法表中的内容就是可归约串的种别码的顺序，比如v=E可以表示为9,1,13。这样的话当我们要进行一次归约时，只用按顺序存储最左素短语中符号的种别码，然后拿这个种别码序列与文法表进行匹配，就可知道当前归约需要执行哪些操作。 还有一点需要注意，就是如何对一个表达式进行求值。这里需要我们设计一个二元组的变量名表，这个变量名表可以根据变量的名称来返回变量的数据。变量名表的具体设计见详细设计部分。 由于是简化分析，所以这个程序只考虑整数的处理。 有了上面的分析，可以构造出算符优先分析算法的流程图，如下图所示。 详细设计 （1）词法分析部分 由于词法分析的内容在课程设计1中已经介绍，并且这次的状态转换图与课程设计1中的非常相似，所以这里就不过多介绍。（2）优先关系表 在程序中我们用一个二维数组priTable[][]来存储算符间的优先关系。priTable[a][b]=1表示a>b; 。priTable[a][b]=0表示a=b; 。priTable[a][b]=-1表示a 编译原理课程设计报告 设计题目编译代码生成器设计 学生姓名 班级 学号 指导老师 成绩 一、课程设计的目的 编译原理课程兼有很强的理论性和实践性，是计算机专业的一门非常重要的专业基础课程，它在系统软件中占有十分重要的地位，是计算机专业学生的一门主修课。为了让学生能够更好地掌握编译原理的基本理论和编译程序构造的基本方法和技巧，融会贯通本课程所学专业理论知识，提高他们的软件设计能力，特设定该课程的课程设计，通过设计一个简单的PASCAL语言（EL语言）的编译程序，提高学生设计程序的能力，加深对编译理论知识的理解与应用。 二、课程设计的要求 1、明确课程设计任务，复习编译理论知识，查阅复印相关的编译资料。 2、按要求完成课程设计内容，课程设计报告要求文字和图表工整、思路清晰、算法正 确。 3、写出完整的算法框架。 4、编写完整的编译程序。 三、课程设计的内容 课程设计是一项综合性实践环节，是对平时实验的一个补充，课程设计内容包括课程的主要理论知识，但由于编译的知识量较复杂而且综合性较强，因而对一个完整的编译程序不适合平时实验。通过课程设计可以达到综合设计编译程序的目的。本课程的课程设计要求学生编写一个完整的编译程序，包括词法分析器、语法分析器以及实现对简单程序设计语言中的逻辑运算表达式、算术运算表达式、赋值语句、IF语句、While语句以及do…while语句进行编译，并生成中间代码和直接生汇编指令的代码生成器。 四、总体设计方案及详细设计 总体设计方案： 1.总体模块 主程序 词法分析程序语法分析 程序 中间代码 生成程序 2. 表2.1 各种单词符号对应的种别码 单词符号种别码单词符号种别码bgin 1 ：17 If 2 ：= 18 Then 3 < 20 wile 4 <> 21 do 5 <= 22 end 6 > 23 lettet（letter|digit）* 10 >= 24 dight dight* 11 = 25 + 13 ；26 —14 ( 27 * 15 ) 28 / 16 # 0 详细设计： 4.1界面导入设计 (1)一共三个选项： ①choice 1--------cifafenxi ②choice 2--------yufafenxi ③choice 3--------zhongjiandaima (2)界面演示 图一 广西大学 编译原理课程设计 专业：计算机科学与技术 姓名： 课程：编译原理 指导教师： 目录 一．程序简介与分析---------------------------------------------------------1 二．程序适用围-----------------------------------------------------------1 三．词法分析---------------------------------------------------------------1 四．语法分析---------------------------------------------------------------3 五．语义分析和中间代码生成------------------------------------------------9 六．代码生成--------------------------------------------------------------11 七．流程图----------------------------------------------------------------12 八．实现------------------------------------------------------------------13 九．程序运行结果----------------------------------------------------------13 十．总结------------------------------------------------------------------18 十一.附录（源程序）--------------------------------------------------------19 摘要 使用过现代计算机的人都知道，多数用户是应用高级语言来实现他们所需要的计算的。现在计算机系统一般都含有不只一个的高级语言的编译程序，对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序，供用户按不同需要进行选择。高级语言编译程序是计算机系统软件最主要的组成部分之一，也是用户最直接关系的工具之一。 计算机上执行一个高级语言程序一般分为两步：第一，用一个编译程序把高级语言翻译成机器语言程序；第二，运行所得的机器语言程序求得计算结果。 通常说的翻译程序是指能够把某一种语言程序转换成另一种语言程序（目标语言程序）。如果源语言诸如Fortran，Pascal，C，Ada或java这样的高级语言，而目标程序是诸如汇编语言或者机器语言这类的低级语言，这样的一个翻译程序就是称为编译程序。 一个编译程序的工作过程一般可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码生成、优化、目标代码生成。每个阶段都是从上一个阶段得到结果，对他进行分析，并且根据一些外部环境(例如符号表等)得到最终的输出结果。要构造一个编译程序，可以按照这样的阶段来分别构造，最后来连调。 现在人们已经建立了多种编制部分编译程序或整个编译程序的有效工具。有些能用于自动生成扫描器(如LEX)，有些可以用于自动产生语法分析器(如YACC)，有些甚至可以用来自动产生整个的编译程序。这些构造编译程序的工具成为编译程序－编译程序、编译程序产生器或翻译程序书写系统，他们是按照编译程序和目标语言的形式描述而自动产生编译程序的。 编译程序是一极其庞大而又复杂的系统，掌握它比较苦难。但是一旦对其掌握，对以后的程序语言设计，系统软件分析，系统软件设计，形式语言研究等方面都是非常有好处的。 关键字：C语言、、编译、扫描器、语法分析 《编译原理》 课程设计报告 姓名：熊齐超（1208060220） 姓名：刘畅(1208060221) 姓名：袁青伟(1208060222) 姓名：张文(1208060223) 班级：软件121班 专业：软件工程 指导教师：陈晓明 时间：2015/6/14 项目名称：算术表达式的语法及语义分析 贵州大学计算机科学与信息学院 目录 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计题目描述和要求 (3) 1、算术表达式的文法的描述： (3) 2、课程设计的要求描述： (3) 3、实现的功能描述： (4) 4、分析器的使用描述 (4) 三、课程设计实现描述 (4) 1、实现平台 (4) 2、课程设计的基本思路描述 (5) 3、自顶向下与递归下降分析方法的基本原理描述 (5) 4、程序运行的最后界面 (6) 5、演示分析 (8) 四、课程设计总结 (8) 五、参考文献及小组分工 (9) 六、核心代码 (10) 一、课程设计目的 通过设计、编制、调试一个算术表达式的语法及语义分析程序，加深对语法及语义分析原理的理解，并实现词法分析程序对单词序列的词法检查和分析。加深对文法分析器的知识的掌握，掌握计算机语言的语法分析的过程。以及掌握计算机语言的语法分析程序设计与文法应用的实现方法。能够熟练运用一种分析方法，自上而下或自下而上的方法分析一个给定的文法，我使用的是自上而下的分析方法。以及通过思考以及动手制作分析器的过程来锻炼自己的编程能力和逻辑思维能力，体会计算机编译器的奥妙之处。 二、课程设计题目描述和要求 1、算术表达式的文法的描述： 〈无符号整数〉∷＝〈数字〉{〈数字〉} 〈标识符〉∷＝〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 〈表达式〉∷＝〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉} 〈项〉∷＝〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉} 〈因子〉∷＝〈标志符〉｜〈无符号整数〉 〈加法运算符〉∷＝＋｜－ 〈乘法运算符〉∷＝＊｜／ 〈字母〉∷＝ a | b | … | z 〈数字〉∷＝ 0 | 1 | … | 9 2、课程设计的要求描述： 1）在递归下降法、LL（1）、算符优先分析法或者LR法中选择其中一种方法完成以上任务，中间代码选用四元式。 2）编制分析程序，设计若干用例，并上机测试。 3）书写课程设计报告。 编译原理课程设计 编译原理是大学计算机专业的必修课程。《编译原理课程设计》使用优秀的开源Java编译器GJC作为编译教学的基础平台，通过分析一个真正实用的现代编译系统，把编译理论应用到实际的工程实践中。全书不仅包括对编译器源代码的分析、对实例的讲解，还在最后给出3个具体的课程设计实验，介绍如何用书本上的编译理论实现一个真正的编译器。《编译原理课程设计》适合作为大专院校编译原理课程设计的指导用书，相关的从业人员和研究人员也可以从中获得有益的参考。 本书围绕着编译技术的基本原理和方法，以模拟程序设计语言SPL （SimplePascalLanguage）的编译器的设计和实现为主线，结合词法分析、语法分析、语义分析、代码生成、代码优化、错误处理等各个基本模块，对原理和实现方法进行了详细分析。该编译器可接受SPL的程序，并将其翻译成汇编语言程序，最终实现汇编语言到8086/8088机器语言的翻译。本书为编译技术等相关课程的实验提供了参考。在附件中还提供了三类不同类型和难度的实验题，可供课程实验选择。本书所附光盘包含了SPL编译器的所有代码。 本教材适合作为编译技术课程的配套的实验教材，也可作为有关编译方面研究的参考资料。 本书围绕着编译技术的基本原理和方法，以模拟程序设计语言SPL(SimplePasealLanguage)的编译器的设计和实现为主线，结合词法分析、语法分析、语义分析、代码生成、代码优化、错误处理等 各个基本模块，对原理和实现方法进行了详细分析。该编译器可接受SPL的程序，并将其翻译成汇编语言程序，最终实现汇编语言到8086／8088机器语言的翻译。本书为编译技术等相关课程的实验提供了参考。在附件中还提供了三类不同类型和难度的实验题，可供课程实验选择。本书所附光盘包含了SPL编译器的所有代码。 本教材适合作为编译技术课程的配套的实验教材，也可作为有关编译方面研究的参考资料。 第1章引论 1.1本书介绍 1.2SPL语言的特点及实验安排 1.2.1SPL语言的特点 1.2.2SPL语言编译器的主要结构 1.2.3实验安排 1.3平台的选择和介绍 1.3.1LEX简介 1.3.2YACC简介 第2章词法分析 2.1词法分析器的基本框架 2.2词法分析器的基本原理 2.2.1DFA的构造和实现 2.2.2词法分析的预处理 2.2.3实现词法分析器的注意要点 《编译原理》是计算机专业的一门重要的专业课程，其中包含大量软件设计思想。大家通过课程设计，实现一些重要的算法，或设计一个完整的编译程序模型，能够进一步加深理解和掌握所学知识，对提高自己的软件设计水平具有十分重要的意义。大家在进行课程设计时，可从所学内容中选择某个主题，抽象成一个模型，可适当进行简化。也可按提供给大家的一些参考选题进行设计。软件开发选择C/C++语言（也可以是你熟悉的任何语言）。最后每位同学都要认真撰写设计报告，格式要规范，内容要详尽 ，包括： 设计题目，设计目的，设计内容，设计要求，问题的描述及解决的方法、原理、思想、算法（流程图），设计的输入和输出形式，测试、模拟的结果（屏幕拷贝、生成结果的打印输出），总结（体会），源程序清单，等等。 大家应把该门课的课程设计当成对自己学习效果的一次检验，当成是为在大四能够顺利完成毕业设计的一次基本功训练。希望每个同学尽可能不要都选择完全一样的题目。大家可以自主选题，或选择我提供的题目，也可以把几个题目合起来做（如开发一个小的编译器）。鼓励选择有一定技术难度、有一定工作量、综合性较强的题目，在评定成绩时将会给予好的成绩。 编译原理课程设计部分参考选题： 1．题目： FORTRAN语言实型常数识别程序设计 设计内容及要求： 将教材P.41的图 3.2(d)识别FORTRAN实型常数的状态转换图用程序实现。程序能够从用户输入的任意一个字符串中识别出FORTRAN实型常数，显示输出。 2．题目： 简化的FORTRAN语言词法分析程序设计 设计内容及要求： 将教材P.42上的表 3.1的词法分析器构造出来，限制条件如教材所述。保留字的识别按标识符一样识别，通过查找保留字表区分是保留字还是标识符。程序能够从用户输入的源程序中，识别出的单词符号，并用二元式表示，显示输出或输出到文件中。 3．题目： ε-CLOSURE(I)构造算法的程序实现 设计内容及要求： 将ε-CLOSURE(I)构造算法用程序实现。要求： 对任意 4．题目： 从右线性文法构造与之等价的有限自动机的程序实现 设计内容及要求： 构造一转换程序，实现将用户任意给定的右线性文法，转换为与之等价的有限自动机FAM，输出其状态转换矩阵（显示输出或输出到文件中）。 5．题目： 从有限自动机构造与之等价的右线性文法的程序实现 设计内容及要求： 构造一转换程序，实现将用户任意给定的有限自动机FAM，转换为与之等价的右线性文法，显示输出或输出到文件中。 6．题目：编译原理课程设计
编译原理课程设计
编译原理课程设计
编译原理课程设计报告_LL(1)分析过程模拟
编译原理课程设计报告(一个完整的编译器)
CMinus词法分析和语法分析设计编译器编译原理课程设计报告书
(重庆理工大学计算机学院)编译原理课程设计报告
编译原理课程设计
大学编译原理课程复习试题及答案
编译原理课程设计报告
编译原理课程设计
编译原理课设报告2
编译原理课程设计
编译原理课程设计 C语言编译器的实现
编译器_编译原理课程设计报告书
编译原理课程设计---一个简单编译器的设计与分析
编译原理课程设计报告
编译原理课程设计
编译原理课程设计参考选题