编译技术课程设计指南(信息2012)

课程设计指导书

编译技术（分册）

唐仕喜

盐城师范学院信息科学和技术学院

2012.9

《编译技术》课程设计

一、概述

（一）课程设计的性质、目的和作用

编译技术是计算机及其相关专业一门重要的核心课程，是学习计算机软件的重要课程。从实际工作需要来看，仅靠教学计划安排的课内实验时间是不够的，为了帮助广大同学对编译过程有更好的掌握，提高运用编译技术和有关形式语言理论和方法解决实际问题的能力，需要对编译过程及涉及到的编译技术进行系统的实践训练，故编写《编译技术》课程设计这部分内容。

课内的实验是侧重于对某一方面知识的学习，在解决实际问题时，可能涉及并运用多个方面的知识，具有较强的综合性，这就需要进行一些综合性的设计练习，来提高分析和解决实际使用问题的能力。

编译技术课程设计的目的是进一步培养学生编译器设计的思想，加深对编译技术和使用程序的理解，针对编译过程的重点和难点内容进行编程，独立完成有一定工作量的程序设计任务，同时强调好的程序设计风格。

为了使学生从课程设计中尽可能取得比较大的收获，课程组对课程设计题目精心设计，学生从这些题目中选择，完成一个题目的部分内容。包括：

1.词法分析和设计类（共2个）；

2.语法分析和设计类（共5个）；

3.中间代码生成分析和设计类（共1个）。

（二）课程设计的要求

在课程设计时，对要解决的问题，要注意以下几个方面：

1.正确：设计的算法要严谨、正确，能正确解决实际问题，符合指定的要求；

2.高效：有效的建立数学模型，合理的选择数据结构，编写高效的程序代码；

3.清晰：算法和程序的结构要清晰，算法要用流程图来表示，程序代码要加注解；

4.设计报告：每一个问题解决后，要按统一的纸张及格式，完整、整洁地写出设计报

告，打印程序清单，拷贝所做设计的电子版文档和程序。

（三）设计报告格式

在将综合设计作为教学的一个环节时，设计报告一般包括以下几个方面的内容：

1.问题描述

题目要解决的问题是什么

2.算法设计和功能模块

解决问题的基本方法说明，包括主要算法思想，算法的流程图。

程序中主要函数或过程的功能说明。

3.程序输入和结果输出。

4.总结

遇到的主要问题是如何解决的、对设计和编码的回顾讨论和分析、进一步改进设想、经验和体会等。

5.附录

源程序清单

（四）考核评估

通过程序实现、总结报告和学习态度综合考评，并结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神。成绩分优、良、中、及格和不及格五等。

考核标准包括：

1.程序实现的正确性，包括程序整体结构是否合理、编程风格是否规范等。（25%）

2.程序功能的完善程度，包括功能的基本实现、基本完善、完全实现。（25%）

3.学生的工作态度、独立工作能力。（25%）

4.课程设计报告。（25%）考核标准方式：面试，根据课程设计报告和所做模块提3－5个问题，当场给分。

三、《编译技术》课程设计课题表

【课题 1】设计一个词法分析器。（2人）

【基本要求】

词法分析器基本功能是：

（1）输入源程序：输入PASCAL源程序；

（2）输出单词，输出形式为：（序号，单词，对应源程序行号，对应源程序列号）；

（3）输出出错信息，输出形式为：（出错行号，出错列号，出错信息）；

（4）输出符号表，输出形式为：（单词种别码，单词符号）；

【测试数据】

（1）输入源程序：

program example1;

var

a,b,c:integer;

x:char;

begin

if (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 do b:=100;

while a>b do c:=5;

for x:= 1+d to 3 do b:=15;

while t>b do c:=5;

repeat a:=10; until a>b;

end.

【课题 2】设计一个由正则表达式生成有限自动机的算法动态模拟。（2人）

【基本要求】

动态模拟算法的基本功能是：

（1）输入一个正则表达式；

（2）输出正则表达式转化为有限自动机的算法；

（3）输出有限自动机状态图生成过程；

【测试数据】

输入正规式：（a|b）*(aa|bb)(a|b)*

【课题 3】设计一个对算术表达式求值的程序。（2人）

【基本要求】

基本功能是：

（1）输入算术表达式；

（2）用递归下降分析法判别其中算术表达式的正确性；

（3）对其中正确的算术表达式求值；

【测试数据】

（1）输入：

2+3*8

5*(8+2)

【课题 4】设计一个由文法生成First集和Follow集的算法动态模拟。（3人）

【基本要求】

动态模拟算法的基本功能是：

（1）输入一个文法G；

（2）输出由文法G构造First集的算法；

（3）输出每个非终极符的First集；

（4）输出由文法G构造Follow集的算法；

（5）输出每个非终极符的Follow集。

【测试数据】

输入文法： E->TE ’

E ’->+TE ’|ε T->FT ’

T ’->*FT ’|ε F->(E)|i

【课题 5】设计一个给定LL （1）分析表，输入一个句子，能由依据LL （1）分析表判断该句子的合

法性。（3人）

【基本要求】

动态模拟算法的基本功能是：

（1） 输入LL （1）分析表和一个句子；

（2） 根据LL （1）分析表，判别该句子的合法性；

【测试数据】

输入句子：i*i+i

输入LL （1）分析表

【课题 6】设计一个给定LR 分析表，输入一个句子，能由依据LR 分析法判别句子的合法性。（3人）

【基本要求】

动态模拟算法的基本功能是：

（1） 输入LR 分析表和一个句子； （2） 判别该句子的合法性； 【测试数据】

依据文法： E->E1

E1->E1+T1|T1 T1->T T->T*F|F F->(E)|i

输入句子：i*i+i 输入LR 分析表

→(E )

→i

F →ε → ε →*F T '

→ ε

T ' →F T ' →F T '

T →ε → ε →+T E ' E ' →T E '

→T E '

E

#

) (

* +

i

【课题 7】设计一个给定简单优先关系矩阵（表），输入一个句子，能由依据文法符号优先关系判断

句子的正确性。（2人）

【基本要求】

动态模拟算法的基本功能是：

（1） 输入优先关系矩阵（表）和一个句子； （2） 根据简单优先关系，判断句子的正确性； 【测试数据】

依据文法： E->E1

E1->E1+T1|T1 T1->T T->T*F|F F->(E)|i

输入句子i*i

输入优先关系矩阵（表）

r 5

r 5

r 5

r 5

11

r 1 r 1 S 7 r 1 9 r 3 r 3 r 3 r 3 10

S 11 S 6 8 10 S 4

S 5

7 3 3

3 F S

4 S 4

S 4 ( r 6 r 4

r 2 ) 9 r 1

S 5 6 r 6 r 6 r 6

5 2 8

S 5

4

r 4

r 4

r 4

3

r 2 S 7 r 2 2 a c c S 6 1

2 1

S 5 0

T E # * +

i

G O T O

A C T I O N 状态

【课题 8】

设计一个中间代码编译器。（3人）

【基本要求】

交互式面向对象的中间代码编译器基本功能是： （1） 输入源程序，输入一个PASCAL 源程序； （2） 输出中间代码，输出形式为：（序号，对应源程序行号，对应源程序列号，操作符，操作数1，

操作数2，结果变量）；

（3） 输出出错信息，输出形式为：（出错行号，出错列号，出错信息）； （4） 输出符号表，输出形式为：（单词种别码，单词符号，单词类型，值，单词相对地址）； 【测试数据】 输入源程序： program example1; var a,b,c:integer; x:char; begin

x:=2+3* 8; c:=2

for a:= 1 to 3 do b:=c+1; end.

【课题 9】设计一个ASP(XML/JSP/PHP)邮件登录界面，在其中加入正则表达式，检测检验密码和邮

件地址的格式的正确性。（2人）

【基本要求】

邮件登录的基本功能是：

（4） 设计一个ASP(XML/JSP/PHP)邮件登录界面；

（5） 加入正则表达式，检测检验密码和邮件地址的格式的正确性；

（6） 输入任意中、英文和字符，正确则可以登录到指定的邮箱中去，不正确则提示错的地方； 【测试数据】

邮箱：tsxlyhvb@https://www.360docs.net/doc/db9412463.html, 密码：

tsxlyhvb

【课题 10】语法高亮转换软件。问题描述：在我们使用的集成化编译环境（IDE）中，C++语言的源代码通常使用高亮语法表示。（3人）例如：

但是如果我们将这段代码发布到网页中，它的高亮语法表示将消失，代码变为：

// example.cpp

#include

#define pi 3.1415

using namespace std;

int main()

{

int n = 0;

float a = 12.34;

char ch = ‘a’;

cout << "hello C++ ";

for (int i = 0; i < 10; i++)

a = n + ch;

return 0;

}

这样看起来非常不直观，我们希望在网页中代码仍然能保持原来的高亮语法表示。

输入：C++源代码文件，即后缀为cpp的文件。

输出：网页文件，即后缀为html的文件。

实现功能：将C++源代码转换为网页文件，在浏览器中打开网页文件时，网页中显示C++源代码并以高亮语法表示显示。

【课题 11】使用工具实现C/C++语言词法分析器。（6人）

输入：C/C++源代码文件，即后缀为c/cpp的文件。

输出：后缀为tok的文本性文件。

实现功能：使用词法分析的自动生成工具Flex生成C/C++语言的词法分析器

涉及知识点：词法分析，Flex工具使用。

附：

【课题 12】科学计算器设计实现。（4人）

输入：屏幕输入

输出：表达式计算结果

实现功能：对输入的算术表达式计算结果，要求能识别常见函数，能自定义并存储变量，能设置实数显示方式（常规显示，科学计数法）和精度，能进行分数运算（1/4+3/5=17/20）

涉及知识点：词法分析，语法分析，语义分析。

【课题 13】中文网页分词及聚类程序设计实现。（6人）

输入：10个中文网页

输出：

1、有意义的中文词组，并标注其词性，如动词、名词、形容词、副词、数字、日期等，输出

到文本文档中；

2、能将这10个中文网页中的词组集合依据其相似性由CorePhrase算法进行聚类，将这10

个中文网页自动分为若干类，并得到其共到摘要，分类结果和摘要信息输出到文本文档中。【课题 14】小型中英文语言翻译机设计实现，实现中、英文的相互翻译。（5人）

输入：中文文本文档或英文文本文档

输出：英文文本文档或中文文本文档

【课题 15】分析Rubby编译器，给出其源码的调用关系图，给出其词法分析、语法分析和语义分析的源码解释，并给出一个简单Rubby源码的测试程序及其测试结果分析。（5人）

【课题 16】分析Gcc编译器，给出其源码的调用关系图，给出其词法分析、语法分析和语义分析的源码解释，并给出一个简单Gcc源码的测试程序及其测试结果分析。（5人）

【课题 17】*Lex在Linux 或Unix 环境下，用Lex构造词法分析器。（4人）

【基本要求】

词法分析器基本功能是：

（5）输入源程序：输入PASCAL源程序；

（6）输出单词，输出形式为：（序号，单词，对应源程序行号，对应源程序列号）；

（7）输出出错信息，输出形式为：（出错行号，出错列号，出错信息）；

（8）输出符号表，输出形式为：（单词种别码，单词符号）；

【测试数据】

（1）输入源程序：

program example1;

var

a,b,c:integer;

x:char;

begin

if (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 do b:=100;

while a>b do c:=5;

for x:= 1+d to 3 do b:=15;

while t>b do c:=5;

repeat a:=10; until a>b;

end.

【课题 18】*Lex在Linux 或Unix 环境下，用Yacc语法分析器，设计一个给定LR分析表，输入一个句子，能由依据LR分析法判别句子的合法性。（4人）

【基本要求】

动态模拟算法的基本功能是：

（3）输入LR分析表和一个句子；

（4）判别该句子的合法性；

【测试数据】

依据文法： E->E1

E1->E1+T1|T1 T1->T T->T*F|F F->(E)|i

输入句子：i*i+i 输入LR 分析表

【课题 19】依据董振东的基于《知网》的义原语义计算原理，计算任意两网页之间的相似度。（4人） 【基本要求】

１、将网页进行预处理，得到处理好的文本； ２、将处理好的文本进行分词，得到标注词；

３、由义原语义计算原理，计算任意两网页之间的相似度。

【课题 20】设计一个文法，用来确定中文的自然段的段落大意（中心句）。（4人） 提示：

1、对自然段进行分词，得到带语义的标注词，(即该词的词性如动词和该词在句子听位置如主语等)；

2、确定段落中各句子之间的关系，选择最能代表本段的意义的句子作为段落大意。文法基本规则如下：带总结性的句子如“总之”等，可看成是中心句，可作为段落大意；一般地，中心句在段首或段尾；若不好确定，则由各句子之间的标注词的义原语义相似度来确定，句子之间进行两两比较，选

r 5

r 5

r 5

r 5

r 1 r 1 S 7 r 1 9 r 3 r 3 r 3 r 3 10

S 11 S 6 8 10 S 4

S 5

7 3 3

3 F S

4 S 4

S 4 ( r 6 r 4

r 2 ) 9 r 1

S 5 6 r 6 r 6 r 6

5 2 8

S 5

4

r 4

r 4

r 4

3

r 2 S 7 r 2 2 a c c S 6 1

2 1

S 5 0

T E # * +

i

G O T O

A C T I O N 状态

择和任一其它句子的义相似度之和总最高的句子作为段落大意。