天津科技大学编译原理实验报告.docx

1、天津科技大学编译原理实验报告 编译原理实验报告 专业：计算机科学与技术 学号：14101103 姓名：傅开煤2016 年11 月前 言“编译原理”是一门研究设计和构造编译程序原理和方法的课程，是计算机各专业的一门重要专业基础课。编译原理这门课程蕴含着计算机学科中解决问题的思路、形式化问题和解决问题的方法，对应用软件和系统软件的设计与开发有一定的启发和指导作用。编译程序构造的原理和技术在软件工程、逆向工程、软件再工程、语言转换及其他领域中都有着广泛的应用。通过本课程的实验教学，使学生加深对编译系统的结构、工作流程及编译程序各组成部分设计原理的理解，使他们能够掌握和应用常用的编译技术和方法，为今后

2、从事应用软件和系统软件的开发打下一定的理论和实践基础。编译原理实验指导书围绕着实验教学目标，详细阐述了各实验的原理和步骤。希望同学们能够充分利用实验条件，认真完成实验，从实验中得到应有的锻炼和培养。实验要求为了顺利完成编译原理课程实验，学生应做到： （1） 熟练掌握一种高级程序设计语言。（2） 实验前，认真学习教材以及实验指导书的相关内容，提前做好实验准备。（3） 每次实验先分析后编程，在实验报告中应写明自己的编程思路和设计流程。（4） 实验结束一周后提交实验报告。实验报告内容应包括：实验目的、实验内容、设计思路和流程框图，源程序（含注释）清单、测试结果以及实验总结。（5） 遵守机房纪律，服从

3、辅导教师指挥，爱护实验设备。实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，随机抽查程序运行和即时提问；第二部分是提交书面的实验报告。此外杜绝抄袭现象，一经发现雷同，双方成绩均以0分计算。目 录实验一 词法分析程序设计1实验二 递归下降语法分析程序设计5实验1 词法分析程序设计【开发语言及实现平台或实验环境】C/C+/C#Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2005-2008【实验目的】（1）理解词法分析在编译程序中的作用（2）加深对有穷自动机模型的理解（3）掌握词法分析程序的实现方法和技术【实验内容】对一个简单语言

4、的子集编制一个一遍扫描的词法分析程序。【实验要求】（1）待分析的简单语言的词法1) 关键字begin if then while do end2) 运算符和界符:= + - * / = = ; ( ) #3) 其他单词是标识符(ID)和整形常数(NUM)，通过以下正规式定义：ID=letter(letter|digit)*NUM=digitdigit*4) 空格由空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、NUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。（2）各种单词符号对应的种别编码单词符号种别码单词符号种别码begin1:17if2:=18then320while421do523

5、letter(letter|digit)*10=24digitdigit*11=25+13;26-14(27*15)28/16#0（3）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。syn为单词种别码；token为存放的单词自身字符串；sum为整形常数。例如：对源程序begin x:=9;if x0 then x:=2*x+1/3;end# 经词法分析后输出如下序列：（1，begin）(10,x) (18,:=) (11,9) (26,;) (2,if)【实验步骤】（1）根据图1.1构建主程序框架图1.1 词法分析主程序示意图主代码：voi

6、d main() p=0; row=1; coutPlease input string:endl; do cin.get(ch); progp+=ch; while(ch!=#); p=0; do scaner(); switch(syn) case 11: cout(syn,sum)endl; break; case -1: coutError in row row!endl; break; case -2: row=row+;break; default: cout(syn,token)endl;break; while (syn!=0); getchar(); getchar();（2

7、）关键字表置初值 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（关键字表），当扫描程序识别标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则为关键字，否则为一般标识符。（3）编写扫描子程序void scaner() for(n=0;n=a&ch=A&ch=a&ch=A&ch=Z) /*如果ch仍为字母(单词),将ch输入token */ tokenm+=ch; /当前字符送入token ch=progp+; /读下一个字符送入ch tokenm+=0; /单词结束 p-; syn=10; for(n=0;n=0&ch=0&ch32767) syn=-1; /错误 else switch(ch

8、)/其他字符情况 case) syn=21; tokenm+=ch; else if(ch=) syn=22; tokenm+=ch; else syn=23; p-; break;case:m=0;tokenm+=ch; ch=progp+; if(ch=) syn=24; tokenm+=ch; else syn=20; p-; break;case:m=0;tokenm+=ch; ch=progp+; if(ch=) syn=18; tokenm+=ch; else syn=17; p-; break;case*:syn=13;token0=ch;break;case/:syn=14;t

9、oken0=ch;break;case+:syn=15;token0=ch;break;case-:syn=16;token0=ch;break;case=:syn=25;token0=ch;break;case;:syn=26;token0=ch;break;case(:syn=27;token0=ch;break;case):syn=28;token0=ch;break;case#:syn=0;token0=ch;break;casen:syn=-2;break;default: syn=-1;break; （4）调试程序，验证输出结果。源程序代码如下：#include#include#i

10、ncludeusing namespace std;char prog80, token8, ch;int syn, p, m, n, sum, row;char *rwtab6 = begin,if,then,while,do,end ;void main() p = 0; row = 1; cout Please input string: endl; do cin.get(ch); progp+ = ch; while (ch != #); p = 0; do void scaner(); switch (syn) case 11: cout ( syn , sum ) endl; br

11、eak; case -1: cout Error in row row ! endl; break; case -2: row = row+; break; default: cout ( syn , token ) endl; break; while (syn != 0); getchar(); getchar();void scaner() for (n = 0; n= a&ch = A&ch = a&ch = A&ch = Z) /*如果ch仍为字母(单词),将ch输入token */ tokenm+ = ch; /当前字符送入token ch = progp+; /读下一个字符送入c

12、h tokenm+ = 0; /单词结束 p-; syn = 10; for (n = 0; n= 0&ch = 0&ch 32767) syn = -1; /错误 else switch (ch)/其他字符情况 case) syn = 21; tokenm+ = ch; else if (ch = =) syn = 22; tokenm+ = ch; else syn = 23; p-; break; case:m = 0; tokenm+ = ch; ch = progp+; if (ch = =) syn = 24; tokenm+ = ch; else syn = 20; p-; br

13、eak; case:m = 0; tokenm+ = ch; ch = progp+; if (ch = =) syn = 18; tokenm+ = ch; else syn = 17; p-; break; case*:syn = 13; token0 = ch; break; case/:syn = 14; token0 = ch; break; case+:syn = 15; token0 = ch; break; case-:syn = 16; token0 = ch; break; case=:syn = 25; token0 = ch; break; case;:syn = 26

14、; token0 = ch; break; case(:syn = 27; token0 = ch; break; case):syn = 28; token0 = ch; break; case#:syn = 0; token0 = ch; break; casen:syn = -2; break; default: syn = -1; break; 源程序代码运行结果截图如下：【思考题】（1）在编程过程中遇到了哪些问题，你是如何解决的。 答：1）在“读下一个字符“的时候遇到少读或多读一个字符的情况。 解决:通过多次调试将读字符的每种情况都考虑。 2）当输入数字开头的字符串时，需要报错。 解

15、决：在主函数里面对输入的第一个字符进行判断，是否为数字，若为数字，输出error。 3）输入内容时计算机是从键盘缓冲区里读内容的，在多次输入中导致数据读取错误。 解决：在输入前用rewind函数清除键盘缓冲区的内容，再输入即可。（2）源程序若存在注释，如何实现词法分析，在现有程序基础上进行扩充。【实验总结】 通过本次实验让我了解了编译原理如何设计、编制并调试词法分析程序，并加深了我对词法分析器原理的理解；熟悉了直接构造词法分析器的方法和相关原理，并学会使用C/C+语言直接编写词法分析器；同时更熟练的掌握用C/C+语言编写程序，实现一定的实际功能。【参考文献】1. 胡伦骏、徐兰芳等，编译原理（第

16、2版），电子工业出版社，246，2005.72. 王雷、刘志成等，编译原理课程设计，机械工业出版社，138，2005.3实验2 递归下降语法分析程序设计【开发语言及实现平台或实验环境】C/C+/C#Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2005-2008【实验目的】（1） 理解语法分析在编译程序中的作用，以及它与词法分析程序的关系（2） 加深对递归下降语法分析原理的理解（3） 掌握递归下降语法分析的实现方法【实验内容】编制一个递归下降分析程序，实现对词法分析程序提供的单词序列的语法检查和结构分析。【实验要求】（1）待

17、分析的简单语言的词法同实验1（2）待分析的简单语言的语法用扩充的BNF表示如下：1）：=beginend2) ：=；3) ：=4) :=ID:=5) ：=+|-6) :=*|/7) :=ID|NUM|()（3）语法分析程序的功能输入单词串以”#”结束，如果是文法正确的句子，输出成功信息；否则输出错误信息。例如：输入 begin a:=9; x:=2 * 3; b:=a + x end #输出 success输入 x:=a + b * c end #输出 error【实验步骤】（1）根据图2.1递归下降分析程序示意图构建主程序框架图2.1 递归下降分析程序示意图（2）编写各语法单位分析函数1）编

18、写语句串及语句分析函数int yucu() /语句串分析函数 statement(); while (syn = 26) scanner(); /读下一个单词符号 statement(); /调用statement函数 return 0;int statement() if (syn = 10) scanner(); /读下一个单词符号 if (syn = 18) scanner(); /读下一个单词符号 expression(); else cout 出现赋值号错误！ endl; kk = 1; else cout 出现语句错误！ endl; kk = 1; return 0; 2）编写表达

19、式分析过程int expression() /表达式 term(); while(syn=13)|(syn=14) /当开头扫描的是+或-时，继续扫描 scanner(); term(); return 0; 3）编写项分析过程int term() /项 factor(); while(syn=15)|(syn=16) /当开头扫描的是*或/时，继续扫描 scanner(); factor(); return 0; 4）编写因子分析过程int factor() /因子 if(syn=10)|(syn=11) /当扫描的是数字或字母时，继续扫描 scanner(); else if(syn=27

20、) /当扫描的（时，继续扫描 scanner(); expression(); if(syn=28) /当扫描的是）时，继续扫描 syn=scanner(); else cout输出错误endl; /表达式缺乏），出错 kk=1; else cout输出表达错误endl; /扫描表达式，表达式开头不是（，出错 kk=1; return 0;（3）调试程序，验证输出结果源程序代码如下：#include#include#includeusing namespace std;char prog80, token8;char ch;int syn, p, m, n, sum, kk;char *rwt

21、ab6 = begin, if, then, while, do, end ;int scanner(); /调用scanner函数int lrparscr(); /调用lrparscr函数int yucu(); /调用yucu函数int statement(); /调用statement函数int expression(); /调用expression函数int term(); /调用term函数int factor(); /调用factor函数void main() p = 0; cout nPlease input string: endl; do cin.get(ch); progp+

22、 = ch; /输入源程序字符串，送到缓冲区progp+中 while (ch != #); p = 0; kk = 0; scanner(); lrparscr(); getchar(); getchar();int lrparscr() if (syn = 1) scanner(); /读下一个单词符号 yucu(); if (syn = 6) /syn=6 对应单词符号end scanner(); /读下一个单词符号 if (syn = 0) & (kk = 0) printf(success!n); else if (kk != 1) cout 出现缺end错误！ endl; kk = 1;