信息工程学院编译原理实习指导书老版.docx

1、信息工程学院编译原理实习指导书老版编译原理实验指导书西北农林科技大学信息工程学院2017年3月7日实验一 词法分析 1实验二 语法分析 3实验三 语义分析1 4实验四 语义分析2 4实验五 错误处理 4附录 5实验环境和工具 5MiniC语言 21实习一 词法分析一、实验目的： 1. 熟悉Javacc工作原理，掌握词法分析相关的类：Token：表示单词的类。每个Token对象的主要成员：int kind表示单词的种别； String image 存储了token所代表的内容；int beginLine表示单词所处的行；int beginColumn表示单词所处的列。TokenManager：词

2、法分析器，用来识别源程序中的单词序列。SimpleCharStream：词法分析器的输入流。可以指定源程序来自于标准输入还是文件。TokenMgrError：词法错误类，当识别到非法单词时，弹出的错误对象。Constants：保存已定义所有单词的接口，针对每种单词定义其对应的种别码。2. 使用以上的类，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、实验预习提示 1. 词法分析器的功能和输出格式词法分析器的功能是读入源程序，输出单词序列。词法分析器的单词常表示成二元式：(单词

3、种别码，单词在源代码中的字符串)。2. 词法分析器需要把对象语言的词法规则全部描述出来，在这我们取C语言子集，它的词法定义如下：（1）关键字KEYWORDif else int return void while. 所有的关键字都是小写。（2）标识符IDENTIFIER标识符的定义采取正则表达式定义方式，标识符由字母、数字、下划线“_”组成，并且首字母不能是数字。（3）分隔符SEPARATER； ， （ ）（4）运算符OPERATOR+ - * / =（5）常数CONSTANT简化为只表示整型常数。（6）词法分析过滤的字符空格“ ”、制表符“t”、回车“r” 和换行符“n”。三、实验过程和指导

4、： 1. 准备编译原理的实习借助的javacc插件版本是1.5.33，要求jdk版本是1.7。请提前安装调试好。2. 新建一个用于javacc编辑的jj模板文件：（1）新建java项目（2）建立一个词法分析包（例如：package lexical）（3）在lexical 包内，“新建”-“其它”-“JavaCC Template File”（4）创建一个“.jj”文件，如图1所示：图1 新建jj模板文件3. 在模板文件中修改第三部分，将“二、实验预习提示”部分的词法规则写入。图2 jj模板文件格式4. 在熟悉词法分析器工作原理的基础上，在main方法中编写词法分析程序，并输出单词序列。要求：准

5、备好多组测试源程序。四、程序输入/输出示例： 图3 测试源代码图4 词法分析输出1对照图3，图4显示了词法输出的二元组序列(单词种别码，单词在源代码中的字符串)。图4中最后一行提示词法错误的原因是 实验二 语法分析一、实验目的： 设计MiniC的上下文无关文法，利用JavaCC生成调试递归下降分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。本次实验的目的主要是加深对递归下降分析法的理解。二、语法分析器: 按照MiniC语言的语法规则检查词法分析输出的记号流是否符合这些规则，并根据这些规则所体现出的语言中的各种语法结构的层次性。把规则写入到JavaCC的 .jjt文件中，可以生成树状的层次结构。三、J

6、avaCC: 在JavaCC的文法规范文件中，不仅可以描述语言的语法规范，而且可以描述词法规范，本次实习中，利用JavaCC以MiniC语言构造一个不含语义分析的编译器前端，包括词法分析、语法分析，并要考虑语法分析中的错误恢复问题。通过使用JavaCC, 可以体会LL(k)文法的编写特点，掌握编写JavaCC文法规范文件的方法。内容：利用JavaCC生成一个MiniC的语法分析器；要求：1. 用流的形式读入要分析的C语言程序，或者通过命令行输入源程序。2. 具有错误检查的能力，如果有能力可以输出错误所在的行号，并简单提示3. 如果输入的源程序符合MiniC的语法规范，输出该程序的层次结构的语法

7、树具体实施步骤如下：1.把MiniC转换为文法如下程序 int main() 语句块* 语句块语句| 语句串* 语句 顺序语句|条件语句|循环语句顺序语句声明语句| 赋值语句赋值语句 ID =表达式条件语句 if条件语句块循环语句 while条件语句块条件 （表达式关系符表达式）表达式表达式运算符表达式|（表达式）|ID|NUM （也可以使用javacc自动生成的表达式Expression的文法）运算符+|-|*|/关系符|!= 2在eclipse环境下完成JavaCC的插件安装后，写一个JavaCC文法规范文件(扩展名为jj)3.完成的功能包括词法分析，语法分析(输出语法树),能够读文件，也

8、能够把输出的结果保存文件中，可以把树的层次结果输出到文件中。实验三 语义分析一、实习目的通过上机实习，加深对语法制时翻译原理的理解，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。二、实习要求采用递归下降语法制导翻译法对算术表达式、赋值语句、条件语句、循环语句进行语义分析生成四元式序列。实习的输入和输出（举例）1输入语法分析提供的正确的单词串，输出四元式序列。例如：对于语句串：float r , h , s;s=2*3.1416*r*(h+r)2输出的四元式序列如下：(1) （*，2，3.1416，T1）(2) （*， T1， r, T2）(3) （+， h, r, T3）(4)

9、（*， T2， T3， T4）(5) （=， T4， _， s）3.实习内容：以下三个内容难度不同，三选一实现即可。（1）写出一个源程序中仅包含ifelse, if语句的语法分析。要求能分析其自身嵌套。（2）写出一个源程序中仅包含while语句的语法分析。求能分析其自身嵌套。（3）写出一个源程序中包含while语句、if-else、if语句的语法分析。 要求能分析其自身嵌套。注意：（1）对条件的判断只需要实现关系表达式即可，不需要实现布尔表达式的翻译；（2）“嵌套”功能的实现依赖于文法。如果： = = （推到得到） if语句 if条件语句 （产生式） 则有： = = if条件 if条件语句 即

10、， 会自动实现嵌套功能。 测试代码：void main() while (a+2d) a = b+1; c = 7; 结果：1: (+, a, 2, T1 )2: (J, c, d, 6 )5: (J, _, _, 10 )6: (+, b, 1, T2 )7: (=, T2, _, a )8: (=, 7, _, c )9: (J, _, _, 4 )10: (J, _, _, 1 )void main() if(a+23) b = 6; else if(b7) c = a+b; d = 0; 结果：1: (+, a, 2, T1 )2: (J, T1, 3, 4 )3: (J, _, _, 6 )4: (=, 6, _, b )5: (J, _, _, 11 )6: (J, b, 7, 8 )7: (J, _, _, 11 )8: (+, a, b, T2 )9: (=, T2, _, c )10: (=, 0, _, d )