编译原理课程设计词法语法分析器.docx
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编译原理课程设计词法语法分析器
编译原理课程设计
CourseDesignofCompiling
（课程代码3273526）
半期题目：
词法和语法分析器
实验学期：
大三第二学期
学生班级：
2014级软件四班
学生学号：
2014112218
学生姓名：
何华均
任课教师：
丁光耀
信息科学和技术学院
2017.6
课程设计1-C语言词法分析器
1.题目
C语言词法分析
2.内容
选一个能正常运行的c语言程序，以该程序出现的字符作为单词符号集，不用处理c语言的所有单词符号。
将分析到的单词符号对应的二元组输出到文件中保存
可以将扫描缓冲区和输入缓冲区合成一个缓冲区，一次性输入源程序后就可以进行预处理了
3.设计目的
掌握词法分析算法，设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解
4.设计环境（电脑语言环境）
语言环境:
C语言
CPU:
i7HQ6700
内存：
8G
5.概要设计（单词符号表，状态转换图）
5.1词法分析器的结构
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。
词法分析程序可以单独为一个程序；也可以作为整个编译程序的一个子程序，当需要一个单词时，就调用此法分析子程序返回一个单词.
为便于程序实现,假设每个单词间都有界符或运算符或空格隔开,并引入下面的全局变量及子程序:
1）ch存放最新读进的源程序字符
2）strToken存放构成单词符号的字符串
3）Buffer字符缓冲区
4）structkeyType存放保留字的符号和种别
源程序
输入缓冲区
预处理子程序
扫描缓冲区1
扫描缓冲区2
词法分析子程序
返回一个单词
调用
数据
5.2待分析的简单词法
（1）保留字
break、case、char、const、int、do、while…
（2）运算符和界符
=、+、-、*、/、%、，、；、（、）、？
、#
5.3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
ID
0
sizeof
24
INT
1
static
25
auto
2
struct
26
break
3
switch
27
case
4
typedef
28
char
5
union
29
const
6
unsigned
30
continue
7
void
31
default
8
volatile
32
do
9
while
33
double
10
=
34
else
11
+
35
enum
12
-
36
extern
13
*
37
float
14
/
38
for
15
%
39
goto
16
40
if
17
;
41
int
18
（
42
long
19
）
43
register
20
?
44
return
21
clear
45
short
22
#
46
signed
23
lettet（letter|digit）*
47
dightdight*
48
5.3状态转换图
6.详细设计（数据结构，子程序）
算法思想：
首先设置3个变量：
①strToken用来存放构成单词符号的字符串；②ch用来字符；③structkeyType用来存放单词符号的种别码。
扫描子程序主要部分流程如下图所示。
子程序结构：
子程序名
功能
GETCHAR（）
读一个字符到ch中
GETBC（）
读一个非空白字符到ch中
CONCAT（）
把CHAR中字符连接到strToken之后
LETTER（）
判断CHAR中字符是否为字母
DIGIT（）
判断ch中字符是否为数字
RESERVE（）
用strToken中的字符串查找保留字表,并返回保留字种别码,若返回零,则非保留字
RETRACT（）
把CHAR中字符回送到缓冲区
7.程序清单
//ConsoleApplication1.cpp:
定义控制台使用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#include"conio.h"
#include"string.h"
#defineN47
charch;
charstrToken[20];//存放构成单词符号的字符串
charbuffer[1024];//字符缓冲区
structkeyType{
charkeyname[256];
intvalue;
}Key[N]={{"$ID",0},{"$INT",1},{"auto",2},{"break",3},{"case",4},
{"char",5},{"const",6},{"continue",7},{"default",8},{"do",9},
{"double",10},{"else",11},{"enum",12},{"extern",13},{"float",14},
{"for",15},{"goto",16},{"if",17},{"int",18},{"long",19},{"register",20},
{"return",21},{"short",22},{"signed",23},{"sizeof",24},{"static",25},
{"struct",26},{"switch",27},{"typedef",28},{"union",29},{"unsigned",30},
{"void",31},{"volatile",32},{"while",33},{"=",34},{"+",35},{"-",36},{"*",37},
{"/",38},{"%",39},{",",40},{";",41},{"（",42},{"）",43},{"?
",44},{"clear",45},{"#",46}};
voidGetChar（）//读一个字符到ch中
{
inti;
if（strlen（buffer）>0）{
ch=buffer[0];
for（i=0;i<256;i++）
buffer[i]=buffer[i+1];
}
else
ch='\0';
}
voidGetBC（）
//读一个非空白字符到ch中
{
inti;
while（strlen（buffer））{
i=0;
ch=buffer[i];
for（;i<256;i++）buffer[i]=buffer[i+1];
if（ch!
=''&&ch!
='\n'&&ch!
='\0'）break;
}
}
voidConCat（）
//把ch连接到strToken之后
{
chartemp[2];
temp[0]=ch;
temp[1]='\0';
strcat（strToken,temp）;
}
boolLetter（）
//判断ch是否为字母
{
if（ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z'）
returntrue;
else
returnfalse;
}
boolDigit（）
//判断ch是否为数字
{
if（ch>='0'&&ch<='9'）
returntrue;
else
returnfalse;
}
intReserve（）
//用strToken中的字符查找保留字表，并返回保留字种别码，若返回0，则非保留字
{
inti;
for（i=0;iif（strcmp（strToken,Key[i].keyname）==0）
returnKey[i].value;
return0;
}
voidRetract（）
//把ch中的字符回送到缓冲区
{
inti;
if（ch!
='\0'）{
buffer[256]='\0';
for（i=255;i>0;i--）
buffer[i]=buffer[i-1];
buffer[0]=ch;
}
ch='\0';
}
keyTypeReturnWord（）
{
strcpy（strToken,"\0"）;
intc;
keyTypetempkey;
GetBC（）;
if（ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z'）{
ConCat（）;
GetChar（）;
while（Letter（）||Digit（））{
ConCat（）;
GetChar（）;
}
Retract（）;
c=Reserve（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
if（c==0）
tempkey.value=0;
else
tempkey.value=Key[c].value;
}
elseif（ch>='0'&&ch<='9'）{
ConCat（）;
GetChar（）;
while（Digit（））{
ConCat（）;
GetChar（）;
}
Retract（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
tempkey.value=1;
}
else{
ConCat（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
tempkey.value=Reserve（）;
}
returntempkey;
}
/*
主函数
*/
intmain（）{
//文件操作
FILE*fp;
if（（fp=fopen（"E:
\\作业\\编译原理\\Ccode.txt","r"））==NULL）{
printf（"cannot open file/n"）;exit
（1）;
}
while（!
feof（fp））{
if（fgets（buffer,250,fp）!
=NULL）
{
printf（"E:
\\作业\\编译原理\\Ccode.txt\n"）;
}
}
keyTypetemp;
printf（"单词\t种别号\n"）;
while（strlen（buffer））{
temp=ReturnWord（）;
printf（"%s\t%d\n\n",temp.keyname,temp.value）;
}
printf（"theend!
\n"）;
getch（）;
return0;
}
8.运行结果
E:
/作业/编译原理/Code.txt
运行结果
九、实验体会
通过本次次法分析设计实验，我加深了对词法分析过程的理解。
并在实际的设计过程深入的了解了编译原理思想。
对编译原理课程有了更深的理解
课程设计二：
设计简单的语法分析器
一、题目
设计简单的语法分析器
二、设计内容
用算符优先分析方法设计一个分析解释程序，对输入的赋值语句、输出语句、清除语句进行词法分析、语法分析、表达式求值并存储于指定变量中；若存在错误，提示错误相关信息。
三、设计目的
了解掌握算符优先分析的基本方法、内容；
四、设计环境
语言环境:
C语言
CPU:
i7HQ6700
内存：
8G
五、概要设计
5.1设计思路
语法分析的任务:
把单词符号作为基本单位,分析程序是否为合法的程序.
算符优先分析法是自下而上的语法分析方法，即根据文法,对输入字串进行归约,若能正确地归约为文法的初始符号,则表示输入字串是合法的.主要研究对输入的赋值语句、输出语句、清除语句进行词法分析、语法分析、表达式求值并存储于指定变量中；若存在错误，提示错误相关信息。
文法表示：
S→v=E|E?
|clear
E→E+T|E-T|T
T→T*F|T/F|F
F→（E）|v|c
5.2单词种别码设计
符号
种别码
=
1
？
2
+
3
-
4
*
5
/
6
（
7
）
8
v
9
c
10
clear
11
#
12
N
13
六、详细设计
6.1变量及函数说明
变量及函数名
表示内容及操作
intpriority[NUM][NUM]
优先关系矩阵
structWordType
单词种别码结构
structVarWord
变量表中的元素结构
mainStack
归约栈
wordStack
单词串
GetwordStack（）
输入串转化成单词串
GetWord（）
从单词串中取单词
ClearwordStack（）、ClearmainStack（）
清空单词串和归约栈
CheckvarTable（chara[]）
查看变量在变量表中的位置
AddvarTable（VarWorda）
变量表添加变量
InitmainStack（）
初始化归约栈
AddmainStack（WordTypea）
归约栈添加
Handle（）
归约处理程序
MainHandle（）
归约子程序
七、程序清单
//ConsoleApplication1.cpp:
定义控制台使用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#include"conio.h"
#include"string.h"
#defineNUM14
#defineM256
#defineN47//保留字个数
charch='\0';//存放最新读进的源程序字符
charstrToken[20]="\0";//存放构成单词符号的字符串
charbuffer[257]="\0";//字符缓冲区
structkeyType{
charkeyname[256];
intvalue;
}Key[N]={{"$ID",0},{"$INT",1},{"auto",2},{"break",3},{"case",4},
{"char",5},{"const",6},{"continue",7},{"default",8},{"do",9},
{"double",10},{"else",11},{"enum",12},{"extern",13},{"float",14},
{"for",15},{"goto",16},{"if",17},{"int",18},{"long",19},{"register",20},
{"return",21},{"short",22},{"signed",23},{"sizeof",24},{"static",25},
{"struct",26},{"switch",27},{"typedef",28},{"union",29},{"unsigned",30},
{"void",31},{"volatile",32},{"while",33},{"=",34},{"+",35},{"-",36},{"*",37},
{"/",38},{"%",39},{",",40},{";",41},{"（",42},{"）",43},{"?
",44},{"clear",45},{"#",46}};
//优先关系矩阵
intpriority[NUM][NUM]={{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0},
{0,0,0,1,1,-1,-1,-1,1,-1,0,0,1,0},
{0,0,0,1,1,-1,-1,-1,1,-1,0,0,1,0},
{0,0,0,1,1,1,1,-1,1,-1,0,0,1,0},
{0,0,0,1,1,1,1,-1,1,-1,0,0,1,0},
{0,0,0,-1,-1,-1,-1,-1,2,-1,0,0,0,0},
{0,0,0,1,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0},
{0,0,1,1,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,-1,-1,-1,-1,-1,0,0,0,0,3,0},
{0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0}};
structVarTable{
VarWordelem[M];
intlen;
}varTable;
structOperateStack{
WordTypeelem[M];//单词元素
intlen;
};
OperateStackmainStack;//归约栈
OperateStackwordStack;
structWordType{
charword[M];
intvalue;
}wordType[NUM]={{"error",0},{"=",1},{"?
",2},{"+",3},{"-",4},{"*",5},{"/",6},{"（",7},{"）",8},{"$i",9},{"$c",10},{"clear",11},{"#",12},{"$N",13}};
/*
变量表
*/
structVarWord{
charvarname[M];//变量名
charvalue[M];
boolflag;
};
voidGetChar（）//读一个字符到ch中
{
inti;
if（strlen（buffer）>0）{
ch=buffer[0];
for（i=0;i<256;i++）
buffer[i]=buffer[i+1];
}
else
ch='\0';
}
voidGetBC（）//读一个非空白字符到ch中
{
inti;
while（strlen（buffer））{
i=0;
ch=buffer[i];
for（;i<256;i++）buffer[i]=buffer[i+1];
if（ch!
=''&&ch!
='\n'&&ch!
='\0'）break;
}
}
voidConCat（）//把ch连接到strToken之后
{
chartemp[2];
temp[0]=ch;
temp[1]='\0';
strcat（strToken,temp）;
}
boolLetter（）//判断ch是否为字母
{
if（ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z'）
returntrue;
else
returnfalse;
}
boolDigit（）//判断ch是否为数字
{
if（ch>='0'&&ch<='9'）
returntrue;
else
returnfalse;
}
intReserve（）//用strToken中的字符查找保留字表，并返回保留字种别码，若返回0，则非保留字
{
inti;
for（i=0;iif（strcmp（strToken,Key[i].keyname）==0）
returnKey[i].value;
return0;
}
voidRetract（）//把ch中的字符回送到缓冲区
{
inti;
if（ch!
='\0'）{
buffer[256]='\0';
for（i=255;i>0;i--）
buffer[i]=buffer[i-1];
buffer[0]=ch;
}
ch='\0';
}
keyTypeReturnWord（）
{
strcpy（strToken,"\0"）;
intc;
keyTypetempkey;
GetBC（）;
if（ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z'）{
ConCat（）;
GetChar（）;
while（Letter（）||Digit（））{
ConCat（）;
GetChar（）;
}
Retract（）;
c=Reserve（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
if（c==0）
tempkey.value=0;
else
tempkey.value=Key[c].value;
}
elseif（ch>='0'&&ch<='9'）{
ConCat（）;
GetChar（）;
while（Digit（））{
ConCat（）;
GetChar（）;
}
Retract（）;
strcpy（tempkey.keyname,strToken）;
tempkey.value=1;
}
else{
ConCat（）;
strcpy（tempkey.keyname,s
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