词法分析器计算器设计及实现实验报告.docx
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词法分析器计算器设计及实现实验报告
辅导教师张静成绩
实验日期
实验时间
1实验名称：
词法分析器的设计与实现
2、实验目的
（1）掌握C语言单词符号的划分、正规式、状态转换图及词法分析器的实现。
（2）掌握词法分析程序的作用。
3、实验要求
（1）对任给的一个C语言源程序，能够滤掉空格、回车换行符、tab键及注释。
（2）识别各类单词符号，如关键字、标识符、运算符、常数、界符，结果以二元式形式输出，并构造符号表。
（3）输出有词法错误的单词及所在行号。
（在此阶段只能识别有限的词法错误）
4、实验原理
根据扫描到的单词符号的第一个字符的种类，分别转到相应的程序进行处理。
这些程序的功能就是识别以相应字符开头的各类单词符号。
5、实验步骤
（1）根据C语言各类单词的正规式，构造能识别各类单词的状态转换图。
（2）根据状态转换图，构造识别各类单词的词法分析器。
6、状态转换图及词法分析程序
状态转换图:
词法分析程序:
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
stringkeywords[20]={"include","void","main","int","char","float","double","if","else","then","break","continue","for","do","while","printf","scanf","begin","end","return"};
charrz[99999]="";
stringid[10000];
intpp=0;
stringnu[10000];
intqq=0;
intchoice1（chara）//判断是否是字母
{
if（（a>='a'&&a<='z'）||（a>='A'&&a<='Z'））
return1;
elsereturn0;
}
intchoice2（chara）//判断是否是数字
{
if（a>='0'&&a<='9'）
return1;
elsereturn0;
}
intalpha（intst）//识别保留字和标识符
{
charwordbuf[20]="";
intn=0;
for（;;）
{
wordbuf[n]=rz[st];
st++;
n++;
if（（choice2（rz[st]）==1）||（choice1（rz[st]）==1）||（rz[st]=='_'））
wordbuf[n]=rz[st];
elsebreak;
}
intflag=0;
for（intk=0;k<20;k++）
{
if（strcmp（keywords[k].c_str（）,wordbuf）==0）flag=1;
}
if（flag==0）
{
intflagg=-1;
for（intt=0;t{
if（strcmp（id[t].c_str（）,wordbuf）==0）
{
flagg=t;
}
}
if（flagg!
=-1）printf（"（id,%d）",flagg）;
else
{
id[pp]=wordbuf;
printf（"（id,%d）",pp）;
pp++;
}
}
else
{
printf（"（"）;
for（inti=0;i{
printf（"%c",wordbuf[i]）;
}
printf（",-）"）;
}
returnst;
}
intnumber（intst）//识别整数
{
charnumbuf[20]="";
intn=0;
intk=0;
intflag=0;
for（;;）
{
numbuf[n]=rz[st];
st++;
n++;
if（choice2（rz[st]）==1）
{
numbuf[n]=rz[st];
}
elseif（（k==0）&&（rz[st]=='.'））
{
numbuf[n]=rz[st];
k++;
}
elseif（choice1（rz[st]）==1）
{
numbuf[n]=rz[st];
flag=1;
continue;
}
elsebreak;
}
if（flag==0）
{
intflagg=-1;
for（intt=0;tif（strcmp（nu[t].c_str（）,numbuf）==0）
flagg=t;
if（flagg!
=-1）printf（"（nu,%d）",flagg）;
else
{
nu[qq]=numbuf;
printf（"（nu,%d）",qq）;
qq++;
}
}
else
{
printf（"（"）;
for（inti=0;iprintf（",errordigital!
）"）;
}
returnst;
}
intanotation（intst）//处理除号/和注释
{
chartabuf[9999]="";
intn=0;
st++;
if（rz[st]=='/'）
{
printf（"（//,-）"）;
st++;
while（rz[st]!
=10）
{
tabuf[n]=rz[st];
st++;
n++;
}
printf（"\n注释"）;
for（inti=0;iprintf（"%c",tabuf[i]）;
}
elseif（rz[st]=='*'）
{
printf（"（/*,-）"）;
st++;
intstt=st+1;
while
（1）
{
if（rz[st]=='*'&&rz[st+1]=='/'）break;
tabuf[n]=rz[st];
st++;
n++;
if（rz[st+1]=='\0'）
{
printf（"（/*error!
!
\n）"）;
returnst+1;
}
}printf（"\n注释"）;
for（inti=0;iprintf（"%c",tabuf[i]）;
printf（"（*/,-）"）;
st=st+2;
}
elseif（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（/*,-）"）;
}
elseprintf（"（/,-）"）;
returnst;
}
intother（intst）//函数识别其他特殊字符
{
switch（rz[st]）
{
case'=':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（rlop,==）"）;
}
elseprintf（"（rlop,=）"）;
break;
case'+':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（+=,-）"）;
}
elseif（rz[st]=='+'）
{
st++;
printf（"（++,-）"）;
}
elseprintf（"（+,-）"）;
break;
case'-':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（-=,-）"）;
}
elseif（rz[st]=='-'）
{
st++;
printf（"（--,-）"）;
}
elseprintf（"（-,-）"）;
break;
case'*':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（*=,-）"）;
}
elseprintf（"（*,-）"）;
break;
case'>':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（rlop,>=）"）;
}
elseprintf（"（rlop,>）"）;
break;
case'<':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（rlop,<=）"）;
}
elseprintf（"（rlop,<）"）;
break;
case'%':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（\%=,-）"）;
}
elseprintf（"（\%,-）"）;
break;
case'!
':
st++;
if（rz[st]=='='）
{
st++;
printf（"（!
=,-）"）;
}
elseprintf（"（!
wrongthing!
）"）;
break;
case'&':
st++;
if（rz[st]=='&'）
{
st++;
printf（"（&&,-）"）;
}
elseprintf（"（&,worngword!
）"）;
break;
case'|':
st++;
if（rz[st]=='|'）
{
st++;
printf（"（||,-）"）;
}
elseprintf（"（|,worngword!
）"）;
break;
case'{':
st++;
printf（"（{,-）"）;
break;
case'}':
st++;
printf（"（},-）"）;
break;
case'（':
st++;
printf（"（（,-）"）;
break;
case'）':
st++;
printf（"（）,-）"）;
break;
case'[':
st++;
printf（"（[,-）"）;
break;
case']':
st++;
printf（"（],-）"）;
break;
case':
':
st++;
printf（"（:
-）"）;
break;
case'#':
st++;
printf（"（#,-）"）;
break;
case';':
st++;
printf（"（;,-）"）;
break;
case'.':
st++;
printf（"（.,-）"）;
break;
case',':
st++;
printf（"（,,-）"）;
break;
case'':
st++;
break;
case'':
st++;
break;
case10:
st++;
printf（"\n"）;
break;
case34:
st++;
printf（"（\",-）"）;
break;
case39:
st++;
printf（"（',-）"）;
break;
default:
printf（"（%c,worngthing）",rz[st]）;
st++;
}
returnst;
}
intchoice（intst）//根据读入的单词的第一个字符确定调用不同的单词识别函数
{
if（choice1（rz[st]）==1）
st=alpha（st）;
elseif（choice2（rz[st]）==1）
st=number（st）;
elseif（rz[st]=='/'）
st=anotation（st）;
elsest=other（st）;
returnst;
}
intmain（）
{
inti=0;
FILE*fp;
charname[10];
printf（"请输入文件名:
\n"）;
scanf（"%s",&name）;
if（（fp=fopen（name,"r"））==NULL）
{
printf（"Openerror!
"）;
exit（0）;
}
charch=fgetc（fp）;
while（ch!
=EOF）
{
rz[i]=ch;
i++;
ch=fgetc（fp）;
}
fclose（fp）;
intj=0;
while（rz[j]!
='\0'）
j=choice（j）;
cout<for（inti=0;icout<cout<<"程序中数字如下"<for（intj=0;jcout<system（"pause"）;
}
7、测试及结果
测试代码:
intchoice（intst）//根据读入的单词的第一个字符确定调用不同的单词识别函数
{
if（choice1（rz[st]）==1）
st=alpha（st）;
elseif（choice2（rz[st]）==1）
st=number（st）;
elseif（rz[st]=='/'）
st=anotation（st）;
elsest=other（st）;
returnst;
}
测试结果:
8、心得
通过本次的实验，使我真正的了解词法分析器的实现过程，让我更加深刻领悟词法分析器的实现原理。
虽然在本次实验中遇到了各种各样的困难和错误，但在同学们的帮助下我都一一克服了，使得词法分析器能够正确的识别相应的词法和表达式。
在做实验的过程中，总是会忽略各种细节，从而导致经常修改一些很小的低级错误才能使程序正常运行，不仅浪费时间，还影响对其他地方的修改，并且在很多步骤处理上，方法不正确。
使结果不能符合要求，深刻体会到了自己在编程方面与别人的差距，在今后的学习中，我会注意改正自己在这方面的缺点，促使自己的编程水平不断进步。
编译原理是一门专业学科，对于现阶段的我来说，只能掌握它的一些基本原理和概念，对于一些更深层的知识还是有很多难以理解的地方。
但在这次实验过程中，锻炼了自己的思考能力，也锻炼了自己的动手编程能力，对于将知识的转化有了很大的帮助。
辅导教师张静成绩
实验日期
实验时间
1实验名称计算器的设计与实现
2、实验目的
掌握自上而下语法分析方法、自下而上语法分析方法
3、实验要求
（1）实验内容
设计及实现计算表达式的计算器。
表达式中可包含+、-、*、/、（、）等运算符。
（2）实验要求：
对已给的一个二元式形式表达式，能够检查有无语法错误。
并指定出错位置。
将表达式的语法树输出（或将语法分析过程输出）。
4、实验原理
根据算符优先分析思想实现语法分析程序。
5、实验步骤
（1）根据文法构造语法分析表。
（2）编写总控程序实现语法分析。
6、算符优先分析表及语法分析程序
算符优先分析表:
语法分析程序:
#include
#include
#defineMaxSize99
voidtranslate（charstr[],charexp[]）/*将算术表达式转换成后缀表达式*/
{
struct
{
chardata[MaxSize];
inttop;/*top为栈顶*/
}op;/*定义一个含data和top的结构体*/
charch;
inti=0,t=0;
op.top=-1;
ch=str[i];/*将str的每一个数转换成ch*/
i++;
while（ch!
='\0'）/*ch对应不同的符号的时候对应的转换情况*/
{
switch（ch）
{
case'（':
/*当是的时候将此括号存入栈op*/
op.top++;op.data[op.top]=ch;
break;
case'）':
while（op.data[op.top]!
='（'）/*括号内的转换优先级最高故先提
取表达式*/
{
exp[t]=op.data[op.top];
op.top--;
t++;
}
op.top--;
break;
case'+':
case'-':
while（op.top!
=-1&&op.data[op.top]!
='（'）{
exp[t]=op.data[op.top];
op.top--;
t++;
}
op.top++;/*恢复可插入位置*/
op.data[op.top]=ch;
break;
case'*':
case'/':
while（op.top=='/'||op.top=='*'）/*优先级*/
{
exp[t]=op.data[op.top];
op.top--;
t++;
}
op.top++;
op.data[op.top]=ch;
break;
case'':
/*忽略空格排除误操作*/
break;
default:
while（ch>='0'&&ch<='9'）
{
exp[t]=ch;t++;
ch=str[i];i++;
}
i--;
exp[t]='#';/*分隔操作数为了美观也为了以后好
分隔操作数*/
t++;
}
ch=str[i];
i++;
}
while（op.top!
=-1）/*得到剩下的部分*/
{
exp[t]=op.data[op.top];
t++;
op.top--;
}
exp[t]='\0';/*表达式结束*/
}
floatcal_value（charexp[]）{
struct
{
floatdata[MaxSize];
inttop;
}st;/*操作数栈*/
floatd;
charch;
intt=0;
st.top=-1;
ch=exp[t];
t++;
while（ch!
='\0'）
{
switch（ch）/*运算主体*/
{
case'+':
st.data[st.top-1]=st.data[st.top-1]+st.data[st.top];
st.top--;
break;
case'-':
st.data[st.top-1]=st.data[st.top-1]-st.data[st.top];
st.top--;
break;
case'*':
st.data[st.top-1]=st.data[st.top-1]*st.data[st.top];
st.top--;
break;
case'/':
if（st.data[st.top]!
=0）
st.data[st.top-1]=st.data[st.top-1]/st.data[st.top];
else
{
printf（"\n\t除0是错误的"）;
}
st.top--;
break;
default:
d=0;
while（ch>='0'&&ch<='9'）/*从后缀表达式中获取操作数
#作用在此体现*/
{
d=10*d+ch-'0';
ch=exp[t];t++;
}
st.top++;
st.data[st.top]=d;
}
ch=exp[t];
t++;
}
returnst.data[st.top];
}
intmain（）/*可以提到前面去*/
{
charstr[MaxSize],exp[MaxSize];/*str为算术表达式,exps为后缀表达式*/
printf（"请输入一个求值表达式\n"）;
gets（str）;/*输入一个算术表达式*/
printf（"原表达式是:
%s\n",str）;
translate（str,exp）;/*将算术表达式转换成后缀表达式*/
printf（"后缀表达式%s\n",exp）;
printf（"计算结果:
%g\n",cal_value（exp））;/*通过后缀表达式来求值*/
system（"pause"）;
return0;
}
7、测试及结果
8、心得
此次实验，经过对计算器的设计与实现,让我对编译原理的基本知识有了深入的了解，加强了对语法分析的认识,掌握了自上而下语法分析方法、自下而上语法分析方法。
熟悉了算符优
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