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编译原理实验指导书

LIAOCHENGUNIVERSITY

编译原理

实验指导书

聊城大学计算机学院

2011年3月

目　录

《编译原理》课程实验教学大纲

课程名称：

编译原理

英文名称：

Compileprinciples

设置形式：

非独立设课

课程模块：

专业方向课

实验课性质：

专业实验

课程编号：

509615

课程负责人：

姜华

大纲主撰人：

姜华

大纲审核人：

左风朝

一、学时、学分

课程总学时：

实验学时：

课程学分：

二、适用专业及年级

计算机科学与技术、软件工程三年级

三、课程目标与基本要求

《编译原理》课程是计算机专业的核心课程，是培养计算机技术高级人才的必修课程。

该课程通过程序设计语言和语言处理软件的理论与技术的教学，培养学生利用计算机语言处理技术进行系统分析和软件设计的能力。

<<编译原理>>是理论与实践并重的课程，这门实验课要综合运用一、二、三年级所学的多门课程的内容。

实验目标与要求；1．学会用高级程序设计语言设计词法分析器。

2．学会用高级程序设计语言设计语法分析器。

四、主要仪器设备

Windows操作系统，编程语言采用C、C++，集成调试环境采用TC或MicrosoftVisualStudio6

五、实验项目及教学安排

序

号

实验项目

名称

实验内容

学时

要求

性质

类别

所用主要仪

器及台套数

所在实验室

用C或者C++语言设计一个词法分析器

1. 确定编译中使用的表格、词法分析器的输出形式、标识符与关键字的区分方法。

2. 把词法分析器设计成一个独立的过程。

必做

设计

综合型

微机，每人一台。

计算机学院实验中心

用C或者C++语言设计一个语法分析器。

1. 词法分析和语法分析在一起实现。

2.把语法分析器设计成一个独的过程。

必做

设计

综合型

微机，每人一台。

计算机学院实验中心

六、考核方式及成绩评定

根据学生实验出勤情况、实验态度、实验报告成绩等方面评定实验成绩。

实验报告平均成绩（含实验理论）占实验成绩的50%，实验技能平均成绩（含实验态度）占实验成绩的50%。

实验成绩占该课程考试总成绩的10％—20%。

在机器上将程序及运行结果上传至服务器，由实习教师给出优、良、中、及格、不及格。

七、实验教科书、参考书

1．实验教科书

自编实验指导书。

2．实验参考书

实验一　词法分析器的设计

基本信息

实验课程：

编译原理设课形式：

非独立

课程学分：

4实验项目：

词法分析器的设计

项目类型：

设计项目学时：

实验目的

1.掌握词法分析的原理；

2.熟悉符号表的建立与单词的分类方法；

3.掌握词法分析器的设计与调试；

实验内容

1.分析如表1所定义的PASCAL语言子集的语法，找出所有单词的组成及类别；

2.完成单词的分类及其编码；

3.完成保留字表、变量名表和常数表的结构设计；

4.建立识别单词符号集合的DFA；

5.由DFA设计词法分析程序；

6.调试并运行词法分析程序；

7.实验结果分析。

分析结果含义并写出自己的心得体会。

表1.PASCAL语言子集的语法定义

〈程序〉→〈变量说明〉BEGIN〈语句表〉END.

〈变量说明〉→VAR〈变量表〉：

〈类型〉；|〈空〉

〈变量表〉→〈变量表〉，〈变量〉|〈变量〉

〈类型〉→INTEGER

〈语句表〉→〈语句表〉；〈语句〉|〈语句〉

〈语句〉→〈赋值语句〉|〈条件语句〉|〈WHILE语句〉|〈复合语句〉|〈过程定义〉

〈赋值语句〉→〈变量〉∶=〈算术表达式〉

〈条件语句〉→IF〈关系表达式〉THEN〈语句〉ELSE〈语句〉

〈WHILE语句〉→WHILE〈关系表达式〉DO〈语句〉

〈复合语句〉→BEGIN〈语句表〉END

〈过程定义〉→PROCEDURE〈标识符〉〈参数表〉；BEGIN〈语句表〉END

〈参数表〉→（〈标识符表〉）|〈空〉

〈标识符表〉→〈标识符表〉，〈标识符〉|〈标识符〉

〈算术表达式〉→〈算术表达式〉+〈项〉|〈项〉

〈项〉→〈项〉*〈初等量〉|〈初等量〉

〈初等量〉→（〈算术表达式〉）|〈变量〉|〈无符号数〉

〈关系表达式〉→〈算术表达式〉〈关系符〉〈算术表达式〉

〈变量〉→〈标识符〉

〈标识符〉→〈标识符〉〈字母〉|〈标识符〉〈数学〉|〈字母〉

〈无符号数〉→〈无符号数〉〈数字〉|〈数字〉

〈关系符〉→=|＜|＜=|＞|＞=|＜＞

〈字母〉→A|B|C|…|X|Y|Z

〈数字〉→0|1|2|…|8|9

〈空〉→

提示：

（1）单词的分类。

可将所有标识符归为一类；将常数归为另一类；保留字和分隔符则可采取一词一类。

（2）符号表的建立。

可事先建立一保留字表，以备在识别保留字时进行查询。

变量名表及常数表则在词法分析过程中建立。

（3）单词串的输出形式。

所输出的每一单词，均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。

对于变量标识符和常数，CLASS字段为相应的类别码，VALUE字段则是该标识符、常数在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串，其最大长度为四个字符；常数表登记项中则存放该整数的二进制形式）。

对于保留字和分隔号，由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。

不过，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，也可以在CLASS字段上直接放置单词符号串本身。

测试用输入：

测试用输入程序为。

Procedureprogram1（a,b）；

Begin

Varxyz=50;

Whilea>bdo

begin

Ifxyz=0then

xyz=50;

xyz:

=xyz-a;

=a-1;

end

End

实验扩充

构造语言的词法分析程序，要求识别出变量类型并记录相关信息。

实验说明

实验环境：

WINDOWS下，工具为TurboC2.0或VisualC6.0。

实验考核方式

1．提交实验报告

2．演示程序和答辩（抽查）

实验辅导

1.词法分析程序的功能

词法分析程序又称为扫描器，其功能在于依次扫视字符串形式源程序中的各个字符，逐个识别出其中的单词，并将其转换为内部编码形式的单词符号串作确为输出。

通常，可采用二元式

（class，value）

来表示一个单词符号的内部编码，其中：

class为一整数码，用于表示该单词的类别；value则是该单词之值（如变量名在符号表中序号，常数的二进制表示，以及运算符和分隔符的编码等等）。

概括地说，扫描器在其工作过程中，一般应完成下列的任务：

（1）识别出源程序中的各个单词符号，并将其转换为内部编码形式；

（2）删除无用的空白字符、回车字符以及其它非实质性字符；

（3）删除注释；

（4）进行词法检查，报告所发现的错误。

此外，视编译工作流程的组织，一些编译程序在进行词法分析时，还要完成将所识别出的标识符登录到符号表的工作。

2.实例分析

对于表2所列的各类单词符号，词法分析程序可按图1所示的状态转换图来构造。

表2一个语言的单词符号及分类码表

图1识别表2所列语言单词的DFA及相关的语义过程