编译原理词法分析课程设计.docx
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编译原理词法分析课程设计
课程设计
报告题目：
编译原理词法分析
学习中心：
计算机信息工程学院
指导老师：
郜晓晶
学生姓名：
黄正鹏学号:
091014861
专业：
软件工程
2011年12月1日
2011—2012学年第一学期
目录
一、问题描述………………………………………………………………………………………………………2
二、词法分析………………………………………………………………………………………………………2
三、简要分析与概要设计…………………………………………………………………………………………3
四、程序流程图.……………………………………………………………………………………………………4
五、源代码.…………………………………………………………………………………………………………4
六、运行结果………………………………………………………………………………………………………16
七、设计收获与体会………………………………………………………………………………………………19
词法分析程序设计
1.问题描述
本次课程设计要求在Windows环境下使用visualC++软件，采用熟悉的语言，通过设计、编制、调试一个对于C语言词法的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解，并实现输出单词序列的词法检查和分析。
2.词法分析
2.1五种单词的文法
<标识符>->l|l<字母数字>
<字母数字>->l|d|l<字母数字>|d<字母数字>
<无符号整数>->d|d<无符号整数>
<运算符>->+|-|*|/|=|<<等号>|><等号>……
<界符>->，|；|（|）|{|}|……
其中l表示a~z中的任何一个英文字母，d表示0~9中的任一个数字。
关键字也是一种单词，一般关键字都是由字母构成，关键字集合时标识符集合的子集。
2.2词法分析方法
从待分析文件中取出当前符号ch=fgetc（fp）
If（Isalpha（ch））
{
读出字符串，放进TOKEN代码中
If（Iskey（token））
{
对不同关键字进行种别码设置
}
else标识符种别码设置
}
elseif（Isdigit（ch））
{
统一设置为一种种别码
数字放入TOKEN代码中
}
elseif（Isoperation（ch））
{
对不同操作符设置不同种别码
将读出的操作符放入TOKEN代码
}
elseif（Isboundrary（ch））
{
设置每种界符的种别码
将读出的界符放入TOKEN代码中
}
2.3符号表设计和TOKEN代码设计
typedefstruct_token_list//记录词法分析结果
{
Tokentoken;
struct_token_list*next;
}TokenNode,*PTokenList;
typedefstruct_symtab{//符号表
charname[10];//名称
chartype[10];//类型
intlength;//长度
intoffset;//相对数
struct_symtab*next;
}sym,*PSYMLIST;
typedefstruct_token//TOKEN代码设计
{
intsym;//种别码
charstr[10];//存放单词
}*PToken,Token;
3.简要分析与概要设计：
设置一个TOKEN结构体，用来存放单词信息，其中包含sym和str[10]两个成员，sym用来存放单词种别码，str[10]数组用来存放单词符号。
设置一个Symtab结构体，用来存放符号表中个变量的信息，其中name[10]用来存放单词名称，type[10]用来存放单词类型，length用来存放单词存储位置信息。
在程序运行之前，先把要分析的程序放在一个.txt记事本中，分析过程中通过ch=fgetc（ch）从文件中读取字符，并进行分析，分析过程见2.2词法分析方法。
对分析之后的单词用二元式进行输出。
接下来进行符号表内容的输出，将已经分析过的关键字，存放在table[]数组中，当遇到分析出的符号为‘；’时，将table[]数组清空。
对分析出的标识符进行判断，如果是第一次分析出，则用symtab.type存放其类型，用symtab.name存放其名称，symtab.length存放其长度，symtab.offset存放其相对数，然后输出符号表信息，如果不是第一次分析出，则输出错误提示。
4.程序主要流程图
5.源代码
#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS//字符串和内存操作时关闭函数的安全警告
#include
#include
#include
intj,n;
charch;
typedefstruct_token
{
intsym;//种别码
charstr[10];//存放单词
}*PToken,Token;
typedefstruct_token_list{//记录词法分析结果
Tokentoken;
struct_token_list*next;
}TokenNode,*PTokenList;
typedefstruct_symtab{//符号表
charname[10];//名称
chartype[10];//类型
intlength;//长度
intoffset;//相对数
struct_symtab*next;
}sym,*PSYMLIST;
char_type[5][10]={"int","float","char","double","long"};//符号表类型
int_size[5]={32,32,8,64,32};//及对应的长度
PSYMLISTsymtab=NULL;//符号表的头指针
PSYMLISTsymtail=symtab;//符号表的尾指针
Tokentoken;
chartype[10]={0};//保存类型名称
PTokenListptl=NULL;//TokenList的头指针
PTokenListptltail=ptl;//TokenList的尾指针
intLineNumber=1;//记录代码行数
intoffset=0;//计算变量偏移地址
voidScan（FILE*）;//词法分析
boolIsoperation（charch）;//判断i当前所指的字符是否为一个运算符
boolIsboundary（charch）;//判断i当前所指的字符是否为一个分界符
boolIskey（charch[]）;//判断i当前所指的字符是否为关键字
boolIsalpha（charch）;//判断i当前所指的字符是否为字母
boolIsdigit（charch）;//判断i当前所指的字符是否为数字
boolIsType（charch[]）;//判断是否为类型
intGetSizeOfType（chartype[]）;//获得类型大小
intSearchSymTab（charname[]）;//查找符号表
voidAddToSymTab（Tokentoken）;
voidPrintSymTab（）;//显示符号表
voidAddToTokenList（Tokentoken）;//保存到词法分析表
voidPrintTokenList（）;//显示词法分析表
//主函数
voidmain（）
{
charinput[20];
FILE*fp;
printf（"*****************************************\n"
"10~~22----------------表示关键字\n"
"2---------------------表示标识符\n"
"3---------------------表示数字\n"
"40~~57----------------表示操作符\n"
"60~~65----------------表示界符\n"
"*******************************************\n"）;
printf（"pleaseinputthesourcefilename:
"）;
while（true）
{
gets（input）;
if（（fp=fopen（input,"r"））!
=NULL）break;//读取文件内容，并返回文件指针，该指针指向文件的第一个字符
else
printf（"fileopenfiled!
Pleaseinputagain:
"）;
}
printf（"\n********theresultisasfollows********\n"）;
while（!
feof（fp））Scan（fp）;//扫描源程序
//符号表
PrintSymTab（）;
//词法分析
PrintTokenList（）;
getchar（）;//暂停
}
//判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假
boolIsoperation（charch）
{
intt;
chararr[8]={'+','*','/','=','<','>','!
'};
for（t=0;t<8;t++）
if（ch==arr[t]）
returntrue;
returnfalse;
}
//判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假
boolIsboundary（charch）
{
intt;
chararr[6]={',',';','{','}','（','）'};
for（t=0;t<6;t++）
if（ch==arr[t]）
returntrue;
returnfalse;
}
//判断i当前所指的字符是否为一个关键字，是的话返回真，反之假
boolIskey（charch[]）
{
intt;
char*keywords[13]={"const","auto","if","else","break","int",
"char","float","long","for","do","printf","case"};
for（t=0;t<13;t++）
if（strcmp（token.str,keywords[t]）==0）
returntrue;
returnfalse;
}
boolIsType（charch[]）
{
intt;
char*keywords[5]={"int",
"char","float","long","double"};
for（t=0;t<5;t++）
if（strcmp（token.str,keywords[t]）==0）
returntrue;
returnfalse;
}
//判断i当前所指的字符是否为字母，是的话返回真，反之假
boolIsalpha（charch）
{
if（（（ch<='z'）&&（ch>='a'））||（（ch<='Z'）&&（ch>='A'）））
returntrue;
returnfalse;
}
//判断i当前所指的字符是否为数字，是的话返回真，反之假
boolIsdigit（charch）
{
if（ch>='0'&&ch<='9'）
returntrue;
returnfalse;
}
intGetSizeOfType（chartype[]）
{
for（inti=0;i<5;i++）
{
if（strcmp（type,_type[i]）==0）
{
return_size[i];
}
}
return0;
}
voidAddToSymTab（Tokentoken）
{
PSYMLISTs=（PSYMLIST）malloc（sizeof（sym））;
if（s==NULL）return;
memset（s,0,sizeof（sym））;
memcpy（s->name,token.str,10）;
memcpy（s->type,type,10）;
s->length=GetSizeOfType（s->type）;
s->offset=offset;
offset+=s->length;
s->next=NULL;
if（symtab==NULL）//如果链表为空则初始化链表
{
symtab=s;
symtail=symtab;
}
else//链表不为空则将节点增加到链表尾部
{
symtail->next=s;
symtail=s;
}
}
intSearchSymTab（charname[]）
{
intexist=0;//如果没有找到
intindex=-1;
for（PSYMLISTs=symtab;s!
=NULL;s=s->next）
{
index+=1;
if（strcmp（name,s->name）==0）
exist=1;
}
returnexist?
index:
-1;
}
voidPrintSymTab（）
{
printf（"符号表：
\n"）;
printf（"名称类型长度相对数\n"）;
for（PSYMLISTs=symtab;s!
=NULL;s=s->next）
{
printf（"%-10s%-10s%-10d%-10d\n",s->name,s->type,s->length,s->offset）;
}
}
voidAddToTokenList（Tokentoken）
{
TokenNode*tn=（TokenNode*）malloc（sizeof（TokenNode））;
if（tn==NULL）return;
memcpy（&（tn->token）,&token,sizeof（Token））;
tn->next=NULL;
if（ptl==NULL）
{
ptl=tn;
ptltail=tn;
}
else
{
ptltail->next=tn;
ptltail=tn;
}
}
voidPrintTokenList（）
{
printf（"词法分析表：
\n"）;
printf（"名称类型\n"）;
for（PTokenLists=ptl;s!
=NULL;s=s->next）
{
printf（"%-10s%-10d\n",s->token.str,s->token.sym）;
}
}
voidScan（FILE*fp）
{
token.str[10]=NULL;
j=0;
ch=fgetc（fp）;//获取字符，指针fp并自动指向下一个字符
if（ch=='\n'）
{
LineNumber++;//记录分析的代码的行号
strcpy（type,""）;
}
//分析字符串
if（Isalpha（ch））//判断该字符是否是字母
{
while（（ch>='a'）&&（ch<='z'）||（（ch>='A'）&&（ch<='Z'）））
{
token.str[j++]=ch;
ch=fgetc（fp）;
}
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
if（Iskey（token.str））
{
switch（n）//关键字种别码设置
{
case0:
token.sym=10;break;
case1:
token.sym=11;break;
case2:
token.sym=12;break;
case3:
token.sym=13;break;
case4:
token.sym=14;break;
case5:
token.sym=15;break;
case6:
token.sym=16;break;
case7:
token.sym=17;break;
case8:
token.sym=18;break;
case9:
token.sym=19;break;
case10:
token.sym=20;break;
case11:
token.sym=21;break;
case12:
token.sym=22;break;
}
}
else
token.sym=2;//2表示标识符种别码
//printf（"（%d,%s）\n",token.sym,token.str）;
AddToTokenList（token）;
}
elseif（Isdigit（ch））
{
token.sym=3;//3表示数字种别码
while（（ch>='0'）&&（ch<='9'））
{
token.str[j++]=ch;
ch=fgetc（fp）;
}
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
//printf（"（%d,%s）\n",token.sym,token.str）;
AddToTokenList（token）;
}
elseif（Isoperation（ch））//运算符
{
switch（ch）
{
case'=':
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）
{
token.sym=40;
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
}
else
{
token.sym=41;
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
}
break;
case'>':
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）
{
token.sym=42;
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
}
else
{
token.sym=43;
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
}
break;
case'<':
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）
{
token.sym=44;
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
}
else
{
token.sym=45;
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
}
break;
case'!
':
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）
{
token.sym=46;
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
}
else
{
token.sym=47;
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
}
break;
case'+':
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
ch=fgetc（fp）;
if（ch=='='）
{
token.sym=48;
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
}
elseif（ch=='+'）
{
token.sym=49;
token.str[j++]=ch;
token.str[j]='\0';
}
else
{
token.sym=50;
token.str[j++]='\0';//'\0'代表字符结束（空格）
fseek（fp,-1,1）;//回退一个字符
}
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