编译原理报告3.docx
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编译原理报告3
课程实验报告
课程名称：
《编译原理》
专业：
信息安全
院系：
计算机科学与技术
班级：
学号：
姓名：
指导老师：
实验一词法分析
1.1实验目的
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。
1.2实验要求
1.2.1、待分析的简单的词法
（1）关键字：
beginifthenwhiledoend所有的关键字都是小写。
（2）运算符和界符:
：
=+-*/<<=<>>>==;（）#
（3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义：
ID=letter（letter|digit）*
NUM=digitdigit*
（4）空格有空白、制表符和换行符组成。
空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。
1.2.2、各种单词符号对应的种别码如表1所示：
表1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
begin
1
：
17
If
2
：
=
18
Then
3
<
20
wile
4
<>
21
do
5
<=
22
end
6
>
23
lettet（letter|digit）*
10
>=
24
dightdight*
11
=
25
+
13
；
26
—
14
（
27
*
15
）
28
/
16
#
0
1.2.3、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。
其中：
syn为单词种别码；
token为存放的单词自身字符串；
sum为整型常数。
例如：
对源程序beginx:
=9:
ifx>9thenx:
=2*x+1/3;end#的源文件，经过词法分析后输出如下序列：
（1,begin）（10,x）（18,:
=）（11,9）（26,;）（2,if）……
1.3词法分析程序的算法思想
算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。
1.3.1主程序示意图：
主程序示意图如图1.1所示。
其中初始包括以下两个方面：
图1.1词法分析主程序示意图
⑴关键字表的初值。
关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。
如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。
关键字表为一个字符串数组，其描述如下：
Char*rwtab[6]={“begin”,“if”,“then”,“while”,“do”,“end”,};
（2）程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum。
首先设置3个变量：
①token用来存放构成单词符号的字符串；②sum用来整型单词；③syn用来存放单词符号的种别码。
扫描子程序scaner主要部分流程如图1.2所示。
图1.2词法分析程序流程
1.4词法分析程序的具体设计
1.4.1数据结构
单词二元组的结构
typedefstruct{
inttypenum;//用于存储该字符串的种别码；
char*word;//用于存储字符串；
}
在本次实验中，每一个特定的字符串，相应的输出为其单词种别码和该字符串，所以我按书中的要求设计一个特定的结构保存这两个值，便于程序的编写。
源程序字符缓冲区：
input[255]
单词缓冲区：
token[255]
源程序字符指针：
p_input
单词缓冲区指针：
p_token
关键字数组：
*rwtab[]={"begin","if","then","while","do","end",_KEY_WORD_END}
1.4.2scaner函数的设计
1）对数字串和标识符的扫描：
设计思想：
首先判断第一个输入的字符是否是数字或者是字母，读入下一个字符，判断是否是数字或是字母，如果是连接，并接着读下一个字符，否则回退一个字符，得到的数字串或者标识符，如果是标识符，还需要再进行一次判断，该标识符是否为关节字，最终返回相应的WORD结构。
具体的代码实现如下所示：
if（letter（））
{
while（letter（）||digit（））
{
concat（）;
m_getch（）;
}
retract（）;
myword->typenum=reserve（）;
myword->word=token;
returnmyword;
}
elseif（digit（））
{
while（digit（））
{
concat（）;
m_getch（）;
}
retract（）;
myword->typenum=11;
myword->word=token;
returnmyword;
}
2）对=，+，-，*等只有一个字符组成的符号进行扫描：
读入一个字符，判断其是否等于相应的符号，如果是返回该字符对应的WORD结构，否则对将该字符与下一个符号比对，直到匹配成功或返回错误为止，具体的代码实现如下所示：
case'=':
m_getch（）;
if（ch=='='）
{
myword->typenum=29;
myword->word="==";
returnmyword;
}
retract（）;
myword->typenum=25;
myword->word="=";
returnmyword;
break;
case'+':
myword->typenum=13;
myword->word="+";
returnmyword;
break;
case'-':
myword->typenum=14;
myword->word="-";
returnmyword;
break;
……
……
3）对>=、:
=等有两个字符组成的符号的扫描：
以>=为例，首先读入一个字符，判读其是否等于‘>’号，如果相等，再读入一个字符，判断其时候等于‘=’号，如果相等返回‘>=’号对应的WORD结构，否则返回‘>’号对应的word结构，并回退一个字符。
如果都不相等，该字符与下一个符号比对，直到匹配成功或返回错误为。
具体的代码如下所示。
case':
':
if（input[p_input]=='='）
{
myword->typenum=18;
myword->word=":
=";
returnmyword;
}
case'>':
m_getch（）;
if（ch=='='）
{
myword->typenum=24;
myword->word=">=";
returnmyword;
}
retract（）;
myword->typenum=23;
myword->word=">";
returnmyword;
break;
1.5词法实验结果及结果分析
按课本上的测试数据输入，得到的结果如图1.3所示：
图1.3测试结果
分析结果可知，所有的字符扫描得到的结果都符合要求。
实验二语法分析
2.1实验目的
编制一个递归下降分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析。
2.2实验要求
利用C语言编制递归下降分析程序，并对简单语言进行语法分析。
2.2.1、待分析的简单语言的语法
用扩充的BNF表示如下：
⑴<程序>：
：
=begin<语句串>end
⑵<语句串>：
：
=<语句>{；<语句>}
⑶<语句>：
：
=<赋值语句>
⑷<赋值语句>：
：
=ID：
=<表达式>
⑸<表达式>：
：
=<项>{+<项>|-<项>}
⑹<项>：
：
=<因子>{*<因子>|/<因子>
⑺<因子>：
：
=ID|NUM|（<表达式>）
2.2.2、实验要求说明
输入单词串，以“#”结束，如果是文法正确的句子，则输出成功信息，打印“success”，否则输出“error”。
例如：
输入begina:
=9;x:
=2*3;b:
=a+xend#输出success！
输入x:
=a+b*cend#输出error
2.3语法分析程序的算法思想
（1）主程序示意图如图2.1所示。
图2.1主程序
（2）递归下降分析程序示意图如图2.2所示。
（3）语句串分析过程示意图如图2.3所示。
图2.2递归下降分析程序示意图图2.3语句串分析示意图
（4）statement语句分析程序流程如图2.4,2.5,2.6,2.7所示。
图2.4statement语句分析函数示意图图2.5expression表达分析函数示意图
图2.6term分析函数示意图图2.7factor分析过程示意图
2.4语法分析程序的具体设计
2.4.1数据结构
源程序字符缓冲区：
input[100]
单词缓冲区：
token[100]
单词缓冲区指针：
p_token
关键字数组：
char*key_words[]={"begin","if","then","while","do","end"}
2.4.2函数的具体设计
1）scaner
函数的设计与词法分析中的设计大致相同，只不过返回值从原来的的WORD结构变成了该存储该字符串的种别码，更加的简单，在此不再赘述。
2）Irparser函数
首先判断是否为begin标示符号，调用scaner函数，调用语句串分析函数，判断是否为end，如果为end，打印成功否则出错。
具体函数实现如下所示：
intlrparser（）
{scaner（）;
if（syn==1）
{
scaner（）;
yucu（）;
if（syn==6）
{
scaner（）;
if（（syn==0）&&（kk==0））
{
printf（"Success\n"）;
return1;
}
}
else
{
if（kk!
=1）
printf（"noenderror\n"）;
kk=1;
return0;
}
}
else
{
printf（"nobeginerror\n"）;
kk=1;
return0;
}
}
3）语句串函数
调用statement函数，并判断时候还有下一条语句，如果有下一条语句，继续调用statement函数。
具体的函数实现如下所示：
intyucu（）
{
statement（）;
while（syn==29）
{
scaner（）;
statement（）;
}
return1;
}
4）statement函数
首先判断scaner返回的值是否是标识符，是则调用scaner函数，再调用expression函数，否则报错。
具体的代码实现如下所示：
intstatement（）
{
if（syn==10）
{
scaner（）;
if（syn==21）
{
scaner（）;
expression（）;
}
else{printf（"输入赋值错误\n"）;kk=1;}
}
else{printf（"输入语句错误\n"）;kk=1;}
return1;
}
5）expression函数
调用term函数，判断scaner返回的值是否符合表达式的要求，并判断该条表达式是否结束，如果没有结束，继续调用term函数，具体的代码实现如下图所示：
intexpression（）
{
term（）;
while（syn==13||syn==14）
{
scaner（）;
term（）;
}
return1;
}
6）term函数
调用factor函数，判断scaner返回的值是否符合项的要求，并判断该项是否结束，如果没有结束，继续调用factor函数，具体的代码实现如下图所示：
intterm（）
{
factor（）;
while（syn==15||syn==16）
{
scaner（）;
factor（）;
}
return1;
}
7）factor函数
判断scaner函数的返回值是否符合因子的要求，并调用scaner函数。
具体的代码实现如下：
intfactor（）
{
if（syn==10||syn==11）
scaner（）;
elseif（syn==17）
{
scaner（）;
expression（）;
if（syn==18）
{
scaner（）;
}
else{printf（"输入错误\n"）;kk=1;return0;}
}
else{printf（"输入表达式错误\n"）;kk=1;return0;}
return1;
}
2.5语法分析程序的结果和结果分析
按照书上的测试输入进行测试，得到的结果如图所示：
同时该程序也能对一些错误进行判断，如图所示：
分析结果可知，本次实验完成了对于正确结果的判断，同时也对一些错误进行判断。
总结与感悟
编译原理是一门研究设计和构造编译程序原理和方法的课程，是计算机各个专业的一门重要专业基础课。
对于我们本科生来说尤为重要，总的来说这两次实验分别是词法分析和使用递归下降分析法进行赋值语句的分析，在课本的最后有相应的提示，总的来说不算复杂，跟着课本上的操作一步一步来便可以完成本次实验，虽然简单，但也是对课本知识一个熟悉再实践的过程，经过这次实验，我对所学的编译原理的知识的具体的应用有了一个了解，我们平常生活中使用的如此方便的编译器尽然有这么复杂的设计过程，不得不感叹设计者们巧妙的设计思想。
经过本次实验，我对课本知识有了一个更全面的掌握，同时也锻炼了自己写代码的能力，但同样的，本次实验比较简单，并没有什么挑战性，我实现的代码也比较简单。
在以后也会自己尝试去设计一些词法，语法的分析程序，同时也会学着使用yacc等一些工具，争取写出健壮性更强的代码。
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