C Minus词法分析和语法分析设计文档格式.docx

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C Minus词法分析和语法分析设计文档格式.docx

digit=0|..|9

大写和小写字母是有区别的

4 空格由空白、换行符和制表符组成。

空格通常被忽略,除了它必须分开ID、NUM关键字。

5 注释用通常的C语言符号/*...*/围起来。

注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记内)上,且可以超过一行。

注释不能嵌套

说明:

当输入的字符使DFA到达接受状态的时候,则可以确定一个单词了。

初始状态设置为START,当需要得到下一个token时,取得次token的第一个字符,并且按照DFA与对此字符的类型分析,转换状态。

重复此步骤,直到DONE为止,输出token类型。

当字符为“/”时,状态转换为SLAH再判断下一个字符,如果为“*”则继续转到INCOMMENT,最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态,表明是注释,如果其他的则是字符停滞于当前字符,并且输出“/”。

2.1.2程序流程图

2.1.3各文件或函数的设计说明

扫描程序用到:

scanner.h,scanner.cpp

Ø

scanner.h:

声明词法状态,词法分析

//DFA中的状态

typedefenum

{

START=1,INNUM,INID,INDBSYM,DONE

}DFAState;

//定义的Token的类型(31种),分别对应于else、if、int、return、void、while、+、-、*、/、<

、<

=、>

、>

=、==、!

=、=、;

、,、(、)、[、]、{、}、/*、*/、num、id、错误、结束

ELSE=1,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,

PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LEQ,GT,GEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPAREN,RPAREN,LMBRACKET,RMBRACKET,LBBRACKET,RBBRACKET,LCOMMENT,RCOMMENT,

NUM,ID,ERROR,ENDFILE

}TokenType;

//定义的Token结构体,包括类型、对应的串、所在代码的行号

structToken

TokenTypetokenType;

stringtokenString;

intlineNo;

};

//每种TokenType对应的串,如tokenTypeString[ELSE]=="

ELSE"

conststringtokenTypeString[32]={"

OTHER"

"

IF"

INT"

RETURN"

VOID"

WHILE"

PLUS"

MINUS"

TIMES"

OVER"

LT"

LEQ"

GT"

GEQ"

EQ"

NEQ"

ASSIGN"

SEMI"

COMMA"

LPAREN"

RPAREN"

LMBRACKET"

RMBRACKET"

LBBRACKET"

RBBRACKET"

LCOMMENT"

RCOMMENT"

NUM"

ID"

ERROR"

ENDFILE"

classScanner:

定义scanner.cpp中函数

scanner.cpp文件函数说明

voidScanner:

:

scan():

设置输出结果界面以及设置各种输出状态。

if(scanSuccess==false)

cout<

<

"

词法分析出错!

endl;

else

词法分析成功了!

printToken();

/*输出Token到文件Token.txt中*/

//正在删除注释

deleteComments()

TokenTypeScanner:

returnTokenType(strings)//返回Token的类型

DFAStateScanner:

charType(charc)//返回字符的类型

{ENDFILE,ERROR,

IF,ELSE,INT,RETURN,VOID,WHILE,//关键字

ID,NUM,

ASSIGN,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,EQ,UEQ,LT,LPAREN,RPAREN,SEMI,BT,LQ,BQ,

DOU,LZGH,RZGH,LDGH,RDGH,//特殊字符:

=+-*/==!

=<

2.1.4测试程序说明

根据附录A后面的例子,程序输入两个整数,计算并打印出它们的最大公因子,保存为a.txt。

/*AprogramtoperformEucild'

s

Algorithmtocomputegcd.*/

intgcd(intu,intv)

if(v==0)

returnu;

elsereturn

gcd(v,u-u/v*v);

/*u-u/v*v==umodv*/

}

voidmain(void)

intx;

inty;

x=input();

y=input();

output(gcd(x,y));

2.2、语法分析parse部分

2.2.1系统设计思想

parser用递归下降分析方法实现,通过调用词法分析函数getToken实现语法分析。

根据C-语言的规则,得出BNF语法如下:

1.program->

declaration-list

2.declaration-list->

declaration-listdeclaration|declaration

3.declaration->

var-declaration|fun-declaration

4.var-declaration->

type-specifierID;

|type-specfierID[NUM]

5.type-specifier->

int|void

6.fun-specifierID(parans)compound-stmt

7.params->

params-list|void

8.param-list->

param-list,param|param

9.param->

type-specifierID|type-specifierID[]

pound-stmt->

{local-declarationsstatement-list}

11.local-declarations->

local-declarationsvar-declaration|empty

12.statement-list->

statement-liststatement|empty

13.statement->

expression-stmt|compound-stmt|selection-stmt|iteration-stmt|return-stmt

14.expression-stmt->

expression;

|;

15.selection-stmt->

if(expression)statement|if(expression)statementelsestatement

16.iteration-stmt->

while(expression)statement

17.return-stmt->

return;

|returnexpression;

18.expression->

var=expression|simple-expression

19.var->

ID|ID[expression]

20.simple-expression->

additive-expressionrelopadditive-expression|additive-expression

21.relop->

=|<

|>

=|==|!

=

22.additive-expression->

additive-expressionaddopterm|term

23.addop->

+|-

24.term->

termmulopfactor|factor

25.mulop->

*|/

26.factor->

(expression)|var|call|NUM

27.call->

ID(args)

28.args->

arg-list|empty

29.arg-list->

arg-list,expression|expression

2.1.2语法分析程序流程图

语法分析程序包括:

parser.cpp,parser.h

parser.cpp:

Parser:

Parser()//界面设计

TokenParser:

getToken()//获取scanner中保存在TokenList数组中的Token,并且每次获取完之后数组下标指向下一个

voidParser:

syntaxError(strings)//出错处理

match(TokenTypeex)//匹配出错

TreeNode*Parser:

declaration(void)//类型匹配错误

param_list(TreeNode*k)//k可能是已经被取出来的VoidK,但又不是(void)类型的参数列表,所以一直传到param中去,作为其一个子节点

parse.h:

对parse.c的函数声明

//19种节点类型,分别表示int、id、void、数值、变量声明、数组声明、函数声明、函数声明参数列表、函数声明参数、复合语句体、if、while、return、赋值、运算、数组元素、函数调用、函数调用参数列表、未知节点

typedefenum{IntK,IdK,VoidK,ConstK,Var_DeclK,Arry_DeclK,FunK,ParamsK,ParamK,CompK,Selection_StmtK,Iteration_StmtK,Return_StmtK,AssignK,OpK,Arry_ElemK,CallK,ArgsK,UnkownK}Nodekind;

typedefenum{Void,Integer}ExpType;

ofstreamfout_Tree("

tokenTree.txt"

);

//输出语法树到文件

//treeNode定义包括子节点、兄弟节点、所处行号、节点类型、属性、表达式返回类型

typedefstructtreeNode

TreeNode*newNode(Nodekindk);

//根据节点类型新建节点

TreeNode*declaration_list(void);

TreeNode*declaration(void);

TreeNode*params(void);

TreeNode*param_list(TreeNode*k);

TreeNode*param(TreeNode*k);

TreeNode*compound_stmt(void);

TreeNode*local_declaration(void);

TreeNode*statement_list(void);

TreeNode*statement(void);

TreeNode*expression_stmt(void);

TreeNode*selection_stmt(void);

TreeNode*iteration_stmt(void);

TreeNode*return_stmt(void);

TreeNode*expression(void);

TreeNode*var(void);

TreeNode*simple_expression(TreeNode*k);

TreeNode*additive_expression(TreeNode*k);

TreeNode*term(TreeNode*k);

TreeNode*factor(TreeNode*k);

TreeNode*call(TreeNode*k);

TreeNode*args(void);

3.程序代码实现

按文件列出主要程序代码,添加必要的注释.

Scanner.cpp:

#include<

cstdlib>

iostream>

fstream>

string>

#include"

scanner.h"

#include<

vector>

usingnamespacestd;

/*

Name:

词法分析器

Copyright:

Author:

XXX

Date:

19-05-1412:

00

Description:

提取出token

*/

Scanner:

Scanner()

scanSuccess=true;

charIndex=0;

str="

;

commentFlag=true;

sourseString="

lineCount=0;

scan()

{

cout<

开始词法分析..."

booldoubleSym=false;

getSourseStringFromFile("

sourseFile.txt"

intstate=START;

charch;

while(state<

6)

{

ch=getNextChar();

if('

\0'

==ch)

{

Tokent;

t.lineNo=lineCount;

t.tokenString="

t.tokenType=ENDFILE;

tokenList.push_back(t);

break;

}

if(START==state)//初始状态和空格

state=charType(ch);

if(state!

=START)

str+=ch;

elseif(INNUM==state)//digit

=INNUM)

state=DONE;

else

}

elseif(INID==state)//letter

=INID)

elseif(INDBSYM==state)//除了<

>

=!

之外的各种符号

if('

='

{

doubleSym=true;

}

doubleSym=false;

state=DONE;

if(DONE==state)//接收状态

inttp=0;

\n'

tp=1;

t.lineNo=lineCount-tp;

t.tokenString=str;

t.tokenType=returnTokenType(str);

if(ERROR==t.tokenType)

scanSuccess=false;

intlastState=charType(str[str.length()-1]);

if(lastState==INNUM||lastState==INID||(lastState==INDBSYM&

&

doubleSym==false))

backToLastChar();

str="

state=START;

if(doubleSym==true)

}

//输出Token到文件Token.txt中

TokenScanner:

getTokenAt(inttokenIndex)

Tokentoken;

token.lineNo=lineCount;

token.tokenString="

token.tokenType=ENDFILE;

if(tokenIndex<

tokenList.size())

token=tokenList.at(tokenIndex++);

returntoken;

getSourseStringFromFile(stringpath)

ifstreamfin(path.c_str());

stringtemp;

while(getline(fin,temp))

sourseString+=temp;

sourseString+='

}

fin.close();

正在删除注释..."

ofstreamfout_Sourse("

intstate=1;

==ch)//文件结束

if(1==state)

/'

state=2;

{

state=1;

fout_Sourse<

ch;

elseif(2==state)

*'

state=3;

commentFlag=false;

}

/"

elseif(3==state)

state=4;

elseif(4==state)

elseif('

state=5;

if(5==state)//结束状态,处理

commentFlag=true;

state=1;

if(!

commentFlag)

注释错误,没有结束符!

scanSuccess=false;

注释已经成功删除!

TokenTypet;

if(s=="

else"

t=ELSE;

elseif(s=="

if"

t=IF;

int"

t=INT;

return"

t=RETURN;

elseif(s=

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