合肥工业大学 编译原理实验报告.docx
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合肥工业大学编译原理实验报告
合肥工业大学编译原理实验报告
合肥工业大学计算机与信息学院
编译原理实验报告
专业:
学号:
姓名:
指导老师:
完成时间:
实验一词法分析设计
一、实验目的
通过本实验的编程实践，使学生了解词法分析的任务，掌握词法分析程序设计的原理和构造方法，使学生对编译的基本概念、原理和方法有完整和清楚的理解，并且能够正确和熟练地运用。
二、实验环境
Windows8.1、VisualStudio2013、C++
三、实验原理
（1）实验数据结构说明
stringstr[40]存储string
intstrcount存储string的数目
stringname存储type名
Table（）构造函数
~Table（）析构函数
Table
voidsetname（stringstrTemp）设置name值
stringgetname（）获取name值
voidupdate（stringstrTemp）添加strTemp的值
voidinit（stringfilename）初始化table
intsearch（stringstrTemp）在table中查询strTemp
stringvalue存储分析单词的值
inttypeType的编号
intpointer单词的位置
OutToken
stringtyname存储在表中位置
intline分析单词的行的值
introw分析单词的列的值
OutToken（stringval,intt,intp,stringtn,int有参数构造函数l,intr）
~OutToken（）析构函数friendostream&operator<<（ostream&output,重载<<函数OutToken&ot）
TableKeywordType1:
C++关键字TableSeperatorType2:
分界符TablesumoperatorType3:
算术运算符TablereloperatorType4:
关系运算符TableconstantType5:
常数TableidentifierType6:
标识符OutTokenouttoken二元式TokenAnalyzer
TokenAnalyzer（）构造函数~TokenAnalyzer（）析构函数voidinittable（）初始化表voiddisplay（）输出所有单词二元式voidstrsearch（stringstrin,intline,introw）分析strinvoidreadcode（）读取源代码
（2）实验算法描述
1）词法分析设计流程图
2）词法分析程序框图
3）统计字符位置程序框图
四、实验内容
使用C++语言实现对C++语言字集的源程序进行词法分析。
通过输入源程序从左到右对字符串进行扫描和分解，依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值;若遇到错误则显示ERROR，然后跳过错误部分继续显示;同时进行标识符登记符号表的管理。
词法分析设计主要工作:
（1）从源程序中读取字符
（2）统计行数和列数用于错误单词的定位
（3）删除空格类字符，包括回车、制表符空格
（4）按拼写单词，并用（内码，属性）二元式来表示，（属性值—Token的
机内表示）
（5）如果发现错误则报告出错
（6）根据需要是否填写标识符供以后各阶段使用
单词的基本分类:
（1）关键字:
由各程序语言具有的固定意义的标识符（保留字例）
（2）标识符:
用以表示各种名字的变量名、数组名、函数名
（3）常数:
任何数值常数
（4）运算符:
+、-、*、/
（5）关系运算符:
<、<=、=、>、>=、<>、|
（6）分界符:
;、,、（、）、[、]、{、}
五、实验要求
1、编程时注意编程风格:
空行的使用、注释的使用、缩进的使用等2、标识符填写的符号表需提供给编译程序的以后各阶段使用3、根据测试数据进行测试。
测试实例分为三部分:
（1）各种合法输入
（2）各种组合输入
（3）有记号组成的句子
4、词法分析程序设计要求输出形式
单词二元序列类型位置（行，列）
for（1,for）关键字（1,1）
六、实验结果
（1）分析代码
（2）分析结果
七、实验总结
通过此次实验的编程实践加强了自己对词法分析的任务的理解，在一定
程度上初步掌握了词法分析程序设计的原理和构造，并且在对编译的基本概
念、原理和概念方法有更清楚的认识。
在实验过程中自己对词法分析程序中
的算法理解出现了一定的偏差，认为其中的标识符是程序执行之前必须都由
自己手动构造，导致自己在程序的验收阶段出现了问题。
事实上，在词法分
析程序中，若识别的字符串是首字符字母，则在关键字表中查询是否存在，
如果不存在则将新造入标识符表中。
对于在源代码中注释问题，由于本程序
是以行为单位从TXT文件中读取代码，当自己将注释的判断程序放置扫描每
一行的动作前，导致了添加在有效合法语句后的注释语句全部被分析为
Error，所以之后将判断注释的语句放置在以一个单位取字符串之前，当某
一行的字符串中含有//或/*时，则将其后的字符串全部忽略，即跳出本行的
后续的分析步骤，重新执行下一行的代码读取和分析操作。
八、实验代码
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
classTable
{
private:
stringstr[40];
intstrcount;
stringname;
public:
Table（）;
~Table（）;
voidsetname（stringstrTemp）;
stringgetname（）;
voidupdate（stringstrTemp）;
voidinit（stringfilename）;
intsearch（stringstrTemp）;};
Table:
:
Table（）
{
for（inti=0;i<40;i++）
str[i]="";
strcount=0;
name="";
}
Table:
:
~Table（）
{
}
voidTable:
:
setname（stringstrTemp）{
name=strTemp;
}
stringTable:
:
getname（）
{
returnname;
}
voidTable:
:
update（stringstrTemp）{
str[++strcount]=strTemp;}
voidTable:
:
init（stringfilename）{
stringstrin;
ifstreaminfiles（filename）;
if（!
infiles）
cout<<"打开"<while（getline（infiles,strin））
update（strin）;
infiles.close（）;
}
intTable:
:
search（stringstrTemp）{
for（inti=1;i<=strcount;i++）
{
if（str[i]==strTemp）
returni;
}
return0;
}
classOutToken
{
private:
stringvalue;
inttype;
intpointer;
stringtyname;
intline;
introw;
public:
OutToken（stringval="",intt=0,intp=0,stringtn="",intl=0,intr=0）;
~OutToken（）;
friendostream&operator<<（ostream&output,OutToken&ot）;
};
OutToken:
:
OutToken（stringval,intt,intp,stringtn,intl,intr）
{
value=val;
type=t;
pointer=p;
tyname=tn;
line=l;
row=r;
}
OutToken:
:
~OutToken（）{
}
ostream&operator<<（ostream&output,OutToken&ot）{
if（ot.type!
=0）
output<:
left）<<<"（"<（2）<（2）<<","<（2）<<<"）"
<<<"（"<else
output<:
left）<<<<<"（"<returnoutput;
}
classTokenAnalyzer
{
private:
Tablekeyword;
Tableseperator;
Tablesumoperator;
Tablereloperator;
Tableconstant;
Tableidentifer;
OutTokenouttoken[100];
intoutcount;
public:
TokenAnalyzer（）;
~TokenAnalyzer（）;
voidinittable（）;
voiddisplay（）;
voidstrsearch（stringstrin,intline,introw）;
voidreadcode（）;
};
TokenAnalyzer:
:
TokenAnalyzer（）{
keyword.setname（"关键字"）;
seperator.setname（"分界符"）;
sumoperator.setname（"运算符"）;
reloperator.setname（"关系运算符"）;
constant.setname（"常数"）;
identifer.setname（"标识符"）;
outcount=0;
}
TokenAnalyzer:
:
~TokenAnalyzer（）{
}
voidTokenAnalyzer:
:
inittable（）{
seperator.init（"seperator.txt"）;
reloperator.init（"reloperator.txt"）;
sumoperator.init（"sumoperator.txt"）;
constant.init（"constant.txt"）;
keyword.init（"keyword.txt"）;
}
voidTokenAnalyzer:
:
display（）
{
for（inti=1;i<=outcount;i++）
cout<}
voidTokenAnalyzer:
:
strsearch（stringstrin,intline,introw）{
if（（strin[0]>='a'&&strin[0]<='z'）||（strin[0]>='a'&&strin[0]<='z'））
{
if（keyword.search（strin））
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,1,keyword.search（strin）,
keyword.getname（）,line,row）;
else
{
if（identifer.search（strin））
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,6,identifer.search（strin）,
identifer.getname（）,line,row）;
else
{
identifer.update（strin）;
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,6,identifer.search（strin）,
identifer.getname（）,line,row）;
}
}
}
else
{
if（strin[0]>='0'&&strin[0]<='9'）
{
if（constant.search（strin））
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,5,constant.search（strin）,
constant.getname（）,line,row）;
else
{
constant.update（strin）;
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,5,constant.search（strin）,
constant.getname（）,line,row）;
}
}
else
{
if（seperator.search（strin））
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,2,seperator.search（strin）,
seperator.getname（）,line,row）;
else
{
if（reloperator.search（strin））
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,4,reloperator.search（strin）,
reloperator.getname（）,line,row）;
else
{
if（sumoperator.search（strin））
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,4,
sumoperator.search（strin）,sumoperator.getname（）,line,row）;
else
outtoken[++outcount]=OutToken（strin,0,0,"ERROR",line,row）;
}
}
}
}
}
voidTokenAnalyzer:
:
readcode（）
{
ifstreaminfile（"code.txt"）;
if（!
infile）
cout<<"打开失败～"<stringstrin;
intline;
introw;
line=0;
while（getline（infile,strin））
{
line++;
row=0;
if（strin!
=""）
{
stringstrtemp="";
while（strin[0]==''&&strin.length（）>1）
strin=strin.substr（1,strin.length（））;
if（strin[0]=='/'&&strin[1]=='/'）
continue;
if（strin==""）
strin="";
while（strin!
=""&&strin!
=strtemp）
{
row++;
if（strin.find（""））
strtemp=strin.substr（0,strin.find（""））;
else
strtemp=strin;
if（strin[0]=='/'&&strin[1]=='/'）
continue;
strsearch（strtemp,line,row）;
if（strin.find（""））
strin=strin.substr（strin.find（""）+1,strin.length（））;
while（strin[0]==''&&strin.length（）>1）
strin=strin.substr（1,strin.length（））;
if（strin==""）
strin="";
}
}
}
infile.close（）;
}
voidmain（void）
{
TokenAnalyzerT;
T.inittable（）;
T.readcode（）;
T.display（）;}
实验二LL
（1）分析文法一、实验目的
通过完成预测分析法的语法分析程序，了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。
使学生了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法，训练学生掌握开发应用程序的基本方法。
有利于提高学生的专业素质，为培养适应社会多方面需要的能力。
二、实验环境
Windows8.1、VisualStudio2013、C++
三、实验原理
（1）实验数据结构说明
存储栈符号charcharstack[30]
存储的符号个数intcount
Stack（）构造函数
~Stack（）析构函数Stack
voidpush（charch）将ch压栈
voidpop（）栈顶出栈
chargettop（）将栈顶元素弹栈返回
voiddisplay（）打印栈内容
charTerminalSymbol[20]终结符
charNonTerminalSymbol[20]非终结符
charlinechar[20]M表行表头
charrowchar[20]M表列表头
LLAnalyzerintM[20][20]状态表
stringGrammar[20]文法
stringFirstset[20]First集
stringFollowset[20]Follow集
stackchars符号栈
LLAnalyzer（）构造函数~LLAnalyzer（）析构函数voidinit（）初始化
voidinitM（）初始化M表intsearch（chararray[],charch）查询ch返回位置voidreadfile（）读取文法存入Grammar中stringgetfirst（charch）生成字符ch的First集stringgetfirststr（stringstr）生成字符串strFirst集voidsetfirstset（）所有文法生成First集stringgetfollow（charch）生成字符ch的First集stringlinkstring（stringstr,stringstrt）两字符串不同的符连接stringchartostring（charch）字符转换成字符串返回voidsetfollow（）生成所有文法Follow集voidsetM（）生成M表intsearchstr（stringarray[],stringstrt）查询字strt返回位置boolLanalyzer（stringstrin）文法分析voidpushstring（intstrno）产生式逆序压栈
（2）实验算法思想描述
1）LL
（1）文法程序框图
四、实验内容
（1）根据某一文法编制调试LL
（1）分析程序，以便对任何输入的符号串进行分析
（2）构造预测分析表，并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分析程序
（3）分析法的功能是利用LL
（1）控制程序根据显示栈顶内容、向前看符号以及LL
（1）分析表，对输入符号串自上而下的分析过程
五、实验要求
1、编程时注意风格:
空行的使用释缩进等。
2、如果遇到错误的表达式，应输出提示信息。
3、对下列文法，用LL
（1）分析法对任意输入的符号串进行分析
（1）E->TG
（2）G->+TG|—TG
（3）G->ε
（4）T->FS
（5）S->*FS|/FS
（6）S->ε
（7）F->（E）
（8）F->i
输出格式
步骤分析栈剩余输入串所用产生式动作
0#Ei+i*i#初始化
六、实验结果
（1）构建First和Follow集
（2）构建状态转移表M
（3）LL
（1）分析测试实例
1）正确实例
2）错误实例
七、实验总结
通过完成预测LL
（1）分析法的语法分析程序，自己了解了预测分析法
和递归子程序法的区别和联系。
使自己了解了语法分析的功能，掌握语法分
析程序设计的原理和构造方法，并且使自己对基本的程序应用的开发具有更
进一步的理解。
但是在此次编程实验中，由于自己对First集的构建算法理
解上出现了一定的失误，导致前期的实验中总是达不到自己预测的输出，后
通过断点调试一步一步找出了程序中的错误。
八、实验代码
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
classstack
{
private:
charcharstack[30];
intcount;
public:
stack（）;
~stack（）;
voidpush（charch）;
voi
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