编译原理课设报告 C—编译器

编译原理课程设计实验报告书课设名称：C编译器班 级：学 号：姓 名： 指导老师： 2009年月 日 一、 程序简介本程序对符合C文法的源程序进行词法分析、语法分析、语义分析，并根据分析结果依次输出token链的内容、移进规约过程、符号表、参数表、函数列表和四元式链。词法分析和语义分析报错时可以指出在第几行。二、 主要算法及数据结构和函数模块1、 词法分析（1）主要算法这部分对源文件进行分析，允许/* */注释。从源文件依次读取字符，对字符进行分析，组成字符串、数字、关系符等固定含义的token符，并把它们添加到token链中，如果遇到非法字符报错并退出程序。 （2）数据结构#define INT 1/int#define VOID 2/void #define IF 3 / if#define ELSE 4 / else#define WHILE 5 / while#define RETURN 6 / return#define CONSTANT 7 /int型#define ID 8 /标识符#define RELOP 9 /关系符 、=、=、!=#define ADDOP 10 / +和-#define MULOP 11 / *和/#define L_BRACKET 12 /代表 #define R_BRACKET 13 /代表 #define L_PARENTHESE 14 /代表 (#define R_PARENTHESE 15 /代表 )#define L_BPARENTHESE 16 /代表 #define R_BPARENTHESE 17 /代表 #define SEMICOLON 18 /代表 ;#define COMMA 19 /代表 ,#define EQUATER 20 /代表 = #define $ 21 /终结符 typedef struct token/*词法分析中的 token结构体*char *name;/字符串int type;/类型int LineNum;/所在行数struct token *next;token;token *TokenHead,*TokenTail;（3）函数模块void LexicalAnalyzer();/词法分析int IsLetter(char ch);/判断是否是字母int IsDigit(char ch);/判断是否是数字void Concat(char strToken,char ch,int &strNum);/把字符连接到字符串尾int Reserve(char strToken);/判断字符串是否为关键字void ProcError(char ch,int num);/错误处理void TokenInsert(char *str,int type,int num,int LineNum);/添加Token链节点2、 语法分析（1） 主要思想这部分对Token链进行分析，利用自底向上的分析方法，构建SLR（1）分析表的过程是手工完成的。语法分析的同时构建语法树，移进时创建叶子，规约时创建节点。（2） 数据结构 typedef struct pank/*语法 action表结构体*char sr;/移进或归约int state;/转到的状态编号pank;pank action9721;/action表int go_to9729;/语法 go_to表typedef struct stack/*语法分析栈结构体*int state;/状态int word;/符号编码stack;typedef struct Tree_Node/*语法分析树*int code;/记录字符串对应编号char *word;/记录字符串int Rnum;/记录规约式的编号int LineNum;/记录字符所在行数char *place;/传递变量名称int E_type;/传递变量的类型struct Tree_Node *child1;struct Tree_Node *child2;struct Tree_Node *para;Tree_Node;Tree_Node *Head,*Tail;typedef struct ivan/*语法产生式结构体*int left;/产生式的左部int len;/产生式右部的长度ivan;ivan css56； /css56存的是55条规约式的左边非终结符的编号和右边规约的个数*/char *Grammar56； /*Grammar56存的是55条规约式char *Str29； /*Str29存的是29个非终结符（3） 函数模块void ParseAnalyzer();/语法分析void yufa_initialize(void);/ACTION 和GOTO表的初始化void CreatLeaf(int code,char *str,int LineNum);/创建语法树的叶子void CreatNode(int code,int Rnum,int num,char *str);/创建语法树的节点void OutPutTree(Tree_Node *p);/输出语法树3语义分析 （1）主要算法 这部分对语法树从左到右进行遍历，节点记录了规约式的编号，遍历到节点时就进行相应处理。语义分析主要检查变量、函数是否被定义或重定义，同时产生四元式。（2）数据结构typedef struct LF/*语义分析中四元式结构体*/int k;/四元式的编号char *op;/操作符char *op1;/操作数char *op2;/操作数char *result;/结果struct LF *next;/语义四元式向后指针struct LF *Ltrue;/回填true链向前指针struct LF *Lfalse;/回填false链向前指针LF;LF *L_four_head,*L_four_tail,*L_true_head,*L_true_tail;LF *L_false_head,*L_false_tail;/四元式链，true链，false链typedef struct symb/语义分析时的符号表int flag;/是否为数组int num;/数组长度char *word;/变量名称int addr;/变量地址struct symb *next;symb;symb *symb_head10,*symb_tail10;/语义符号链表typedef struct queue/*语义分析时的参数表*/char *word;/参数名char *type;/参数类型struct queue *next;queue;queue *queue_head10,*queue_tail10;typedef struct prob/*语义分析时的函数表*/int code;/函数起始位置char *type;/返回值类型char *name;/函数名symb *Sym;/对应符号表queue *Queue;/对应参数表prob;prob prob_head10;（3）函数模块void SemanticAnalyzer(Tree_Node *p);/语义分析void YuYIFenXi(Tree_Node *p);/语义分析void add_symb(symb *temp);/向语义符号表链中加一个结点void add_queue(queue *temp);/向参数链表中加入一个节点void add_prob(prob *temp);/向函数链表中加一个节点int CharToInt(char *w);/将字符串转化为整型char* num_to_char(int num);/将数字转化为char*类型;void add_L_four(LF *temp);/向四元式链中加一个结点void add_L_true(LF *temp);/向true链中加一个结点void add_L_false(LF *temp);/向false链中加一个结点void add_symb(symb *temp);/向语义符号表链中加一个结点void output_yuyi();/输出中间代码四元式和最后符号表char *newop(int m);/把数字变成字符串char *id_numtoname(int num);/把编号转换成相应的变量名int lookup(char *m);/变量声明检查int Look_up(char *m);/检查函数是否已经声明void OutPutSymb();/输出符号表void OutPutQueue();/输出参数表void OutPutProb();/输出函数表void OutPutFour();/输出四元式三、 所做工作负责词法分析。/#define MAX 1999;int Lexabc=0;int Lextokennum=0;int Lexerror1=0,Qiantao=0;int LexLines=1,LexColumns=0;int StrToken1=0;char ch= ,LexStrToken10;char ch1= ;int wrong=0;int Token,j=1;int Main=0; /判断原程序是否有主函数int error1=0;fstream LexFile;char infilename100;fstream file,outfile;struct key/用来存储关键字与专用符号char keystring7; /存储关键字和专用符号int value; /用一个简单数字对应一个关键字或专用符号Key28=main,1,else,2,if,3,int,4,return,5,void,6,while,7,+,8,-,9,*,10,/,11,12,14,=,15,=,16,!=,17,=,18,;,19,20,(,21,),22,23,24,25,26,ID,27,NUM,28; /关键字表/注意:以上结构体实现了一个数字对关键字字符串和专用符号的替代,这些/数字在整个编译器的设计与实现当中起到了很好的作用struct token /用来记录词法分析得到的单词符号的相关信息char lexeme10;/单词符号int list;/类型long int value;/单词符号的属性值int lines;/所在行int columns;/所在列LexToken1000,token1;/token1struct Lexerror/存储词法分析的错误信息char errorwords10;/非法单词符号int lines;/所在行int columns;/所在列int type;/错误类型LexError1100;void LexError(int errortype)/错误处理strcpy(LexError1Lexerror1.errorwords,LexStrToken);LexError1Lexerror1.lines=LexLines;LexError1Lexerror1.columns=LexColumns;LexError1Lexerror1.type=errortype;Lexerror1+=1;void openfile(char* filename)/打开源文件file.open(filename,ios:in|ios:binary);if(file.fail()=1)coutOpenfilenameFailed!endl;getch();exit(0);void openLexFile()/打开词法分析结果文件outfile.open(Lex.txt,ios:out|ios:binary);if(outfile.fail()coutOpen File Lex.txt Failed!endl;getch();exit(0);void WriteFile(token temp)/写入文件outfile.write(char*)&temp,sizeof(temp);char GetChar()/读字符file.get(ch);LexColumns+=1;if(ch=n)LexLines+=1;LexColumns=0;return ch;void GetBC()/略过空白符while(ch= )&(file.eof()=0)|(ch=n)&(file.eof()=0)|(ch=t)&(file.eof()=0)GetChar();void Concat()/字符归入字符串LexStrTokenStrToken1=ch;StrToken1+=1;bool IsLetter(char ch)if(ch=a)|(ch=A)return 1;return 0;bool IsDigit(char ch)if(ch=0)return 1;return 0;int Reserve()/获取单词符号的属性值ch= ;for(int i=0;i28;i+)if(strcmp(LexStrToken,Keyi.keystring)=0)return i+1;if(IsDigit(LexStrToken0)return 28; return 27;void Retract()/读文件指针回退一个字符file.seekg(-1l,ios:cur);LexColumns-=1; /?ch= ;void InsertID()/存单词符号int list;list=Reserve();strcpy(LexTokenLextokennum.lexeme,LexStrToken);LexTokenLextokennum.list=list;LexTokenLextokennum.columns=LexColumns;LexTokenLextokennum.lines=LexLines;LexTokenLextokennum.value=-1999;if(list=28) LexTokenLextokennum.value=atoi(LexStrToken);Lextokennum+=1;void Break()/跳过非法字符while(GetChar()!= )&(file.eof()=0) ;void LexOut()/词法输出for(int j=0;(j100)&(LexTokenj.lexeme0!=0);j+)cout setw(6)LexTokenj.lexeme, ;if(LexTokenj.list!=28) coutsetw(3)-endl;else coutsetw(3)LexTokenj.value0)cout*词法错误*endl;for(j=0;(j100)&(LexError1j.lines!=0);j+)cout*j+1.LexError1j.lines行LexError1j.columns列;if(LexError1j.type=2)coutLexError1j.errorwords 为非法标志符!endl;cout*endl;else cout程序无词法错误!endl;cout词法分析完成!任意键返回主菜单endl;getch();void Lex_main()int code;while(!file.eof()GetBC();if(file.eof() break;if(IsLetter(ch)while(IsLetter(ch)|IsDigit(ch)Concat();GetChar();Retract();code=Reserve();InsertID();else if(IsDigit(ch)while(IsDigit(ch)Concat(); GetChar();if(IsLetter(ch)Concat();LexError(2);Break();else InsertID();Retract();else if(ch=)|(ch=)|(ch=!)Concat();GetChar();if(ch=)Concat();InsertID();elseInsertID();Retract();else if(ch=/)GetChar();if(ch=*)if(Qiantao=1)LexError(3);Break();elseQiantao=1;for(;)ch1=ch;GetChar()