编译技术课程设计报告-词法分析、语法分析、中间代码生成.doc

编译技术课程设计 班 级 学 号 姓 名 指导老师 年 月目 录 一、目的-2 二、任务及要求-2 三、实验环境-4 四、实现过程说明-4 1.词法分析器-4 （1）单词符号表-4 （2）数据结构-5 （3）函数说明-5 （4）流程图-6 2.语法分析器-6 （1）分析方法说明-6 （2）文法-6 （3）数据结构-7 （4）函数说明-7 3.中间代码生成器-10 （1）属性文法-10 （2）数据结构-11 （3）函数说明-11 （4）流程图-11 五、程序运行结果-12 六、总结-16一、目的是理论与实践并重的课程，而其课程设计要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。二、任务及要求基本要求：1 词法分析器 产生下述小语言的单词序列这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内码值如下表：单词符号种别编码助记符内码值while1whileif2ifelse3elseswitch4switchcase5case标识符6id符号表入口地址常数7num常数表入口地址=8=+9+*10*11*-12-/13/14relopMT=14relopME14relopLT0 i= 1;而绝对不要写成 ifi0 i=1;因为对于后者，我们的分析器将无条件地将ifi看成一个标识符。这个小语言的单词符号的状态转换图，如下图： 2 语法分析器 能识别由加+ 乘* 乘方* 括号（）操作数所组成的算术表达式，其文法如下：EE+T|TTT*F|FFP*F|PP(E)|i 使用的算法可以是：预测分析法；递归下降分析法；LR分析法等。3 中间代码生成器 产生上述算术表达式的中间代码（四元式序列）较高要求：1 扩充上述小语言的单词；2 增加语法分析器的功能，能识别条件语句和循环语句等；3 增加中间代码生成器的功能，能产生条件语句和循环语句等的中间代码（四元式序列）4 报错基础上增加错误信息；5 将中间代码翻译成汇编语言。三、实验环境开发环境VC+；Visual Studio；Java开发环境语言C；C+；C#；Java说明：课程设计可以使用任何一种语言工具，课程设计报告中请按照自己实际采用的开发工具及技术来写。四、实现过程说明1.词法分析器（1）单词符号表单词符号种别编码助记符内码值while1whileif2ifelse3elseswitch4switchcase5case标识符6id符号表入口地址常数7num常数表入口地址=8=+9+9+=9+= *10*11*-12-/13/=13/=14relopMT=14relopME14relopLT=14relopLE=14relopEQ!=14relopUEQ；15；,16,(17(LB)17)RB!18!20202121:22: 24 （2） 数据结构用words10存放构成单词符号的字符串，并且用于判断是否为关键字。flags500 存放单词符号的种别码。Number存放整数值，words存放标识符，关键字或者其他符号。cntnum按顺序存放读到的字符，为下面语义分析做准备。Status用于判断是否为关键字，1是，0不是。（3） 函数说明在Scan ()子函数中，先全部初始化，然后读一个字符，分析它是什么类型:如果是字母类型，则接着往下读，直到读到非字母的字符，存入words10中，依次对比关键字表中的元素，如果相同，则将flags置为相应的种别码，如果全都扫描后没发现相同的关键字，则为普通的标识符,返回主函数输出。如果是数字类型，首先分析第一个符号，接着读下一个字符串，直到读到一个不是数字的字符串位置，每读一个数字字符，就将他们转化为相应的数字，使用辗转相乘法，每次都让number先自乘10，然后加上这个数字，这样就将字符串表示的数字转化成了相应的数，返回主函数输出。如果是其他单词表的符号，则将他们的flags置为相应的种别码，并将字符存到words 中返回主函数输出。（4） 流程图 2.语法分析器（1）分析方法说明 采用递归下降分析法（2） 文法EE+T|E-T|TTT*F|E/F|FFP*F|PP(E)|i改造后的文法ETE|TEE+TE|E-TE|TFT|FTT*FT|T/FT|FPFF*F|P(E)|i（3）数据结构与函数说明 在main函数调用E()函数，如果调用之后返回时,如果(flagstemp=0)&is_right)为真，就输出“分析成功”，否则输出“分析失败”。其中is_right为设定的标志，初值为1，如果在调用子函数的过程中如果有错误，则置is_right为0。 E函数: 调用T函数，调用F函数, 调用P函数,返回后看是否是+或-，如果是，则调用 E1函数，再调用E2函数，如果不是，进行出错处理，置is_right为0。 E1函数：判断是不是”+”或者“-” 如果是，调用F函数，如果不是，进行出错处理，置is_right为0。代码：void E()coutTEendl;T();E2();void E1()if(flagstemp=9) /加号cout+Tendl;temp+;T();else if(flagstemp=12)/减号cout-Tendl;temp+;T();elseis_right=0;void E2()if(flagstemp=9|flagstemp=12)/如果是加或减coutEEendl; E1(); E2();else if (flagstemp!=0|flagstemp!=17)/如果是非#或非 coutendl; return ; elseis_right=0; T函数: 调用F函数, 调用P函数,返回后看是否是*或/，如果是，则调用T1函数，再调用T2函数，如果不是，进行出错处理，置is_right为0。 T1函数：判断是不是”*”或者“/” 如果是，调用F函数，如果不是，进行出错处理，置is_right为0。代码：void T()coutFTendl;F();T2();void T1()if(flagstemp=10) /乘号cout*Fendl;temp+;F();else if(flagstemp=13) /除号cout/Fendl;temp+;F();else is_right=0;void T2()if(flagstemp=10|flagstemp=13)/如果是乘或除coutTTendl;T1();T2();else if (flagstemp!=0|flagstemp!=17)/如果是非#或非） coutendl; return ; else is_right=0; F函数：调用P函数，F1函数。 F1函数：判断是不是”*”,如果是，调用F函数，如果不是，进行出错处理，置is_right为0。代码：void F()coutPFendl;P(); F1();void F1() if(flagstemp=11) /乘?方? cout*Fendl;temp+;F(); Elseif(flagstemp!=0&flagstemp!=17&flagstemp!=9&flagstemp!=12&flagstemp!=10&flagstemp!=13)/非#非）非+非-非*非/ cout?endl;is_right=0; P函数: 检查是否标识符，如果是，调用P1函数，如果不是，检查是否是数值，如果是，调用P1函数，如果不是，检查是否是(，如果不是，进行出错处理，置is_right为0。如果是，调用E函数，返回后检查是否是),如果不是，进行出错处理，置is_right为0。如果是，调用F1函数，返回。代码:void P()if(flagstemp=6|flagstemp=7) /标识符或常数coutiendl;temp+;else if(flagstemp=17) /（cout(E)endl;temp+;E();if(flagstemp=17) /）cout(E)endl;temp+;elseis_right=0;else is_right =0;3.中间代码生成器（1）属性文法 EE+T E.val=E.val+T.valEE-T E.val=E.val-T.valET E.val=T.valTT*F T.val=T.val*F.valTT/F T.val=T.val/F.valTF T.val=F.valFP*F F.val=P.val*F.valFP F.val=P.valP(E) P.val=E.valFi F.val=i,lexval（2）数据结构与函数说明Strn用来存放临时变量的序号。temp用来存放数组的下表，在主程序中语法分析结束后，置0.定义函数newtemp()用于门生一个新的临时变量的名字，具体实现时每产生一个T，就及时送到符号表中，也可以不进符号表，直接将单词值用整数码表示。定义函数siyuan（）,输出一个四元式。定义函数YE() 进行中间代码生成（3）流程图 5、 程序运行结果注：本程序对于形如a1的标识符无法作为整体识别词法测试：表达式正确：2*3+4/（as-5）*6#词法分析：语法分析四元式： 表达式错误：2*（3-2#六、总结这次课程设计使我对编译原理有了进一步的了解，更加巩固了所学习的知识。编译原理是一门比较抽象的课程，也比较难以学得透，有很多东西很模糊的。编译这个概念有一定的了解。由于课堂上，学习的东西比较浅，难免眼高手低，故而，通过实验和课程，遇到了很多课本上面见不到的问题，完成实验后，个人在成就感的同时，也学习到了编程的具体过程中的很多知识。程序代码：/#include #include #includeusing namespace std;#include#include #includeint i,j,k,flag,number,status;/*status which is use to judge the string is keywords or not!*/char ch;char words10 = ;char program500;int flags500; /存储输入句子string cnt500;/标括识符int temp=0; /数组下标int is_right; /判断输出信息/-词法分析-int Scan(char program) char *keywords5 = while,if,else,switch,case; /关键字number=0;status=0;j=0;ch=programi+; /遍历if (ch = a) & (ch =A)&(ch= a) & (ch =A)&(ch=Z) wordsj+=ch; ch=programi+; i-; wordsj+ = 0;for (k = 0; k = 0) & (ch = 0 ) & (ch : if (ch = ) wordsj+ = ch; wordsj = 0; ch = programi+; if (ch = =) wordsj+ = ch; wordsj = 0; flag =14; else i-; flag = 14; break; case: if (ch = )wordsj+ = ch;wordsj = 0;ch = programi+;if (ch = =)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 14;elsei-;flag = 14;break;case!:if (ch = !)wordsj+ = ch;wordsj = 0;ch = programi+;if (ch = =)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 14;elsei-;flag = 18;break;case+:if (ch = +)wordsj+ = ch;wordsj = 0;ch = programi+;if (ch = =)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 9;else if (ch = +)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 9;elsei-;flag = 9;break;case-:if (ch = -)wordsj+ = ch;wordsj = 0;ch = programi+;if (ch = =)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 12;else if( ch = -)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 12;elsei-;flag = 12;break;case*:if (ch = *)wordsj+ = ch;wordsj = 0;ch = programi+;if (ch = *)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 11;elsei-;flag = 10;break;case/:if (ch = /)wordsj+ = ch;wordsj = 0;ch = programi+;if (ch = =)wordsj+ = ch;wordsj = 0;flag = 13;elsei-;flag = 13;break;case;:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 15;break;case(:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 17;break;case):wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 17;break;case:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 21;break;case:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 21;break;case:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 20;break;case:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 20;break;case:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 22;break;case,:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 16;break;case#:wordsj = ch;wordsj+1 = 0;flag = 0;break;case :/空格 wordsj =_; wordsj+1 = 0; flag = 24; break;/case$:/wordsj = #;/wordsj+1 = 0;/flag = 0;/break;/default:flag = -1;break;return flag;/-语法分析（递归下降）-void E();void E1();void E2();void T(); void T1();void T2();void F();void F1();void P();void E()coutTEendl;T();E2();void E1()if(flagstemp=9) /加号cout+Tendl;temp+;T();else if(flagstemp=12)/减号cout-Tendl;temp+;T();elseis_right=0;void E2()if(flagstemp=9|flagstemp=12)/如果是加或减coutEEendl; E1(); E2();else if (flagstemp!=0|flagstemp!=17)/如果是非#或非） coutendl; return ; elseis_right=0;void T()coutFTendl;F();T2();void T1()if(flagstemp=10) /乘号cout*Fendl;temp+;F();else if(flagstemp=13) /除号cout/Fendl;temp+;F();else is_right=0;void T2()if(flagstemp=10|flagstemp=13)/如果是乘或除coutTTendl;T1();T2();else if (flagstemp!=0|flagstemp!=17)/如果是非#或非） coutendl; return ; else is_right=0;void F()coutPFendl;P(); F1();void F1() if(flagstemp=11) /乘方 cout*Fendl;temp+;F(); else if (flagstemp!=0&flagstemp!=17&flagstemp!=9&flagstemp!=12&flagstemp!=10&flagstemp!=13)/非#非）非+非-非*非/ coutendl;is_right=0; void P()if(flagstemp=6|flagstemp=7) /标识符或常数coutiendl;temp+;else if(flagstemp=17) /（cout(E)endl;temp+;E();if(flagstemp=17) /）cout(E)endl;temp+;elseis_right=0;else is_right =0;/-语义分析以及中间代码生成-int YE();int TE1(int a);int YE2(int a);int YT();int YT1(int a);int YT2(int a);int YF();int YF1(int a);int YP();int v=-1;int num=0;int ww;string strn;int nn;int newTemp()num+;nn+; stringstream stream;streamstrn;stream.clear();cntnum-1=temp; cntnum-1.operator+=(strn);/把字符串s连接到当前字符串的结尾 /cntnum-1=strcat(Temp,strn); / cntnum-1=temp;return num-1;void siyua