编译原理课程设计报告asd.doc

目录一、开发工具和运行环境 3二、系统需求分析3三、系统详细设计6四、系统实现 11五、调试 25六、系统开发总结30七、附录和参考资料 31一、 开发工具和运行环境开发工具：Microsoft Visual Studio c+ 6.0运行环境：CPU为P4 1.0GHz以上，内存512M或者更多,硬盘至少50G。二、系统需求分析1.概要编译程序完成从源程序到目标程序的翻译工作,是一个复杂的整体的过程。从概念上讲，一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段进行的，每个阶段将源程序的一种表示形式转换成另一种表示形式，各个阶段进行的操作在逻辑上是紧密连接在一起的。一般将编译过程划分成词法分析，语法分析，语义分析，中间代码生成，代码优化和目标代码生成六个阶段。词法分析是编译的第一个阶段，它的主要任务是从左至右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个单词序列，用以语法分析。执行词法分析的程序称为词法分析程序或扫描程序,它所输出的单词符号常采用以下二元式表示：（单词种别，单词自身的值）。2.功能需求根据C语言的说明语句形式，手工构造一个对说明语句进行分析的词法分析程序。该程序能对从键盘输入形如：“const count=10,sum=81.5,char1=f,string1=”hj”, max=169；”的常量说明串进行处理，分析常量说明串中各常量名、常量类型及常量值，并统计各种类型常量个数。3.设计需求a.输入的常量说明串，最后以分号作结束标志b.根据输入串或读入的文本文件中第一个单词是否为“const”判断输入串或文本文件是否为常量说明内容；c.常量名以字母开头，后跟若干个字母，数字或下划线d.常量之间以“，”号隔开，也作为常量之间的风格标志e.判断类型 A:字符型常量定义为放在单引号内的一个字符； B:字符串常量定义为放在双引号内所有内容 C:整型常量定义为带或不带+、- 号，不以0开头的若干数字的组合； D:实型常量定义为带或不带+、- 号，不以0开头的若干数字加上小数点再后跟若干数字的组合f.空格处理：A：出现在常量名之间，如( str 1)报错 B：出现在常量数字之中，如（“23. 32”）报错 其他为符合规则，不处理g.统计并输出串或文件中包含的各种类型的常量个数,如果同常量名相同，看做覆盖，计数只加一次 h. 以二元组(类型,值)的形式输出各常量的类型和值；i.根据常量说明串置于高级语言源程序中时可能出现的错误情况，模仿高级语言编译器对不同错误情况做出相应处理。4.程序流程图开始输入常量说明串判断const识别标识符判断=识别常量值当前符号为； 结束为，打印输出 报错 三、系统详细设计重要数据定义数据结构定义：1): 基本数据类型和运算符定义typedef enum _unsigned=0, /*无符号整数*/_resunsigned,/*余留无符号整数*/_decimal, /*十进制小数*/_resdecimal, /*余留十进制小数*/_exp, /*指数部分*/_intexp, /*整指数*/_resexp, /*余留整指数*/_op, /*操作符*/_identifiers,/*标识符*/_char, /*字符*/_string, /*字符串*/_bool /*bool类型*/StatusSet;2): 二元式输出定义typedef struct _WordType Int type; /单词类型 char *value;/值Word;3）：整数，实数识别状态转换表定义 int m_switchmapMAXSTATUSMAXSTATUS= -1,_resunsigned,_exp,_decimal,-1,-1,-1,-1,-1,_resunsigned,_exp,_decimal,-1,_resunsigned,-1,-1,-1,_resdecimal,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,_resdecimal,_exp,-1,-1,_resdecimal,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1,_intexp,-1,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1；重要模块1): 外部接口，分析模块入口Analysis()2）：初始化状态转换表 InitStatusMap()3): 空格处理函数Removespace(int index);常量名之间出现空格，则清除多余的空格，并返回下一个非空格字符位置 4): 判断类型函数 A:判断是否是字符常量CharValue(int *index, Word *value,int *errorcode); B:判断是否是整数，或符点数IntegerValue(int *index, Word *value,int *errorcode); C:判断是否是一个字符串常量StringValue(int *index, Word *value,int *errorcode); D:判断是否是bool型变量BoolValue(int *index, Word *value,int *errorcode); E: 从当前位置开始找第1个为ch所指的字符，并返回其索引号FindFirstChar(char ch,int index) 5）：输入串处理 A): 整型，实型数据识别状态转换函数(DFA状态转换) StatusSwitching(int status, char ch) B): 标识符的获取 NextIdentifiers(int index,char *buf,int *errorcode) (从当前位置开始获取下一个标识符，并返回下一个单词置) C):常量识别函数 NextValue(int index,Word *tmp,int *errorcode) (从当前位置开始获取下一个常量值，并返回下一个单词的位置，调用各 调用各常量识别函数) D): 单词间格符 int FindNextToken(int index); (判断“ ” “，” “；”返回下一个单词间格符的位置) E): 检查标识符定义是否出错 IsIdentifiersCorrect(char *buf) 6): 输出 ShowInfo(char *buf,Word *word,int *errorcode); 程序系统结构报错结束输出判断类型判段Const判断变量名输入词法分析 统计类型每个出现次数数程序流程图报错NY“；”输出结束判断类型判断常量名判断const输入字符串开始说明：1）判断常量名，常量名必须是标识符，定义为字母开头，后跟若干个字母，数字或下线。2）判断类型，A:字符型常量定义为放在单引号内的一个字符；B:字符串常量定义为放在双引号内所有内容C:整型常量定义为带或不带+、- 号，不以0开头的若干数字的组合；D:实型常量定义为带或不带+、- 号，不以0开头的若干数字加上小数点再后跟若干数字的组合。变量类型模块stringcharint 变量类型说明：1:count*为统计类型出现的次数Count4加1Count3加1Count2加1Count1加1YYY报错NNfloatYNN 四、系统实现本系统实现简单的词法分析，对用户输入的数据流分析，并按照integer、float、string、char、bool类型进行分析统计，并统计各数据类型之和。输入必须以const开头，各赋值语句之间用逗号分隔，语句末尾以分号结束。用户输入数据界面图4-1对用户输入的数据进行分析统计图4-2附：主要代码bool Analysis()int errorcode=0; /用于做常量定义错误标识，0标识没有错误bool cicle=true; /循环标识，为false结束循环int currentstate=0; /当前想要识别的类型,数字，标识符，界符,关键字int index=0; /当前扫描位置char buf6=0; /缓冲区数组int i; /循环变量int j;index=Removespace(index); /清除当前扫描到的空格，并返回第一个非空格字符索引for(i=index,j=0;j=inputstrlen) /是否扫描至输入串结尾，若是结束扫描break;switch(currentstate)case 1:/当前正在识别一个标识符identifiersbuf=(char *)malloc(sizeof(char)* MAXIDENTIFERS);index=NextIdentifiers(index,identifiersbuf,&errorcode);currentstate=2; /并标记下一个要识别的是=break;case 2: /当前正在识别=index= Removespace(index);if(inputstrindex=)index+;currentstate=3; / 标识下一个单词需要的是一个常量值else /当前符号不是=，输出出错提示，并寻找下一个分界符printf(%s(Wrong! You must forget a = followed with a const value to init the const var)n,identifiersbuf);index=FindNextToken(index);currentstate=4;errorcode=-1; /错误以处理，以后忽略break;case 3: /当前识别的是常量值index=NextValue(index,&value,&errorcode);currentstate=4; /需要,进行下一个变量的定义或者;结束本次定义break;case 4:index=Removespace(index);if(inputstrindex=,) /当前符号为,继续循环做下一个变量的定义index+;currentstate=1;else if(inputstrindex=;)/当前符号为;结束本次词法分析index+;cicle=false;else/ShowInfo(identifiersbuf,&value,&errorcode);printf(You must foget a , or ;n);index=FindNextToken(index);currentstate=4;errorcode=-1;/错误以处理，以后忽略ShowInfo(identifiersbuf,&value,&errorcode);break;return true;void InitStatusMap()int switchmapMAXSTATUSMAXSTATUS=/状态转换表数组初始化-1,_resunsigned,_exp,_decimal,-1,-1,-1,-1,-1,_resunsigned,_exp,_decimal,-1,_resunsigned,-1,-1,-1,_resdecimal,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,_resdecimal,_exp,-1,-1,_resdecimal,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1,_intexp,-1,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1,-1,_resexp,-1,-1;memcpy(m_switchmap,switchmap,sizeof(m_switchmap);/复置到类的成员变量中/ 状态转换函数int StatusSwitching(int status, char ch)/关系转换表,字符对应索引如下/l 0, d 1,e 2,. 3, s(+,-) 4, 5/其中l表示字母，d表示数字，e为指数标识，.为小数点,s为指数正负号标记,空格 标示规则中的int set=-1;switch(ch)case .:set=m_switchmapstatus3;break;case e:set=m_switchmapstatus2;break;case :set=m_switchmapstatus5;break;case +:set=m_switchmapstatus4;break;case -:set=m_switchmapstatus4;break;default:set=m_switchmapstatus1;break;return set;/从当前位置开始获取下一个标识符，并返回下一个单词位置int NextIdentifiers(int index,char *buf,int *errorcode)char ch;int i;int j=0;i=Removespace(index);for(;iinputstrlen;i+)ch=inputstri;if(ch= | ch=; | ch=, | ch=)/一直扫描直至遇到界符为止break;bufj+=ch; /将扫描到的字符加入到标识符串中bufj=0;/字符串末尾添零return i;int NextValue(int index,Word *tmp,int *errorcode)/从当前位置开始获取下一个数字，并返回下一个单词的位置int ch;int j;int i=Removespace(index);ch=inputstri;if(CharValue(&i,tmp,errorcode) /先判断是否是字符常量,若是返回，否则继续下一步判断return i;if(StringValue(&i,tmp,errorcode) /判断是否是字符串常量,若是返回，否则继续下一步判断return i;if(BoolValue(&i,tmp,errorcode) /判断是否是bool常量,若是返回，否则继续下一步判断return i;if(IntegerValue(&i,tmp,errorcode)/判断是否是整数或实数,若是返回,否则标记错误为未知的常量return i;*errorcode=_unkownvalue;return FindNextToken(i); /返回下一个界符, 和; 以及空格位置int Removespace(int index)int i=0;for(i=index;iinputstrlen;i+)if(inputstri= ) /顺序清除空格，直到遇到非空格字符continue;else break;return i;void ShowInfo(char *buf,Word *word,int *errorcode)/打印标识符详细信息int len=strlen(buf);if(*errorcode=-1 | lenvalue!=NULL) free(word-value);/*释放常量字符占的空间*/ word-value=NULL;return ;if(IsIdentifyersExist(buf) /判断标识符是否以定义printf(%s(Wrong! %s already defined!)n,buf,buf); if(word-value!=NULL) free(word-value);/*释放常量字符占的空间*/ word-value=NULL;return ;identifiersarrlen+=buf; /添加新标识符到数组末尾 char ch=buf0;printf(%s,buf);switch(*errorcode) /根据常量识别错误标记，输出常量相应信息case 0: /o表示常量定义没有错误，输出正确结果switch(word-type) case _char:len=strlen(word-value);if(lenvalue);else printf(Wrong! There are not more than one char in );break;case _string:countstr+;printf(string,%s) ,word-value);break;case _resexp:case _resdecimal:/浮点型数不能以0开头,如03.3 或 +03.3 都是错误的 0.3,-0.3是正确的if( word-value0 = 0 & word-value1 != . | ( ( word-value0=+ | word-value0 = - ) & word-value1 = 0 & word-value2 != . ) printf(Wrong! Float cantt be started with 0);elsecountfloat+; printf(float,%s),word-value);break;case _resunsigned:if(word-value0=0)printf(Wrong! The integer cant be started with 0.);else countint+; printf(integer,%s),word-value);break;case _bool:countbool+;printf(bool,%s),word-value);break;break;/以一各项都对应各常量定义错误信息的输出case _charerror:printf(Wrong! Cant Find a right to match the left?);break;case _integererror:printf(Wrong! Wrong integer!);break;case _floaterror:printf(Wrong! Wrong float value);break;case _stringerror:printf(Wrong! Cant Find a right to match the left);break;case _unkownvalue:printf(Wrong! unkown const value);break;*errorcode=0;printf(n);if(word-value!=NULL) free(word-value);/*释放常量字符占的空间*/ word-value=NULL;bool CharValue(int *index, Word *value, int *errorcode) /判断是否是字符常量char ch;int i=*index;int j;int k,t;ch=inputstri;char *buf=(char *)malloc(sizeof(char)*MAXNUMS);if(ch=) /如果是字符常量，找第一个单引号value-type=_char;j=FindFirstChar(,i+1); /找第二个单引号if(j=-1) /如果没有匹配的单引号,做错误标记为字符常量定义错误*errorcode=_charerror;*index= FindNextToken(*index+1); /并返回下一个分界符位置else for( k=i+1,t=0;tvalue=buf;/value.value=m_inputstr.substr(i+1,j-i-1);value-type=_char;*index =j+1;return true;return false;bool IntegerValue(int *index, Word *value, int *errorcode)/此处采用DFA状态算法识别整数和实数char ch;char *buf=(char *)malloc(sizeof(char)*MAXNUMS);int t=0;int i=*index;int j; int prestate;int *currentstate=&(value-type);ch=inputstri;*currentstate=_unsigned;if(ch=+ | ch=-)/处理整数实数前面的正负号,如果有的话buft+=ch; i+;for(;i=0 & chvalue=buf;break;elseif(*currentstate=_unsigned)*errorcode=_unkownvalue;else if(*currentstate=_resunsigned)*errorcode=_integererror;else *errorcode=_floaterror;j=FindFirstChar(,i);if(j=-1)j=FindFirstChar(;,i);if(j=-1)*index= FindNextToken(i);return true;*index=j;return true;if(*currentstate=-1)if(prestate=_resunsigned)*errorcode=_integererror;else *errorcode=_floaterror;j=FindFirstChar(,i);if(j=-1)j=FindFirstChar(;,i);if(j=-1)*index=FindNextToken(i);return true;*index=j;return true;value-type=*currentstate;*index=i;return true;bool StringValue(int *index, Word *value, int *errorcode)/判断是否赋值为字符串,若是，求出字符串，并返回true，否则返回falsechar ch;int i=*index;int j;int k,t;char *buf=(char *)malloc(sizeof(char)*MAXNUMS);ch=inputstri;if(ch=)/查找第一个双引号value-type=_string;j=FindFirstChar(,i+1); /查找第二个双引号if(j=-1)/双引号不匹配*errorcode=_stringerror;*index=FindNextToken(i+1); /返回下一个分界符标记elsefor(k=i+1,t=0;tvalue=buf;/获取两个双引号间的字符串的值,不包括双引号*index =j+1;return true;return false;bool BoolValue(int *index, Word *value,int *errorcode) /判断是否是bool型常量char ch;int i=*index;int j;char *buf =(char *)malloc(sizeof(ch)*6);if(inputstrlen-*index)5) /剩余串小于5则，不可能有bool型值truereturn false;for(j=0,i=*index;jtype=_bool;value-value=buf;else*index=FindNextToken(i);*errorcode=_unkownvalue;return true;if(inputstrlen-*index)type=_bool;value-value=buf;else*index=FindNextToken(i);*errorcode=_unkownvalue;return true;return false;/ 返回下一个单词间格符（ ,或者;）第一次出现的位置int FindNextToken(int index)int i,j,k;i=FindFirstChar( ,index);j=FindFirstChar(,index);k=FindFirstChar(;,index);/根据空格，,和;第一次出现的位置，判断下一个使输入串可能正确的界符的位置if(ij & ik & i!=-1 | i!=-1 & j=-1&k=-1)return i;if(ji & jk & j!=-1) | (j!=-1 & i=-1 & (jk | k=-1)return j;if(ki & k=a & ch=A & ch=Z | ch=_)/标识符第一个只能是字母，或下划线for(i=1;i=0 & ch=a & ch=A & ch=Z | ch=_)continue;else break;if(ilen) return false;return true;bool IsIdentifyersExist(char *buf)int i;char *tmp;for(i=0;iarrlen;i+)tmp=identifiersi;if(!strcmp(tmp,buf)break; return iarrlen; /i小于标识符数组长度，说明buf标识的标识符以经存在int FindFirstChar(char ch,int index)int i;for(i=index;iinputstrlen;i+)if(inputstri=ch)break;if(iinputstrlen) return i;return -1;五、 调试此次调试所利用到的编译环境是Microsoft Visual C+ 6.0 。通过对22组数据的调试测试本程序能正确的得到所要输出的结果。下附调试过程：一、程序调试：1、编译调试结果：2、运行界面：二、数据测试：所用的测试数据：1）const i=.43e2,b=3.4e5,c=1.0e-1,d=1.3e+2,j=2;2）const count=10,sum=81.5,char1=f,max=169,str1=h*54 2.4S!AAsj, char2=,str2=aa!+h;3）const count=10,sum=81.5,char1=f,string1=hj,max=169;4）Aconstt count=10,sum=81.5,char1=f;5）const count=10,12sum=81.5,char1=ff,max=0016;6）const int=3.3ee9;7）const int = dfdfjk;8）const int =43;9）const int=3fk;10）const int= kdfj;af;11）const int=343;12）const int = fadfa;13）const bool=true;14)constcount=10,sum=81.5,char1=f,max=169,str=”h*54.2.4s!Aasj”,char2=,str2=”aa+h”,bdfj=fa