词法分析器实验报告及源代码

1、数学与软件科学学院 实验报告 学期：13至14_ 第_2 学期 2014年3月17 日 课程名称:编译原理 专业:2011级5_班实验编号：01 实验项目：词法分析器 指导教师_王开端姓名：张世镪 学号： 实验成绩： 一、目的学习编译原理，词法分析是编译的第一个阶段，其任务是从左至右挨个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号，把字符串形式的源程序改造成单词符号串形式的中间程序。执行词法分析的程序称为词法分析程序，也称为词法分析器或扫描器。词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号做一个关于C的词法分析器，C+实现二、任务及要求1 词法分析器 产生下述C的单词序列这个C的所有的单词符号，以及

2、它们的种别编码和内部值如下表： 单词符号及种别编码单词符号种别编码单词符号种别编码main128int229char330if431else5,32for6:33while7；34标识符ID1035整型常数NUM2036=2137+2238-2339*24！40/25&41(26&42)27|43关键字main int char if else for while都是小写并都是保留字。算符和界符 = + * / & ! & | , : ; ( )ID和NUM的正规定义式为：IDletter(letter | didit)*NUMdigit digit*lettera | | z | A | |

3、 Zdigit 0 | | 9如果关键字、标识符和常数之间没有确定的算符或界符作间隔，则至少用一个空格作间隔。空格由空白、制表符和换行符组成。三、大概设计1. 设计原理词法分析的任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。理论基础：有限自动机、正规文法、正规式词法分析器又称扫描器：执行词法分析的程序2. 词法分析器的功能和输出形式功能:输入源程序、输出单词符号程序语言的单词符号一般分为以下五种：关键字、标识符、常数、运算符、界符。3. 输出的单词符号的表示形式:(单词种别，单词符号的属性值) 单词种别用整数编码，关键字一字一种，标识符统归为一种，常数一种，各种符号各一种。4.

4、 状态转换图实现三、程序设计1. 词法分析器的流程图2. 总体模块设计/*用来存储目标文件名*/string file_name;/*提取文本文件中的信息。*/string GetText();/*获得一个单词符号,从位置i开始查找。/并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/string GetWord(string str,int i,int& j);/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行int DeleteNull(string str,int i);/*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/bool IsBoundary(str

5、ing str,int i);/*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/bool IsOperation(string str,int i);/*此函数将一个pair数组输出到一个文件中*/void OutFile(vectorpair v);/*此函数接受一个字符串数组，对它进行词法分析，返回一个pair型数组*/vectorpair analyst(vector vec);/*此函数判断传递的参数是否为关键字，是的话，返回真，反之返回假*/bool IsKey(string str);4. 各模块设计1.首先根据上面单词符号表及ID和NUM的正规定义式，构造出状态转

6、换图；2.定义相关的变量和数据结构。关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。关键字表为一个字符串数组，其描述如下：char KEY_WORDS7=main,int,char,if,else,for,while；用以存放单词符号二元式的数据结构可如下定义：class Word_Analyzerpublic:char ContentMAXLENGTH ;int val ; void print(); ;5.按照编译程序一遍扫描的要求，把词法分析器Scaner作为一个独立的子程

7、序来设计，通过对Scaner的反复调用识别出所有的单词符号；6.当Scaner识别出一个单词符号时，则将该单词符号的二元式写入到输出文件中。若Scaner无法识别出一个单词符号时，则调用错误处理程序PrintError，显示当前扫描到的字符及其所在行、列位置，并跳过该字符重新开始识别单词符号。四、程序测试测试该设计词法分析器，可对下面的源程序进行词法分析： main() int i = 10;while(i) i = i - 1; 输出如下二元式代码序列：(1,main) (26,() (27,) (30,) (2,int) (10,i) (21,=) (20,10) (34,;) (7,wh

8、ile) (26,() (10,i) (27,) (10,i) (21, =) (10,i) (23,-) (20,1) (34,;) (31,)五、结论 该词法分析器功能良好，可以完成预定的要求。六、程序代码#include #include #include #include using namespace std;/*用来存储目标文件名*/string file_name;/*提取文本文件中的信息。*/string GetText();/*获得一个单词符号,从位置i开始查找。/并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/string GetWord(string

9、 str,int i,int& j);/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行/第一个参数为目标字符串，第二个参数为开始位置/返回值为连续的空格和换行后的第一个有效字符在字符串的位置*/int DeleteNull(string str,int i);/*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/bool IsBoundary(string str,int i);/*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/bool IsOperation(string str,int i);/*此函数将一个pair数组输出到一个文件中*/void OutFile(

10、vectorpair v);/*此函数接受一个字符串数组，对它进行词法分析，返回一个pair型数组*/vectorpair analyst(vector vec);/*此函数判断传递的参数是否为关键字，是的话，返回真，反之返回假*/bool IsKey(string str);int main() string com1= ; string com2=n; string fileline=GetText(); int begin=0,end=0; vector array; do begin=DeleteNull(fileline,begin); string nowString; nowSt

11、ring=GetWord(fileline,begin,end); if(end=-1) break; if(nowSpare(com1)&nowSpare(com2) array.push_back(nowString); begin=end+1; while(true); vectorpair mid_result; mid_result=analyst(array); OutFile(mid_result); cout*n; cout*程序已完成词法分析，分析结果已经存储在文件file_name中！*n; cout*n; system(pause);

12、return 0;/*提取文本文件中的信息*/string GetText() string file_name1; coutfile_name1; ifstream infile(file_name1.c_str(),ios:in); if (!infile) cerr无法打开文件! file_name1.c_str() !endl; exit(-1); coutendl; char f1000; infile.getline(f,1000,EOF); infile.close(); return f;/*获得一个单词符号,从位置i开始查找。/并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字

13、符在原字符串的位置。*/string GetWord(string str,int i,int& j) string no_use() , ;n+=*/-); j=str.find_first_of(no_use,i); if(j=-1) return ; if(i!=j) j-; return str.substr(i,j-i+1);/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行/第一个参数为目标字符串，第二个参数为开始位置/返回值为连续的空格和换行后的第一个有效字符在字符串的位置*/int DeleteNull(string str,int i) for(;i+) if(stri!= &st

14、ri!=n) return i;/*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/bool IsBoundary(string str,int i) int t; char arr7=,;,(,),; for (t=0;t7;t+) if(stri=arrt) return true; return false;/*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/bool IsOperation(string str,int i) int t; char arr7=+,-,*,/,=,; for (t=0;t7;t+) if(stri=arrt) return t

15、rue; return false;/*此函数将一个个字符串数组输出到一个文件中*/void OutFile(vectorpair v) coutfile_name; ofstream outfile(file_name.c_str(),ios:out); if (!outfile) cerr无法打开文件! file_name.c_str() !endl; exit(-1); coutendl; int i; for(i=0;iv.size();i+) outfilevi.first , vi.secondendl; outfilenn*n; outfile.close(); return;/

16、*此函数接受一个字符串数组，对它进行词法分析，返回一个pair型数组*/vectorpair analyst(vector vec) vectorpair temp; int i; for(i=0;i|veci=|veci=!)&veci+1=) string jk=veci; jk.append(vec+i,0,1); pair pp(4,jk); temp.push_back(pp); continue; if(veci=+&veci+1=+)|(veci=-&veci+1=-) string jk=veci; jk.append(vec+i,0,1); pair pp(4,jk); te

17、mp.push_back(pp); continue; if(IsBoundary(veci,0) pair pp(5,veci); temp.push_back(pp); else if(IsOperation(veci,0) pair pp(4,veci); temp.push_back(pp); else if(veci0=0) pair pp(3,veci); temp.push_back(pp); else pair pp(2,veci); temp.push_back(pp); else if(veci0=0) pair pp(3,veci); temp.push_back(pp); else if(IsKey(veci) pair pp(1,veci); temp.push_back(pp); else pair pp(2,veci); temp.push_back(pp); re