计算机22班编译原理实验报告宝思阳

1、编译原理实验 宝思阳学生专业/班级 计算机 22 班学号 2120505031提交日期 2014.12.09 实验一：词法分析器一、实验目的：1强化对系统综合工程实现能力的训练；2加强对词法分析原理、方法和基本实现技术的理解；二、实验内容：用C 语言或者其他的高级语言作为宿主语言完成C1 语言的词法分析器的设计。三、实验要求：1. 编写C0 语言的词法分析器的源程序并调试通过。其中词法分析程序既可以自己手动去完成，也可以利用 LEX 自动生成。2. 通过测试程序的验收；3.实验按照提供的模板填写：（1）功能描述：该程序具功能？程序结构描述：函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能；另外可以

2、附加函数之间的调用关系图、程序总体执行流程图。实验总结：你在编程过程中花时多少？多少时间在纸上设计？多少时间上机输入和调试？多少时间在思考问题？遇到了哪些难题？你是怎么克服的？你对你的程序的评价？你的收获有哪些？四、实验任务、词法分析器任务：输入源程序；扫描、分解字符串，识别出一个个单词（定义符、标识符、运算符、界符、常数）。单词符号的表示：1) 需要对单词分类，每一个识别出来的单词都属于不同的类型public enum TokenType/关键字 IF,ELSE,WHILE,RETURN,VOID,/运算符 + - * / = = != PLUS,MINUS,STAR,SLASH, LT,L

3、TEQ,GT,GTEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,/界符 ; , ( ) /* */ MA,LPAREN,RPAREN,LSQUAR,RSQUAR,LBRACE,RBRACE,MENT,ID,NUMBER,/标识符/数字常量 IDletter(letter|didit)*NUMBERdigit digit * lettera|b|z|A|B|Z digit0|9 NONTOKEN,ERROR,ENDFILE / 其它;2) 单词符号的数据结构设计public class Tokenstring str; TokenType ttype;line;/单词字符串/单词的类型/所在行号信息3) 词

4、法分析 状态转换图letter|digit开始状态；Sletter非letter|digitS1需要回退一个字符；digit不需要字符回退；非digitdigit2=非=4=非=5!=6非=/非/非*8*97/S非*+ - * , ; ( ) 其他五、实验结果：使用测试文件 test.txt:void f1(a, a = 1;b = a+b;void main()a100;b; float c; ab=a;b) if(c=b)f1(a,b);for(i=0;i5:i+)得到进行词法翻译后：tokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentok

5、entokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentype=ID string=f1 type=LPAREN string=(type= string=type=ID string=a type=COMMA string=,type= string=type=ID string=b type=RPAREN string=) type=LBRACE string= type=ID string=a type=ASSIGN string

6、= type=NUMBER string=1 type=SEMI string=; type=ID string=b type=ASSIGN string= type=ID string=a type=PLUS string=+ type=ID string=b type=SEMI string=; type=RBRACE string=type=VOID string=void type=ID string=main type=LPARENtype=RPAREN type=LBRACEstring=(string=) string=type= string= type=ID string=a

7、 type=LSQUAR type=NUMBERtype=RSQUARstring=string=100 string= type=SEMI string=; type= string= tokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokentokent

8、okentoken type=SEMI string=; type=FLOAT string=float type=ID string=c type=SEMI string=; type=ID string=a type=LSQUAR string= type=ID string=b type=RSQUAR string= type=ASSIGN string= type=ID string=a type=SEMI string=; type=IF string=if type=LPAREN string=(type=ID string=c type=LTEQ string=type=ID s

9、tring=b type=RPAREN string=) type=LBRACE string= type=ID string=f1 type=LPAREN string=(type=ID string=a type=COMMA string=, type=ID string=b type=RPAREN string=) type=SEMI string=; type=RBRACE string= type=ID string=for type=LPAREN string=( type=ID string=i type=ASSIGN string= type=NUMBER string=0 t

10、ype=SEMI string=; type=ID string=i type=LT string=type=NUMBER string=5line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=14 line=15 line=17line=18CANNOT RECGNIZE! string=:type=ID string=i type=PLUS string=+ type=PLUS string=+ type=RPAREN type

11、=LBRACE type=RBRACEtype=RBRACEstring=) string= string=string=六、实验代码文件名：TokenType.l:%# include # include linecount=1;char stype10=;%letter A-Za-z digit 0-9blt number digit+id (letter|_)(letter|digit|_)*%bl+ ;n linecount+; float|if|char|else|while|return|void|Upper(yytext,yyleng);|includefpr string=%s

12、number string=%sidstring=%sf(yyout,n,linecount,stype,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);+fprf(yyout,n,linecount,yytext); /算符-fprf(yyout,n,linecount,yytext);*fprf(yyout,n,linecount,yytext);/fprf(yyout,n,linecount,yytext);=fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,

13、linecount,yytext);=fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);=fprf(yyout,n,linecount,yytext);!=fprf(yyout,n,linecount,yytext);=fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext); /界符,fprf(yyout,n,linecount,yytext);(fprf(yyout,n,linecount,yytext);)fprf(yyout,n,linecount

14、,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);fprf(yyout,n,linecount,yytext);/*fprf(yyout,n,linecount,yytext);*/fprf(yyout,n,linecount,yytext);.fprf(yyout,n,linecount,yytext);%Upper(char *s,i;l)for(i=0;il;i+) stypei=toupper(si);stypei=0;yywrap(

15、)return 1;文件名：exle.c:#include main()extern FILE *yyin;extern FILE *yyout;if (yyin=fopen(test.txt,rt) = NULL )perror(can not open file test.txtn) ;exit(1);yyout = fopen(result.xml,wa);fprf(yyout , n);yylex();fprf(yyout , n);prf(Complete sucsfully!n);return 0;实验二 语法分析器一、实验题目和要求1、题目编写 C0 语言的语法分析器的源程序并调

16、试通过。其中语法分析程序既可以自己手动去完成，也可以利用 YACC 自动生成。2、实验目的（1）强化对系统综合工程实现能力的训练；（2）加强对语法分析原理、方法和基本实现技术的理解。二、程序设计及设计方案1、语法分析器流设计由于语法分析是在词法分析上做的进一步分析， 所以要求在上次输出词法分析结果的同时，也需要输出语法分析的结果。该结果用 xml 格式的文件表示。具体来说，我在设计程序时首先集成了一个词法分析器（参见实验一） ，将词法分析的结果保存在一个 temp 缓存区内，然后送交语法分析器。语法分析器是一个函数，简述如下：voidfpr fprYacc() /语法分析器f(fpout,n)

17、; f(fpout,n);Cur=0; ChengXu(); boddy();fprf(fpout,);它调用了 Chengxu（） 、body（）两个函数，基本思路是将词法分析分析出的符号与关键字等比较，相等的话则转入相应的分支处理。如，若检测到当前字符串为“if” ，则转入处理“条件语句”的部分，以确定是否有 if 语句的特征存在。在实际实验中，我所设计的程序对例程可以完全正确地输出结果，对其他测试程序的分析也基本无误，体现了验收，这是对我极大地鼓舞。 2、简要设计方案设计思路的合理性。在验收时，我首先通过了将待分析程序保存在 f 盘根目录下的 incode.txt 文件中，以备词法分析器

18、调用；词法分析器对待分析程序进行分析后， 在 f 盘根目录下创建 outfile.xml 文件，输出词法分析结果；待分析代码以#为结束符。3、程序工作说明由于语法分析是在词法分析上做的进一步分析， 所以要求在上次输出词法分析结果的同时，也需要输出语法分析的结果。该结果用 xml 格式的文件表示，如：4、相关说明 词法分析器任务ype= 将词法分析过程输出的记号输入到语法分析器中，按照 C0和相关数据输出到语法树中。语法树点的类型public enum NodeKindFuncK,SenK,ExpK;public enum SenKindIfK,WhileK，RetureK.的文则，将记号pub

19、lic enum ExpKindSimpleK,AssignK语法树的节点数据结构public class treeNodeStruct treeNode * childMAXCHILD; NodeKind nodeKind;UnionSenKind sen; ExpKind exp;kind; UnionTokenType op; val;Char * name;attr; ExpType type;lineNo;三、实验结果输入文件内容void main()a=0; b=2;while(a=b)+a; #输出文件内容?xml ver=1.0?tree line=1tree line=3tr

20、ee line=3notetype=FunDecl notestring=maindaype=VOID/nodetype=ASSIGN nodestring= daype=none/nodetype=VarDecl nodestring=a daype=/tree line=3tree line=4tree line=4tree line=4nodetype=NUMBER nodestring=0 daype=none/nodetype=ASSIGN nodestring= daype=none/nodetype=VarDecl nodestring=b daype=/nodetype=NUM

21、BER nodestring=2 daype=none/tree line=5 notetype=SENTEN notestring=none daype=none/tree line=5 nodetype=WhileStm nodestring=while daype=none/tree line=5tree line=5tree line=5nodetype=VarID nodestring=a daype=none/nodetype=EQ nodestring= daype=none/nodetype=VarIDnodestring=b daype=none/tree line=6 no

22、tetype=SENTENtree line=6 notetype=EXPRES notestring=none daype=none/ notestring=+a daype=none/四、源代码：#include #include#include #include #define MAXBUF 1023Cur=0; typeMAXBUF; lineMAXBUF;char FILE FILE*stringMAXBUF;*fpin;*fpout;FuZhiYuJu(); TiaoJianYuJu(); XunHuanYuJu(); BoolLiang(); BiaoDaShi(); Xiang

23、();YinZi(); YuJuChuan(); YuJu();Body(); ChengXu(); Yacc(); Judge(char*);void void void void void void void void voidvoid lexscanf(); Judge(char *p)char*word=exp,throw,catch,try,virtual,this,delete,new,protected,private,public,class,return,while,if,else, ,void,float,string;ptr,i,flag; flag=0; for(i=0

24、;i18;i+)ptr=stricmp(p,wordi); if(ptr=0)flag=1; return(i+1); break;if(flag=0)return 0;return 0;void lexscanf()char arrMAXBUF; i=0;j=0;char ch;lineo=1;/fpr ver/fprf(fpout,n);f(fpout,n);while(1)fscanf(fpin,%c,&ch); /从输入文件中读入字符if(ch= |ch=t) /清除空白;else if(ch=n) /识别回车，行数+1lineo+;else if(isdigit(ch) /如果输入字

25、符为数字while(isdigit(ch) /一直读字符，直到读入的字符不是数字arrj=ch; j+;fscanf(fpin,%c,&ch);fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR); char* temp1=(char*)malloc(j+1); memcpy(temp1,arr,j); /将缓冲区的内容拷贝到 temp1 中去 temp1j=0;j=0;typeCur=44; lineCur=lineo; stringCur=temp1; Cur+;else if(isalpha(ch) /如果读入的字符为字母while(isalpha(ch)|isdigit(ch)arri=c

26、h; i+;fscanf(fpin,%c,&ch);fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR); char* temp=(char*)malloc(i+1); memcpy(temp,arr,i); tempi=0;i=0;if(Judge(temp) /如果 读入的字母能与关键字相等typeCur=Judge(temp); lineCur=lineo; stringCur=temp; Cur+;elsetypeCur=43; lineCur=lineo; stringCur=temp; Cur+;else if(ch=) /处理二字符运算符) /处理二字符运算符=fscanf(fpin

27、,%c,&ch); if(ch=)typeCur=26; lineCur=lineo; stringCur=GTEQ; Cur+;else if(isdigit(ch)|isalpha(ch)|ch=fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR); typeCur=25; lineCur=lineo; stringCur=GT;Cur+;else if(ch=) /处理二字符运算符=fscanf(fpin,%c,&ch); if(ch=)typeCur=27; lineCur=lineo; stringCur=EQ; Cur+;else if(isdigit(ch)|isalpha(ch)|

28、ch=)fseek(fpin,-1L,SEEK_CUR); typeCur=29; lineCur=lineo; stringCur=ASSIGN; Cur+;else if(ch=/)fscanf(fpin, %c,&ch); if(ch=*)while(1) fscanf(fpin,%c,&ch);while(ch!=*)fscanf(fpin,%c,&ch);fscanf(fpin,%c,&ch); if(ch=/)break;else if(ch=!) /处理二字符运算符!=fscanf(fpin,%c,&ch); if(ch=)typeCur=28; lineCur=lineo; s

29、tringCur=NEQ; Cur+;else /处理各种单字符运算符if(ch=+)typeCur=19; lineCur=lineo; stringCur=+; Cur+;continue;if(ch=-)typeCur=20; lineCur=lineo; stringCur=-; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=22; lineCur=lineo; stringCur=SLASH; Cur+;continue;if(ch=;)typeCur=30; lineCur=lineo; stringCur=SEMI; Cur+;continue;if(ch=,)typ

30、eCur=31; lineCur=lineo; stringCur=COMMA; Cur+;continue;if(ch=:)typeCur=32; lineCur=lineo; stringCur=COLON; Cur+;continue;if(ch=.)typeCur=33; lineCur=lineo; stringCur=DOT; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=34; lineCur=lineo; stringCur=WAVE; Cur+;continue;if(ch=()typeCur=35; lineCur=lineo; stringCur=LPAREN

31、; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=36; lineCur=lineo; stringCur=RPAREN; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=37; lineCur=lineo; stringCur=LSQUAR; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=38; lineCur=lineo; stringCur=RSQUAR; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=39; lineCur=lineo; stringCur=LBRACE; Cur+;continue;if(ch=)typeCur=40; l

32、ineCur=lineo; stringCur=RBRACE; Cur+;continue;if(ch=*)typeCur=21; lineCur=lineo; stringCur=STAR; Cur+;continue;if(ch=#)/终止符typeCur=45; lineCur=lineo; stringCur=STOP; Cur+;break;FuZhiYuJu() /赋值语句if(typeCur=!43)prf(语法错误，缺少标示符。错误行号%dn,lineCur);else fprf(fpout, n,lineCur); f(fpout, n); f(fpout, n,lineCu

33、r,stringCur);f(fpout, n); f(fpout, n);Cur+; if(typeCur!=29)prf(语法错误，缺少=。错误行号%dn,lineCur);Cur+; BiaoDaShi();fprf(fpout, n);return 1;TiaoJianYuJu() /条件语句if(typeCur!=15)prf(语法错误，缺少 if。错误行号%dn,lineCur);elsefprf(fpout, n,lineCur);Cur+; if(typeCur!=35)prf(语法错误，缺少(。错误行号%dn,lineCur);Cur+;fprf(fpout, n);Biao

34、DaShi();fprf(fpout, n);if(typeCur!=36)prf(语法错误，缺少)。错误行号%dn,lineCur);Body(); if(typeCur!=16)fprf(fpout, n);return 0;Body();fprf(fpout, n);return 1;XunHuanYuJu() /循环语句if(typeCur!=14)prf(语法错误，缺少 while。错误行号%dn,lineCur);/return 0;elsefprf(fpout, n,lineCur,stringCur); f(fpout, n);f(fpout, n,lineCur);Cur+;

35、 if(typeCur!=35)prf(语法错误，缺少(。错误行号%dn,lineCur);Cur+;fprf(fpout, n);BiaoDaShi();fprf(fpout, n);if(typeCur!=36)prf(语法错误，缺少)。错误行号%dn,lineCur);Body();fprf(fpout,n); return 1;DiaoYongYuJu()/函数调用语句fprf(fpout, n,lineCur,stringCur);Cur+; Cur+;fprf(fpout, n);while(typeCur!=36)if(typeCur=43|typeCur=44)fprf(fpo

36、ut, n,lineCur,stringCur);Cur+; if(typeCur=31)Cur+;else if(typeCur!=36)prf(语法错误，没有函数调用。错误行号%dn,lineCur);Cur+;fpr fprf(fpout, n); f(fpout, n);return 1;ReturnYuJu()fprf(fpout, n,lineCur);Cur+;fprf(fpout, n);if(typeCur=44)fprf(fpout, n,lineCur,stringCur);if(typeCur=43)f(fpout, n,lineCur,stringCur);prf(语

37、法错误，返回值类型错误。错误行号%dn,lineCur);Cur+;fpr fprf(fpout, n); f(fpout, n);return 1;void BiaoDaShi() /表达式Xiang(); if(typeCur=30|typeCur=36)return;elseif(typeCur-1=19)fprf(fpout, n,lineCur); if(typeCur-1=20)f(fpout, n,lineCur); if(typeCur-1=23)f(fpout, tree line=%dnodetype=LT nodestring=n,lineCur); if(typeCur

38、-1=24)f(fpout, tree line=%dnodetype=LTEQ nodestring=n,lineCur); if(typeCur-1=25)f(fpout, da else fprype=none/n,lineCur); if(typeCur-1=26)f(fpout, =da else fprype=none/=n,lineCur); if(typeCur-1=27)f(fpout, n,lineCur); if(typeCur-1=28)f(fpout, n,lineCur);BiaoDaShi();fprvoidfprf(fpout, n);Xiang() /项数f(

39、fpout, n);YinZi(); while(typeCur=21|typeCur=22)Cur+; YinZi();fprf(fpout, n);if(typeCur=19|typeCur=23|typeC ur=24|typeCur=25|typeCur=26|type Cur=27|typeCur=28|typeCur=20)Cur+;void YinZi() /因子switch(typeCur)case 35:Cur+; BiaoDaShi(); Cur+; break;case 43: if(typeCur+1=35)DiaoYongYuJu();elsefprf(fpout,n

40、,lineCur,stringCur);Cur+;break; case 44:fprf(fpout, n,lineCur,stringCur);Cur+; break; default:prf(语法错误，缺少因子。错误行号%dn,lineCur);void YuJuChuan() /语句串 YuJu();while(typeCur=30|(typeCur-1=40 &(typeCur=43|typeCur=15)|typeC ur=14)|typeCur=13)if(typeCur-1=40)if(typeCur=43|typeCur=15)Cur-;else if(typeCur=14|t

41、ypeCur=13)Cur-;Cur+; YuJu();void YuJu() /语句switch(typeCur)case 43: if(typeCur+1=35)if(DiaoYongYuJu()=1)prf(函数调用语句n);elseif(FuZhiYuJu()=1)prf(变量n);break; case 15:if(TiaoJianYuJu()=0)prf(if then 分支语句n,lineCur);elseprf(if then else 分支语句n);break; case 14:if(XunHuanYuJu()=1)prf(while do 循环语句n);break; cas

42、e 17: Cur+;fprf(fpout, n,lineCur,stringCur);Cur+; break; case 13:if(ReturnYuJu()=1)prf(Return 语句n);break;/*case 19: if(typeCur+1=19)fprf(fpout, n,lineCur,stringCur);/prf(语法错误，缺少语句。错误行号%dn,lineCur);fprf(fpout, n,lineCur,stringCur);void Body() /程序体Cur+; switch(typeCur)case 39: break; case 19:fprf(fpou

43、t, n,lineCur,stringCur);fprf(fpout,n); fpr f(fpout,n,lineCur,stringCur);break; default: Cur+; break;/prf(语法错误,缺少。错误行号%dn,lineCur);Cur+; if(typeCur!=40)YuJuChuan();switch(typeCur)case 40: break; default: Cur+; break;/prf(语法错误,缺少。错误行号%dn,lineCur);Cur+;void boddy()fpr fpr fpr fpr fpr fprvoidf(fpout,f(fpout,f(fpout,f(fpout,f(fpout,f(fpout,n);n);n);n);n);n);ChengXu()