编译原理实验-词法语法分析-附源代码

编译原理实验报告**************************************************************************************************************************************************************<常量说明>::=CONST<常量定义>{，<常量定义>};<常量定义>::=<标识符>=<无符号整数><无符号整数>::=<数字>{<数字>}<变量说明>::=VAR<标识符>{,<标识符>};<标识符>::=<字母>{<字母>|<数字>}<过程说明>::=<过程首部><分程序>{;<过程说明>};<过程首部>::=PROCEDURE<标识符>;<语句>::=<赋值语句>|<条件语句>|<当循环语句>|<过程调用语句>|<复合语句>|<读语句><写语句>|<空><赋值语句>::=<标识符>:=<表达式><复合语句>::=BEGIN<语句>{;<语句>}END<条件语句>::=<表达式><关系运算符><表达式>|ODD<表达式><表达式>::=[+|-]<项>{<加法运算符><项>}<项>::=<因子>{<乘法运算符><因子>}<因子>::=<标识符>|<无符号整数>|‘(’<表达式>‘)’<加法运算符>::=+|-<乘法运算符>::=*|/<关系运算符>::==|#|<|<=|>|>=<条件语句>::=IF<条件>THEN<语句><过程调用语句>::=CALL标识符<当循环语句>::=WHILE<条件>DO<语句><读语句>::=READ‘(’<标识符>{,<标识符>}‘)’<写语句>::=WRITE‘(’<表达式>{,<表达式>}‘)’<字母>::=a|b|…|X|Y|Z<数字>::=0|1|…|8|9【预处理】对于一个pl0文法首先应该进行一定的预处理，提取左公因式，消除左递归（直接或间接），接着就可以根据所得的文法进行编写代码。【实验一】词法分析【实验目的】给出PL/0文法规范，要求编写PL/0语言的词法分析程序。【实验内容】已给PL/0语言文法，输出单词（关键字、专用符号以及其它标记）。【实验要求】确定编译中使用的表格、标识符与关键字的区分方法等。把词法分析器设计成一个独立一遍的过程。词法分析器的输出形式采用二元式序列，例如：【输入输出】输入：PL/0源程序。例:a+15*b输出：(ident,a)(plus,+)(number,15)(times,*)(ident,b)【实验结果】实验结果与实验要求相同，没有异议，对输入字符采取一个一个读入，到达句柄时，则采取LL(1)文法进行规约。实验结果如下：实验结果用文本来进行输入输出，所以在工程目录下还会有一个文本输入，输出文件。分别为in.txtout.txt【实验体会】在编写这段代码的过程中，比较麻烦得还是之前的语法预处理阶段，将不满足ll(1)文法的语法转化为标准的ll(1)文法。程序在处理词法分析的过程就是不断通过getsym()这个函数来条用getch()，不断形成一个一个的词汇，供下面语法分析时使用。记录词汇类型的sym是一个枚举类型。使用起来会方便许多，比较系统。其中还用到了文本输入输出的技巧，把读出的词汇保存起来。词法分析还是比较简单，在编写代码的时候没有太大的阻碍。通过此次实验，让我了解到如何设计、编制并调试词法分析程序，加深对词法分析原理的理解；熟悉了构造词法分析程序的手工方式的相关原理，使用某种高级语言（例如C++语言）直接编写此法分析程序。另外，也让我重新熟悉了C++语言的相关内容，加深了对C++语言的用途的理解。【实验二】语法分析【实验目的】给出PL/0文法规范，要求编写PL/0语言的语法分析程序。【实验内容】已给PL/0语言文法，构造表达式部分的语法分析器。【实验要求】将实验一“词法分析”的输出结果，作为表达式语法分析器的输入，进行语法解析，对于语法正确的表达式，报告“语法正确”；对于语法错误的表达式，报告“语法错误”，指出错误原因。把语法分析器设计成一个独立一遍的过程。语法分析器的编写方法采用递归子程序法。【输入输出】输入：PL/0表达式，用实验一的输出形式作为输入。例如:对于PL/0表达式，输出：对于语法正确的表达式，报告“语法正确”；对于语法错误的表达式，报告“语法错误”，指出错误原因。【实验结果】实验结果与实验要求相同，没有异议，对输入字符采取一个一个读入，对输入的一个语句进行判断，判断语法的正误，采用对算法的判断，若全为数字则进行最后的计算【实验体会】通过语法分析可以判断当前输入语句是否正确，实验通过对数学式的处理来进行对语句的判断是否正确，若正确则只要输入“语句正确”即可，若语句错误则需要根据错误的原因输出错误的理由，以方便编译员修改自己的代码。实现方法是通过对文本文件的输入，当前数据与即将输入的字符串进行匹配，若不符合LL（1）文法则判定为错误，若符合则继续向下完成语法分析。【源代码】#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<ctype.h>#include<iostream>#include<stack>#include<string>#include<fstream>usingnamespacestd;ifstreamfin("in.txt");ofstreamfout("out.txt");enumsymbol{//0 1 23 4 5 6 7 nul, ident, number,plus, minus, times, slash, oddsym, eql, neq, lss, leq, gtr, geq, lparen, rparen, comma, semicolon, period, becomes, beginsym, endsym, ifsym, thensym, whilesym, writesym, readsym, dosym, callsym, constsym, varsym, procsym};#definesymnum32charsymwork[symnum][10];//单符号chara[al+1];//tempcharID[al+1];intcc=0,ll=0,num;//当前在行的位置cc，行字符的长度ll，num数字的值intnn=0;charline[81];intflg=0;//正数；//charline[81];enumsymbolssym[256];enumsymbolwsym[norw];//intcc,ll;//ch[cc]interr;voidinit(){ inti; for(i=0;i<=255;i++) ssym[i]=nul;//0 ssym['+']=plus; ssym['-']=minus; ssym['*']=times; ssym['/']=slash; ssym['(']=lparen; ssym[')']=rparen; ssym['=']=eql; ssym[',']=comma; ssym['.']=period; ssym['#']=neq;//notequal ssym[';']=semicolon; strcpy(&symwork[plus][0],"plus"); strcpy(&symwork[minus][0],"minus"); strcpy(&symwork[times][0],"times"); strcpy(&symwork[slash][0],"slash"); strcpy(&symwork[lparen][0],"lparen"); strcpy(&symwork[rparen][0],"rparen"); strcpy(&symwork[eql][0],"eql"); strcpy(&symwork[comma][0],"comma"); strcpy(&symwork[neq][0],"neq"); strcpy(&symwork[period][0],"period"); strcpy(&symwork[semicolon][0],"semicolon"); strcpy(&word[0][0],"begin");//关键字小写字母 strcpy(&word[1][0],"call"); strcpy(&word[2][0],"const"); strcpy(&word[3][0],"do"); strcpy(&word[4][0],"end"); strcpy(&word[5][0],"if"); strcpy(&word[6][0],"odd"); strcpy(&word[7][0],"procedure"); strcpy(&word[8][0],"read"); strcpy(&word[9][0],"then"); strcpy(&word[10][0],"var"); strcpy(&word[11][0],"while"); strcpy(&word[12][0],"write"); wsym[0]=beginsym; wsym[1]=callsym; wsym[2]=constsym; wsym[3]=dosym; wsym[4]=endsym; wsym[5]=ifsym; wsym[6]=oddsym;}voidWordAnalyse(){ switch(sym) { casenul://fout<<"("<<"nul"<<","<<ID<<")"<<endl; break; caseident:fout<<"("<<"ident"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"ident"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casenumber:fout<<"("<<"number"<<","<<num<<")"<<endl; cout<<"("<<"number"<<","<<num<<")"<<endl;break; caseplus:fout<<"("<<"plus"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"plus"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseminus:fout<<"("<<"minus"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"minus"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casetimes:fout<<"("<<"times"<<","<<ID<<")"<<endl; caselss:fout<<"("<<"lss"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"lsst"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseeql:fout<<"("<<"eql"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"eql"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseneq:fout<<"("<<"neq"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"neq"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseleq:fout<<"("<<"leq"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"leq"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casegtr:fout<<"("<<"gtr"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"gtr"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casegeq:fout<<"("<<"geq"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"geqt"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caselparen:fout<<"("<<"lparent"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"lparent"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caserparen:fout<<"("<<"rparent"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"rparent"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casecomma:fout<<"("<<"comma"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"comma"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casesemicolon:fout<<"("<<"semicolon"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"semicolon"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseperiod:fout<<"("<<"period"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"period"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casebecomes:fout<<"("<<"becomes"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"becomes"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casebeginsym:fout<<"("<<"beginsym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"beginsym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseendsym:fout<<"("<<"endsym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"endsym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; caseifsym:fout<<"("<<"ifsym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"ifsym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casethensym:fout<<"("<<"thensym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"thensym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casewhilesym:fout<<"("<<"whilesym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"whilesym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casewritesym:fout<<"("<<"writesym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"writesym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; casereadsym:fout<<"("<<"readsym"<<","<<ID<<")"<<endl; cout<<"("<<"readsym"<<","<<ID<<")"<<endl;break; }}intgetch(){ if(cc==ll) { if(fin.eof()) { cout<<"programincpmplete!!!"<<endl; return-1; } ll=cc=0; fin.getline(line,81); ll=strlen(line); ch=''; return0; } if(cc==0) cout<<line<<endl; ch=line[cc]; cout<<ch<<endl; cc++; nn=cc; return0;}#definegetchdoif(-1==getch())return-1//词法分析部分实验1intgetsym()//读符号大写字母不要出现{ inti,j,k; //用于循环等辅助计数 while(ch==''||ch==9||ch==10)////////////////////////////////////////// { getchdo; } getchdo; } ID[k]=0; i=0; j=norw; do/*搜索当前符号是否为保留字*/ { k=(i+j)/2; if(strcmp(ID,word[k])<=0)j=k-1; if(strcmp(ID,word[k])>=0)i=k+1; }while(i<=j); if(i-1>j)sym=wsym[k];elsesym=ident;/*搜索失败，则是名字或数字*/ } else { if(ch>='0'&&ch<='9') { k=0; num=0; sym=number; do{ ID[k]=ch; num=num*10+ch-'0'; k++; getchdo; }while(ch>='0'&&ch<='9'); if(flg==1){ num=-num; flg=0; } ID[k]=0; k--; if(k>nmax) sym=becomes; strcpy(ID,":="); getchdo; } else { sym=nul; strcpy(ID,"NULL"); } } else { if(ch=='>') { getchdo; if(ch=='=') { sym=geq; strcpy(ID,">="); getchdo; } else { sym=gtr; strcpy(ID,">"); } } else { if(ch=='<') { strcpy(ID,"<"); } } else { sym=ssym[ch]; strcpy(ID,&ch); //if(sym!=period) { getchdo; } } } } } } return1;}//语法分析部分实验2intlp=0;intrp=0;#definegetsymdoif(-1==getsym())return-1#defineexpressiondo()if(-1==expression())return-1#definetermdo()if(-1==term())return-1#definefactordo()if(-1==factor())return-1intexpression();//语法分析intfactor(){ if(sym!=ident&&sym!=number&&sym!=lparen) { err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("error----FactorNeedsIdentorNumberorLparen\n"); } if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus&&sym!=rparen) { err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("变量后没有跟上+-*\\\n"); } if(lp==0&&sym==rparen) { err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("没有左括号匹配\n"); } } elseif(sym==number) { WordAnalyse(); if(getsym()==-1) { return-1; } if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus&&sym!=rparen) { err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("数字后没有跟上+-*\\\n"); } if(lp==0&&sym==rparen) { err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("没有左括号匹配\n"); { lp--; err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("error----NeedsRparen\n"); return-1; } expressiondo(); if(sym==rparen) { WordAnalyse(); lp--; if(getsym()==-1) { return-1; } if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus) { err++; if(err==1)printf("语法错误:\n"); printf("括号后没有跟上+-*\\\n"); } } el