编译原理实验报告三.docx
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编译原理实验报告三.docx
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编译原理实验报告三
实验三语义分析程序实现
一、实验目的与要求
在实现词法、语法分析程序的基础上,编写相应的语义子程序,进行语义处理,加深对语法制导翻译原理的理解,进一步掌握将语法分析所识别的语法范畴变换为某种中间代码(四元式)的语义分析方法,并完成相关语义分析器的代码开发。
二、一般实现方法
语法制导翻译模式是在语法分析的基础上,增加语义操作来实现的,实际上是对前后文无关文法的一种扩展。
一般而言,首先需要根据进行的语义分析工作,完成对给定文法的必要拆分和语义动作的编写,从而为每一个产生式都配备相应的语义子程序,以便在进行语法分析的同时进行语义解释。
即在语法分析过程中,每当用一个产生式进行推导或归约时,语法分析程序除执行相应的语法分析动作之外,还要调用相应的语义子程序,以便完成生成中间代码、查填有关表格、检查并报告源程序中的语义错误等工作。
每个语义子程序需指明相应产生式中各个符号的具体含义,并规定使用该产生式进行分析时所应采取的语义动作。
这样,语法制导翻译程序在对源程序从左到右进行的一遍扫描中,既完成语法分析任务,又完成语义分析和中间代码生成方面的工作。
本实验要求从编译器的整体设计出发,重点通过对实验二中语法分析程序的扩展,完成一个编译器前端程序的编写、调试和测试工作,形成一个将源程序翻译为中间代码序列的编译系统。
三、实验内容
基本实验题目:
对文法G2[<算术表达式>]中的产生式添加语义处理子程序,完成运算对象是简单变量(标识符)和无符号数的四则运算的计值处理,将输入的四则运算转换为四元式形式的中间代码。
输入:
包含测试用例(由标识符、无符号数和+、−、*、/、(、)构成的算术表达式)的源程序文件。
输出:
将源程序转换为中间代码形式表示,并将中间代码序列输出到文件中。
若源程序中有错误,应指出错误信息。
五、源程序
#include
#include
#include
#include
#include
#defineUNKNOWN-1
#defineLB0
#defineRB1
#definePL2
#defineMI3
#defineMU4
#defineDI5
#defineUCON6//Supposetheclassnumberofunsignedconstantis7
#defineOVER
#defineLT8
#defineLE9
#defineEQ10
#defineNE11
#defineGT12
#defineGE13
#defineIS19//14至18被五个关键字占用
#defineID20
#defineMAX_KEY_NUMBER20/*关键字的数量*/
#defineKEY_WORD_END"waitingforyourexpanding"/*关键字结束标记*/
char*KeyWordTable[MAX_KEY_NUMBER]={"begin","end","if","then","else",KEY_WORD_END};
charTOKEN[20]="";//存储已扫描的单词
charch='';//用于存储带判断的字符
introw=1;
////////////////////////无符号数部分
#defineDIGIT1
#definePOINT2
#defineOTHER3
#definePOWER4
#definePLUS5
#defineMINUS6
#defineClassOther200
#defineEndState-1
intindex=0;
intw,n,p,e,d;
intClass;//Usedtoindicateclassoftheword
intICON;
floatFCON;
staticintCurrentState;//Usedtopresentcurrentstate,theinitialvalue:
0
////////////////////////语法分析部分
////////////////////////产生式
//1、E->E+T2、E->E-T3、E->T4、T->T*F5、T->T/F6、T->F7、F->(E)8、F->i
#defineSMAX256
///////////////////////goto表的列项
#defineE0
#defineT1
#defineF2
intStateStack[SMAX];//状态栈
intStackPoint;//状态栈指针
intTopState;//作为状态栈盏栈顶指针
intInputWordType;//输入的单词类型
////////////////()+-*/i#
charAction[16][8][4]={"s4","","","","","","s5","",
"","","s6","s7","","","","A",
"","r3","r3","r3","s8","s9","","r3",
"","r6","r6","r6","r6","r6","","r6",
"s4","","","","","","s5","",
"","r8","r8","r8","r8","r8","","r8",
"s4","","","","","","s5","",
"s4","","","","","","s5","",
"s4","","","","","","s5","",
"s4","","","","","","s5","",
"","s15","s6","s7","","","","",
"","r1","r1","r1","s8","s9","","r1",
"","r2","r2","r2","s8","s9","","r2",
"","r4","r4","r4","r4","r4","","r4",
"","r5","r5","r5","r5","r5","","r5",
"","r7","r7","r7","r7","r7","","r7",};//action表
//ETF
intGoto[16][3]={{1,2,3},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{10,2,3},
{-1,-1,-1},
{-1,11,3},
{-1,12,3},
{-1,-1,13},
{-1,-1,14},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},
{-1,-1,-1},};//goto表
////////////////////////语义分析部分
#definePMAX5//define后面不加括号,定义产生式符号属性字符串的长度
intNXQ=0;/*全局变量NXQ用于指示所要产生的下一个四元式的编号*/
intNXTemp=1;//整型变量NXTemp指示临时变量的编号
intSentenceCount=1;//存放文件中句子的个数
structQUATERNION/*四元式表的结构*/
{
charop[PMAX];/*操作符*/
chararg1[PMAX];/*第一个操作数*/
chararg2[PMAX];/*第二个操作数*/
charresult[PMAX];/*运算结果*/
}pQuad[256];/*存放四元式的数组*/
charEBracket_Place[PMAX];//(E)的语义属性
chari_Place[PMAX];
charE_Place[PMAX];
charT_Place[PMAX];
charF_Place[PMAX];
intEXCUTE(intstate,intsymbol,FILE*fp,charJudgeStr[],introw,intindex);
intGetChar(charch);
intHandleError(charStrJudge[],introw);
intPush(intState);
intPop(intcount);
intSLRControl(FILE*fp);
voidGEN(char*Op,char*Arg1,char*Arg2,char*Result);
char*NewTemp(void);
voidNextSentence(FILE*fp);//当语法或者词法产生错误的时候,跳过当前错误的句子,将文件指针指向下一个句子的开始
////////////////////////查保留字表,判断是否为关键字
intlookup(char*token)
{
intn=0;
while(strcmp(KeyWordTable[n],KEY_WORD_END))//strcmp比较两串是否相同,若相同返回0
{
if(!
strcmp(KeyWordTable[n],token))//比较token所指向的关键字和保留字表中哪个关键字相符
{
returnn+1;//根据单词分类码表I,设置正确的关键字类别码,并返回此类别码的值
break;
}
n++;
}
return6;//单词不是关键字,而是标识符
}
////////////////////////输出分析结果
voidout(inti,char*pStr)
{
charMnemonic[5];
if(0==i)
{
strcpy(Mnemonic,"LB");
}
elseif(1==i)
{
strcpy(Mnemonic,"RB");
}
elseif(2==i)
{
strcpy(Mnemonic,"PL");
}
elseif(3==i)
{
strcpy(Mnemonic,"MI");
}
elseif(4==i)
{
strcpy(Mnemonic,"MU");
}
elseif(5==i)
{
strcpy(Mnemonic,"DI");
}
elseif(6==i)
{
strcpy(Mnemonic,"UCON");
}
elseif(7==i)
{
strcpy(Mnemonic,"OVER");
}
elseif(8==i)
{
strcpy(Mnemonic,"LT");
}
elseif(9==i)
{
strcpy(Mnemonic,"LE");
}
elseif(10==i)
{
strcpy(Mnemonic,"EQ");
}
elseif(11==i)
{
strcpy(Mnemonic,"NE");
}
elseif(12==i)
{
strcpy(Mnemonic,"GT");
}
elseif(13==i)
{
strcpy(Mnemonic,"GE");
}
elseif(14==i)
{
strcpy(Mnemonic,"BEGIN");
}
elseif(15==i)
{
strcpy(Mnemonic,"END");
}
elseif(16==i)
{
strcpy(Mnemonic,"IF");
}
elseif(17==i)
{
strcpy(Mnemonic,"THEN");
}
elseif(18==i)
{
strcpy(Mnemonic,"ELSE");
}
elseif(19==i)
{
strcpy(Mnemonic,"IS");
}
elseif(20==i)
{
strcpy(Mnemonic,"ID");
}
else
{
strcpy(Mnemonic,"UnkownType");
}
printf("(%s)对应%s\n",Mnemonic,pStr);
}
////////////////////////报错部分
voidreport_error(introw)
{
printf("%s无法识别的单词!
Inthe%drow\n",TOKEN,row);
}
////////////////////////扫描程序部分
voidscanner(FILE*fp)
{
inti,c;
fseek(fp,-1,1);//首先回溯一个字符,就是将文件所有的字符都在scanner内部判断,外部while循环不会浪费任何字符
ch=fgetc(fp);//scanner中要想判断字符,必须开头先读一个字符
while(''==ch||'\n'==ch||'\t'==ch)//消耗文件中空字符串
{
if('\n'==ch)
{
row++;
}
ch=fgetc(fp);
}
if(EOF==ch)
{
return;
}
if(isalpha(ch))/*itmustbeaidentifer!
*/
{
TOKEN[0]=ch;ch=fgetc(fp);i=1;
while(isalnum(ch))
{
TOKEN[i]=ch;i++;
ch=fgetc(fp);
}
TOKEN[i]='\0';
fseek(fp,-1,1);/*retract*/
c=lookup(TOKEN);
if(c!
=6)out(c+13,TOKEN);elseout(c+14,TOKEN);//此处加13或者14因为一些常量的定义产生冲突,被迫修改以适应
}
elseif(isdigit(ch)||'.'==ch)
{
fseek(fp,-1,1);//回溯一个字符,为下面循环内部使用先读字符后判断的格式。
intType;
CurrentState=0;
i=0;
do
{
ch=fgetc(fp);
TOKEN[i]=ch;
i++;
TOKEN[i]='\0';
Type=GetChar(ch);
EXCUTE(CurrentState,Type,fp,TOKEN,row,i);
}while(CurrentState!
=EndState);
}else
switch(ch)
{
case'<':
ch=fgetc(fp);
if(ch=='=')out(LE,"<=");
elseif(ch=='>')out(NE,"<>");
else
{
out(LT,"<");
}
break;
case'=':
{
ch=fgetc(fp);
if('='==ch)
{
out(EQ,"==");
}
else
{
out(IS,"=");
}
}
break;
case'>':
ch=fgetc(fp);
if(ch=='=')out(GE,">=");
else
{
out(GT,">");
}
break;
case'+':
{
InputWordType=PL;
out(PL,"+");
}
break;
case'-':
{
InputWordType=MI;
out(MI,"-");
}
break;
case'*':
{
InputWordType=MU;
out(MU,"*");
}
break;
case'/':
{
InputWordType=DI;
out(DI,"/");
}
break;
case'(':
{
InputWordType=LB;
out(LB,"(");
}
break;
case')':
{
InputWordType=RB;
out(RB,")");
}
break;
case'#':
{
InputWordType=OVER;
out(OVER,"#");
}
break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;
report_error(row);
}break;
}
return;
}
/////////////////////////无符号数判断矩阵执行程序
intEXCUTE(intstate,intsymbol,FILE*fp,charJudgeStr[],introw,intindex)//row用于指示出错的行数,index用于为待输出的字符串赋结束符‘\0’时用
{
switch(state)
{
case0:
switch(symbol)
{
caseDIGIT:
n=0;p=0;e=1;w=d;CurrentState=1;Class=UCON;break;
casePOINT:
w=0;n=0;p=0;e=1;CurrentState=3;Class=UCON;break;
default:
{
Class=ClassOther;
CurrentState=EndState;
InputWordType=UNKNOWN;
printf("无符号数的第一个字符是非法的!
\n");
}
}
break;
case1:
switch(symbol)
{
caseDIGIT:
w=w*10+d;break;//CurrentState=1
casePOINT:
CurrentState=2;break;
casePOWER:
CurrentState=4;break;
default:
{
if(ch!
=EOF)//如果是因为读到文件结束字符而终止识别(是正确识别一个无符号数结束),就不应该回退,否则可能造成死循环
{
fseek(fp,-1,1);//遇到其他的字符,可能是一条语句中的其他字符,需后退,因为主函数外层循环每次都要读一个字符进行判断,而这个判读不回溯,所以在内部把这个多读的字符回溯
}
ICON=w;CurrentState=EndState;
JudgeStr[index-1]='\0';
InputWordType=UCON;
printf("(UCON,%i)对应%s\n",ICON,JudgeStr);
}break;
}
break;
case2:
switch(symbol)
{
caseDIGIT:
n++;w=w*10+d;break;
casePOWER:
CurrentState=4;break;
default:
{
if(ch!
=EOF)
{
fseek(fp,-1,1);
}
FCON=w*pow(10,e*p-n);CurrentState=EndState;
JudgeStr[index-1]='\0';
InputWordType=UCON;
printf("(UCON,%f)对应于%s\n",FCON,JudgeStr);
}
}
break;
case3:
switch(symbol)
{
caseDIGIT:
n++;w=w*10+d;CurrentState=2;break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;
HandleError(JudgeStr,row);CurrentState=EndState;
}
}
break;
case4:
switch(symbol)
{
caseDIGIT:
p=p*10+d;CurrentState=6;break;
caseMINUS:
e=-1;CurrentState=5;break;
casePLUS:
CurrentState=5;break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;
HandleError(JudgeStr,row);CurrentState=EndState;
}
}
break;
case5:
switch(symbol)
{
caseDIGIT:
p=p*10+d;CurrentState=6;break;
default:
{
InputWordType=UNKNOWN;//判断一个无符号数的最后一个字符应该都是多余读取的,所以为了防止引起后面再次判断下一无符号数时产生呑字符的现象,都应该回溯一个字符
HandleError(JudgeStr,row)
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