词法分析器实验报告.docx
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词法分析器实验报告.docx
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词法分析器实验报告
词法分析器实验报告
词法分析器设计
一、实验目的:
对C语言的一个子集设计并实现一个简单的词法分析器,掌握利用状态转换图设计词法分析器的基本方法。
利用该词法分析器完成对源程序字符串的词法分析。
输出形式是源程序的单词符号二元式的代码,并保存到文件中。
二、实验内容:
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(LexicalAnalyzer)又称扫描器(Scanner):
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.词法分析器的结构
5.状态转换图实现
三、程序设计
1.总体模块设计
/*用来存储目标文件名*/
stringfile_name;
/*提取文本文件中的信息。
*/
stringGetText();
/*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。
*/
stringGetWord(stringstr,inti,int&j);
/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行
intDeleteNull(stringstr,inti);
/*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*/
boolIsBoundary(stringstr,inti);
/*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*/
boolIsOperation(stringstr,inti);
/*此函数将一个pair数组输出到一个文件中*/
voidOutFile(vector
/*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*/
vector
/*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*/
boolIsKey(stringstr);
2.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:
charKEY_WORDS[7]={″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:
classWord_Analyzer
{
public:
charContent[MAXLENGTH];
intval;
voidprint();
};
(3).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序来设计,通过对Scaner的反复调用识别出所有的单词符号;
(4).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、程序代码
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
/*用来存储目标文件名*/
stringfile_name;
/*提取文本文件中的信息。
*/
stringGetText();
/*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。
*/
stringGetWord(stringstr,inti,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*/
intDeleteNull(stringstr,inti);
/*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*/
boolIsBoundary(stringstr,inti);
/*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*/
boolIsOperation(stringstr,inti);
/*此函数将一个pair数组输出到一个文件中*/
voidOutFile(vector
/*次函数将参数str,digit添加到temp中*/
voidadd(stringstr,intdigit,vector
/*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*/
vector
/*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*/
boolIsKey(stringstr);
intmain()
{
cout<<"*********************************************************\n";
cout<<"*************编译原理课程设计--词法编译器ver1.0*********\n";
cout<<"*********************************************************\n";
cout< stringcom1=""; stringcom2="\n"; stringfileline=GetText(); intbegin=0,end=0; vector do { begin=DeleteNull(fileline,begin); stringnowString; nowString=GetWord(fileline,begin,end); if(end==-1) break; if(nowSpare(com1)&&nowSpare(com2)) array.push_back(nowString); begin=end+1; }while(true); vector 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"< ! ! *\n"; cout<<"*********************************************************\n"; cout<<"感谢使用,谢谢再见! "< system("pause"); return0; } /*提取文本文件中的信息*/ stringGetText() { stringfile_name1; cout<<"请输入源文件名(包括路径和后缀名): "; cin>>file_name1; ifstreaminfile(file_name1.c_str(),ios: : in); if(! infile) { cerr<<"无法打开文件! "< ! ! "< exit(-1); } cout< charf[1000]; infile.getline(f,1000,EOF); infile.close(); printf(f); cout< returnf; } /*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原字符串的位置。 */ stringGetWord(stringstr,inti,int&j) { stringno_use("(){},; \n+=*/-<>\""); j=str.find_first_of(no_use,i); if(j==-1) return""; if(i! =j) j--; returnstr.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*/ intDeleteNull(stringstr,inti) { for(;;i++) if(str[i]! =''&&str[i]! ='\n') returni; } /*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*/ boolIsBoundary(stringstr,inti) { intt; chararr[7]={',',';','{','}','(',')',': '}; for(t=0;t<7;t++) if(str[i]==arr[t]) returntrue; returnfalse; } /*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*/ boolIsOperation(stringstr,inti) { intt; chararr[8]={'+','-','*','/','=','<','>','&'}; for(t=0;t<8;t++) if(str[i]==arr[t]) returntrue; returnfalse; } /*此函数将一个个字符串数组输出到一个文件中*/ voidOutFile(vector { cout<<"请输入目标文件名(包括路径和后缀名): "; cin>>file_name; ofstreamoutfile(file_name.c_str(),ios: : out); if(! outfile) { cerr<<"无法打开文件! "< ! ! "< exit(-1); } cout< inti; for(i=0;i { outfile<<"<"< cout<<"<"< } outfile<<"\n\n*********************************\n"; outfile.close(); return; } /*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*/ boolIsKey(stringstr) { stringp[7]={"main","int","char","if","else","for","while"}; vector intu; for(u=0;u if(! pare(ppp[u])) returntrue; returnfalse; } /*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*/ vector { vector inti; for(i=0;i { if(vec[i].size()==1) { if(vec[i]==">"&&vec[i+1]=="=") { stringjk=vec[i]; jk.append(vec[++i],0,1); pair temp.push_back(pp); continue; } if(vec[i]=="<"&&vec[i+1]=="=") { stringjk=vec[i]; jk.append(vec[++i],0,1); pair temp.push_back(pp); continue; } if(vec[i]=="="&&vec[i+1]=="=") { stringjk=vec[i]; jk.append(vec[++i],0,1); pair temp.push_back(pp); continue; } if(vec[i]=="! "&&vec[i+1]=="=") { stringjk=vec[i]; jk.append(vec[++i],0,1); pair temp.push_back(pp); continue; } if(vec[i]=="&"&&vec[i+1]=="&") { stringjk=vec[i]; jk.append(vec[++i],0,1); pair temp.push_back(pp); continue; } if(vec[i]=="|"&&vec[i+1]=="|") { stringjk=vec[i]; jk.append(vec[++i],0,1); pair temp.push_back(pp); continue; } if(IsBoundary(vec[i],0)) { if(vec[i]==",") { pair temp.push_back(pp1); } if(vec[i]==";") { pair temp.push_back(pp2); } if(vec[i]=="{") { pair temp.push_back(pp3); } if(vec[i]=="}") { pair temp.push_back(pp4); } if(vec[i]=="(") { pair temp.push_back(pp5); } if(vec[i]==")") { pair temp.push_back(pp6); } if(vec[i]==": ") { pair temp.push_back(pp7); } } elseif(IsOperation(vec[i],0)) { if(vec[i]=="+") { pair temp.push_back(pp8); } if(vec[i]=="-") { pair temp.push_back(pp9); } if(vec[i]=="*") { pair temp.push_back(pp10); } if(vec[i]=="/") { pair temp.push_back(pp11); } if(vec[i]=="=") { pair temp.push_back(pp12); } if(vec[i]==">") { pair temp.push_back(pp13); } if(vec[i]=="<") { pair temp.push_back(pp14); } if(vec[i]=="&") { pair temp.push_back(pp26); } } elseif(vec[i][0]<='9'&&vec[i][0]>='0') { pair temp.push_back(pp24); } else { pair temp.push_back(pp25); } } elseif(vec[i][0]<='9'&&vec[i][0]>='0') { pair temp.push_back(pp23); } elseif(IsKey(vec[i])) { if(vec[i]=="main") { pair temp.push_back(pp15); } if(vec[i]=="int") { pair temp.push_back(pp16); } if(vec[i]=="char") { pair temp.push_back(pp17); } if(vec[i]=="else") { pair temp.push_back(pp18); } if(vec[i]=="if") { pair temp.push_back(pp19); } if(vec[i]=="for") { pair temp.push_back(pp20); } if(vec[i]=="while") { pair temp.push_back(pp21); } } else { pair temp.push_back(pp22); } } returntemp; } /*finished*/ 五、运行调试 六、实验心得 该词法分析器功能良好,可以完成预定的要求。 此次实验让我了解了如何设计、编制并调试词法分析程序,并加深了我对词法分析器原理的理解;熟悉了直接构造词法分析器的方法和相关原理,并学会使用c语言直接编写词法分析器;同时更熟练的掌握用c语言编写程序,实现一定的实际功能。 通过这次实验,我对词法分析器有了进一步的了解,把理论知识应用于实验中。 也让我重新熟悉了C语言的相关内容,加深了对C语言知识的深化和用途的理解。 通过这次语义分析的实验,我对高级语言的学习有了更深的认识,了解得更透彻。 同时我了解了高级语言转化为目标代码或汇编指令的过程,。 对今后的学习将起很大的作用,对以后的编程有很大的帮助.本次实验虽然只是完成了一个简单的程序,并且程序的主要框架课本上有给出,但在组织程序结构和深入了解上学到了很多,加深了对编译原理的理解,掌握乐编译程序的实现方法和技术。 巩固了前面所学的知识。
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