实验13《编译原理》词法分析程序设计方案.docx
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实验13《编译原理》词法分析程序设计方案
实验1-3《编译原理》S语言词法分析程序设计方案
一、实验目的
了解词法分析程序的两种设计方法之一:
根据状态转换图直接编程的方式;
二、实验内容
ﻩ1.根据状态转换图直接编程
编写一个词法分析程序,它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描,产生一个个的单词的二元式,形成二元式(记号)流文件输出。
在此,词法分析程序作为单独的一遍,如下图所示。
具体任务有:
(1)组织源程序的输入
(2)拼出单词并查找其类别编号,形成二元式输出,得到单词流文件
(3)删除注释、空格和无用符号
(4)发现并定位词法错误,需要输出错误的位置在源程序中的第几行。
将错误信息输出到屏幕上。
(5)对于普通标识符和常量,分别建立标识符表和常量表(使用线性表存储),当遇到一个标识符或常量时,查找标识符表或常量表,若存在,则返回位置,否则返回0并且填写符号表或常量表。
标识符表结构:
变量名,类型(整型、实型、字符型),分配的数据区地址
注:
词法分析阶段只填写变量名,其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。
常量表结构:
常量名,常量值
三、实验要求
1.能对任何S语言源程序进行分析
ﻩ在运行词法分析程序时,应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名,然后对该程序完成词法分析任务。
2.能检查并处理某些词法分析错误
词法分析程序能给出的错误信息包括:
总的出错个数,每个错误所在的行号,错误的编号及错误信息。
本实验要求处理以下两种错误(编号分别为1,2):
1:
非法字符:
单词表中不存在的字符处理为非法字符,处理方式是删除该字符,给出错误信息,“某某字符非法”。
2:
源程序文件结束而注释未结束。
注释格式为:
/*……*/
四、保留字和特殊符号表
单词代码
1
2
3
4
5
6
7
8
9
单词
int
char
float
void
const
for
if
else
then
单词助记符
int
char
float
void
const
for
if
else
then
内码值
-
-
-
-
-
-
-
-
-
单词代码
10
11
12
13
14
15
16
17
18
单词
while
switch
break
begin
end
标识符
数字(包括整数和实数)
单词助记符
while
switch
break
begin
end
id
num
内码值
-
-
-
-
-
在符号表中的位置
在常数表中的位置
单词代码
19
20
21
22
23
24
25
26
27
单词
+
-
*
/
%
(
)
[
]
单词助记符
+
-
*
/
%
(
)
[
]
内码值
-
-
-
-
-
-
-
-
-
单词代码
28
28
29
30
单词
!
=
<
>
<=
>=
==
;
{
}
单词助记符
rlop
;
{
}
内码值
!
=
<
>
<=
>=
==
-
-
单词代码
37
38
39
40
41
42
43
44
45
单词
/=
+=
-=
*=
%=
||
&&
!
=
单词助记符
/=
+=
-=
*=
%=
or
and
not
=
内码值
-
-
-
-
-
-
-
-
-
单词的构词规则:
字母=[A-Za-z]
数字=[0-9]
标识符=(字母|_)(字母|数字)*
数字=数字(数字)*(.数字+|ε)
四、S语言表达式和语句说明
ﻩ1.算术表达式:
+、-、*、/、%
ﻩ2.关系运算符:
>、>=、<、<=、==、!
=
3.赋值运算符:
=,+=、-=、*=、/=、%=
ﻩ4.变量说明:
类型标识符 变量名表;
5.类型标识符:
int char float
ﻩ6.If语句:
if表达式then语句 [else 语句]
ﻩ7.For语句:
for(表达式1;表达式2;表达式3)语句
ﻩ8.While语句:
while 表达式do 语句
9.S语言程序:
由函数构成,函数不能嵌套定义。
函数格式为:
返回值 函数名(参数)
{
数据说明
语句
}
五、程序参考结构说明
ﻩ1.Initscanner函数:
程序初始化:
输入并打开源程序文件和目标程序文件,初始化保留字表
2.Scanner函数:
若文件未结束,反复调用lexscan函数识别单词。
3.Lexscan函数:
根据读入的单词的第一个字符确定调用不同的单词识别函数
4.Isalpha函数:
识别保留字和标识符
5.Isnumber函数:
识别整数,如有精力,可加入识别实数部分工功能
6.Isanotation函数:
处理除号/和注释
7.Isother函数识别其他特殊字符
8.Output函数:
输出单词的二元式到目标文件,输出格式(单词助记符,单词内码值),如(int,-)(rlop,>)……
9.Error函数:
输出错误信息到屏幕
10.除此之外,还可以设置查符号表,填写符号表等函数,学生可自行设计。
实验中,可以将某些类型的单词识别过程利用DFA算法实现,DFA算法参考如下:
DFA(S=S0,MOVE[][],F[],ALPHABET[],ALLS[])
/*S为状态,初值为DFA的初态,MOVE[][]为状态转换矩阵,F[]为终态集,ALPHABET[]为字母表,其中的字母顺序与MOVE[][] 中列标题的字母顺序一致。
ALLS[]为状态集*/
{
Char Wordbuffer[10]=“”//单词缓冲区置空
Nextchar=getchar();//读字符
i=0;
while(nextchar!
=NULL)//NULL代表此类单词
{if(nextchar!
∈ALPHABET[]){ERROR(“非法字符”),return(“非法字符”);}
S=MOVE[S][nextchar]//下一状态
if(S=NULL)return(“不接受”);//下一状态为空,不能识别,单词错误
wordbuffer[i]=nextchar; //保存单词符号
i++;
nextchar=getchar();
}
Wordbuffer[i]=‘\0’;
If(S∈F)return(wordbuffer);//接受
Else return(“不接受”);
}
六、实验过程说明
1.每人单独完成。
2.完成后,由老师验收,并给出成绩。
3.实验完成后,写出实验报告(要求交打印稿)。
报告内容要求如下:
完成人:
班级、学号、姓名
一、实验名称:
简化S语言词法分析器
二、实验目的:
通过手工编写简化C语言词法分析器,熟悉并深入理解编译程序词法分析器的工作原理。
三、实验内容:
1.根据保留字和特殊符号表能区分出源文件中的保留字、普通标识符和特殊符号,并能进行简单的错误处理。
…………
七、测试源程序示例:
//aa.c
voidaa()
{
floatrate,circle;
rate=3;
circle=3.14*rate*rate;
}
输出结果:
(1)输出结果文件:
(void,-)(id,0)((,-)(),-) ({,- ) (float,-)(id,1)……
(2)标识符的符号表:
Name type address
0
aa
1
rate
2
circle
3
4
5
(3)常数表:
Name value
0
3
1
3.14
2
3
实验地点:
教10五楼计算机学院软一机房
实验时间:
第4周周二3单元、周四1单元、第五周周二3单元
八、实验代码
#include
#include
#include #include #defineMAX10//保留字符号长度 #defineMAXSIZE45//保留字和特殊符号表长度 #defineNUM30//标识符和常数的个数 FILE*in,*out;// 指向文件的指针 charinfile[MAX];//文件名字 char token[MAX]; char Word[NUM][MAX];//标识符 char consts[NUM][MAX];//常数 charlownum[NUM][MAX]={"0","1","2","3","4","5","6","7","8","9", ﻩﻩﻩ"10","11","12","13","14","15","16","17","18","19" ﻩ"20","21","22","23","24","25","26","27","28","29"};//自定义表 intn=1;//行号 intnum=0;//错误统计数 typedef structKey_word//保留字和特殊符号表结构 { ﻩ//int keyNum; charkeyWord[MAX]; charkeySign[MAX]; ﻩcharkeyValue[MAX]; }Key_word; //初始化保留字表 Key_wordKey[MAXSIZE]={{"int","int","-"},{"char","char","-"},{"float","float","-"}, ﻩﻩﻩﻩ{"void","void","-"},{"const","const","-"},{"for","for","-"}, ﻩ{"if","if","-"},{"else","else","-"},{"then","then","-"}, ﻩﻩﻩ{"while","while","-"},{"switch","switch","-"},{"break","break","-"}, ﻩﻩﻩ{"begin","begin","-"},{"end","end","-"},{"","",""}, ﻩﻩﻩ{"","",""},{"","id",""},{"","num",""}, ﻩﻩ{"+","+","-"},{"-","-","-"},{"*","*","-"}, ﻩﻩﻩﻩ{"/","/","-"},{"%","%","-"},{"(","(","-"}, ﻩ{")",")","-"},{"[","[","-"},{"]","]","-"}, ﻩﻩﻩﻩﻩ{"","",""},{"<","rlop","<"},{">","rlop",">"}, ﻩﻩﻩ{"<=","rlop","<="},{">=","rlop",">="},{"=","rlop","="}, ﻩﻩﻩﻩ{"! =","rlop","! ="},
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