编译原理课程设计报告.docx

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编译原理课程设计报告

专业：

计算机1201

学生姓名：

贺茂纯

指导教师：

年轶

完成时间：

2018年10月31日

编译技术课程设计

——表达式的小型编译器

一、目的1

二、题目1

三、要求1

1.词法分析1

2.语法分析1

3.代码生成2

4.错误处理2

四、实验环境2

五、系统实现2

1.词法分析2

2.语法分析4

3.中间代码6

4.错误处理8

六、程序运行结果9

1.准确的语句分析9

2.错误的算术表达式13

七、总结16

一、目的

<<编译技术>>是理论与实践并重的课程，而其课程设计要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。

从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。

二、题目

表达式的小型编译器

三、要求

1.词法分析

产生语言的单词序列

2.语法分析

能识别由加+，乘*，括号（），操作数（变量或常数）所组成的算术表达式，其文法如下：

E→E+T|T

T→T*F|F

F→（E）|i

使用的分析方法是：

LR分析法。

3.代码生成

产生上述算术表达式的中间代码

4.错误处理

针对整个需要分析的语句，可能出现的错误，进行错误的分析指出

四、实验环境

1.开发环境:

VisualStudio2008

2.程序语言:

C++

五、系统实现

1.词法分析

（1）单词符号表

（2）状态转换图

（3）数据结构

（4）函数说明

voidgetonechar（）/*从输入的算数表达式中读取一个字符*/

voidconcatenation（）/*将token中的字符串与character中的字符并作为token中新的字符串*/

boolletter（）/*判断character中的字符是否为字母的布尔函数,是则返回true,否侧返回false*/

booldigit（）/*判断character中的字符是否为数字的布尔函数,是则返回true,否侧返回false*/

voidretract（）/*扫描指针回退一个字符,同时将character置为空白*/

intreserve（）/*将token中的字符查找保留字数组,若是保留字就返回它的种别编码,否则返回0*/

voidbuildlist1（）/*将标识符登录到符号表中（value2[]）*/

voidbuildlist2（）/*将常数登录到常数表中（value1[]）*/

voidresolve（）/*词法分析的主要函数,每次识别一个单词,将种别编码放入cf[]中,填入对应的value1[]和value[]*/

voidcffx（）/*词法分析,读入在a.txt输入的语句,循环执行resolve（）,直到所有单词识别完毕*/

2.语法分析

（1）分析方法说明

本程序采用LR分析法,存在4种动作:

①移进:

使（s,a）的下一个状态s’=ACTION[s,a]和输入符号a进栈，下一输入符号变成现行输入符号。

②规约:

指用某一产生式A→β进行规约，假若β的长度为γ,则规约动作是去掉栈顶的γ个栈，即是状态Sm-γ变成栈顶状态，然后使（Sm-γ,A）的下一状态s’=GOTO[Sm-γ,A]和文法符号A进栈。

规约的动作不改变现行输入符号，执行规约的动作意味着呈现于栈顶的符号串Xm-γ+1…Xm是一个相对于A的句柄。

③接受:

宣布分析成功,停止分析器工作.

④报错:

报告发现源程序含有错误,调用错误处理程序.

（2）文法

（3）数据结构

#include/*引入c++标准库*/

stackstatus;/*状态栈*/

stacksign;/*符号栈*/

（4）函数说明

VoidinitYffx（）/*语法分析初始化,状态栈放0,符号栈放#,语义栈放_*/

VoidshowLR（）/*遍历状态栈,符号栈,语义栈,并显示出来*/

VoidyffxSolve（）/*查action二维数组,进行移进,规约处理*/

Voidyyfx（）/*循环执行yffxSolve（）,直到分析成功或出现错误*/

VoidshowBlm（）/*显示变量名表*/

VoidshowCsb（）/*显示常数表*/

3.中间代码

（1）属性文法

①移进时:

如果输入的是终结符,语义栈就移进”_”,如果是非终结符,则语义栈移进对应的常数或变量名.

②规约时:

如果规约对应的文法是（4）E→i时语义栈不变,对应其他文法时,先pop出栈顶3个元素,再如果是（3）E→（E）文法时,语义栈push刚才出栈的第二个元素,如果是

（1）E→E+E文法时,判断刚才出栈的第一个和第三个元素是否是常数,是则push两个常数的和,否则push临时变量Tn;如果是

（1）E→E*E文法时,判断刚才出栈的第一个和第三个元素是否是常数,是则push两个常数的积,否则push临时变量Tn;

（2）数据结构

#include/*引入c++标准库*/

stackyuyi;/*语义栈*/

stringv1,v2,v3,v4;/*分别表示四元式的参数1,参数2,参数3,参数4*/

（3）函数说明

语义栈和四元式的产生是在语法分析一起的,在yffxSolve（）.

（4）流程图

4.错误处理

（1）数据结构

stringshowErr[12]=

{{"FOUNDERROR:

+前缺少变量或常量"},/*0,e12*/

{"FOUNDERROR:

*前缺少变量或常量"},/*1,e11*/

{"FOUNDERROR:

）前缺少对应（"},/*2,e10*/

{"FOUNDERROR:

连续的变量或常量,缺少+/*"},/*3,e9*/

{"FOUNDERROR:

（前缺少+/*"},/*4,e8*/

{"FOUNDERROR:

（后缺少常量或变量"},/*5,e7*/

{"FOUNDERROR:

（）内无表达式"},/*6,e6*/

{"FOUNDERROR:

+后缺少变量或常量"},/*7,e5*/

{"FOUNDERROR:

*后缺少变量或常量"},/*8,e4*/

{"FOUNDERROR:

算数表达式为空"},/*9,e3*/

{"FOUNDERROR:

缺少对应）"},/*10,e2*/

{"FOUNDERROR:

语法分析错误"}/*11,e1*/};

（2）函数说明

yffxSolve（）中,查action数组时,遇到e时输出错误位置和错误信息,跳过此单词,继续进行语法分析.

六、程序运行结果

1.准确的语句分析

连加

加乘混合

带括号

2.错误的算术表达式

1）缺少操作符

2）缺少操作数

3）不完整的（）

七、总结

本次编译原理上机课程设计共计1个周半，总共有三个题目供选择，然后在衡量本身水平和题目难度之后，我做了第一道题：

表达式的小型编译器，即对一个给定的表达式进行词法语法分析，最终给出分析过程和结果。

在做这道不算难的题目的过程中，开始的代码在书中，包括LR分析表，以及中间代码四元式的产生均有例可循，于是在理解的基础上，很快就做出来了。

而后，遇到的难点问题就是对表达式的错误处理。

开始想通过一个公共的函数直接显示出来，经研究和具体实验之后发现是不可行的，不能够在一个短短的函数中把看似简单的错误表示清楚。

然后经过大家讨论，对每一个错误，类似括号不全，算术符号缺失，操作字缺失等等这些均给出一个函数定义，在通过具体的case判断来指出所遇到的错误是哪一个，并且通过判断错误时读取的位置来得出该错误的位置。

所以，最终，算是比较成功圆满地解决了本次课程设计的内容。

当然，在老师的指导下，我又发现该程序不能指出所有错误，只会指示出第一个错误的缺陷，但最终研究也没有得出一个好的解决办法，因此只能遗憾放弃，希望在以后的深化学习中能解决这个问题。

最后，衷心感谢在本次课程设计带给我思路和帮助的老师，同学。