计科1304班廖成0902130408编译原理实验报告.docx
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计科1304班廖成0902130408编译原理实验报告
CENTRALSOUTHUNIVERSITY
编译原理课程
实验报告
姓名:
廖成
学号:
0902130408
专业班级:
计算机科学与技术1304班
指导老师:
张修如
实验一计算FIRSTVT集
一、实验目的
进一步培养学生编译器设计的思想,加深对编译原理和应用程序的理解,针对编译过程的重点和难点内容进行编程,独立完成有一定工作量的程序设计任务,同时强调好的程序设计风格,并综合使用程序设计语言、数据结构和编译原理的知识,熟悉使用开发工具VC。
二、实验内容
设计一个由正规文法生成FIRSTVT集的算法动态模拟,实现以下功能:
1.输入一个文法G;
2.输出由文法G构造FIRSTVT集的算法;
3.输出FIRSTVT集。
三、实验要求
1.思想的正确性,采用合适的数据存储结构等;
2.程序实现的正确性,程序整体结构合理、编程风格规范等;
3.程序功能的完善程度,包括功能的基本实现、基本完善、完全实现;
4.工作认真、独立完成实验。
四、实验步骤
1.问题理解和分析:
充分地分析和理解问题本身,弄清要求做什么;
2.确定解决问题的方法:
主要是找到解决问题的主要思路,该怎么做;
3.详细设计和编码:
确定算法的主要流程,再进行编程;
4.程序调试和运行:
掌握程序调试和排错的基本方法,增加编程的感觉和解决问题的成就感;
五、程序设计
5.1基本算法:
构造集合FIRSTVT(P)的算法,按FIRSTVT(P)的定义,可以用如下两条归则来构造:
(1)若有产生式P→a…或→Qa…,则a∈FIRSTVT(P)
(2)若a∈FIRSTV且有产生式P→Q…,则a∈FIRSTVT(P)构造算法:
建立一个二维布尔数组F[P,a],使得F[P,a]为真的条件适当且仅当a∈FIRSTVT(P);再用一个栈STACK,把所有初值为真的数组元素F[P,a]的符号对(P,a)全都放到栈中;算法如下:
(1)将布尔矩阵各元素置假;栈置空;
(2)按照归则
(1)查看产生式,对于P→a…或P→Qa..,置相应F[P,a]为真,符号对(P,a)入栈;
(3)按规则
(2),对栈施加如下操作:
弹出栈定符号对记作(Q,a),查看所有产生式是否有形如P→Q…产生式,若有,且a∈FIRSTVT(P),则将F[P,a]置为真,并把(P,a)入栈;
(4)重复(3),直到栈空为止。
5.2定义数据结构:
在程序中,用两个字符数组vn[M]和vt[N]分别用来存储所有的非终结字符集与终结字符集。
为了记录非终结符的FIRSTVT集,为此建立一个布尔数组F[M][N],记录非终结符的FIRSTVT集。
比如,F[i][j]=true表示vt[j]属于FIRSTVT(vn[i]),值为false表示相应的终结符不属于非终结符的FIRSTVT集。
为了简便起见,程序中又构造了一个两维布尔数组first[M][MN]来表示推导关系。
数组第一维的M个字符代表非终结符;数组第二维的前M个字符代表非终结符,后N个字符代表终结符。
以first数组为例,fist[i][Mj]代表非终结符vn[i]=P与非终结符vt[j]=a有推导关系P→a…;fist[i][j]代表非终结符vn[i]=P与非终结符vt[j]=Q有推导关系或P→Qa..。
相关的数据结构定义如下:
charvn[M],vt[N];//非终结字符与终结字符数组
boolfirst[M][MN],last[M][MN];//以布尔数组形式定义推导关系
charvn[M],vt[N];//非终结字符与终结字符数组
intstp;//堆栈栈顶指针
符号栈的数据结构:
structrelationintvn;intvt;//结构体用来说明终结符vt与非终结符vn之间的关系,若关系存在说明vt属于FIRSTVT(vn)
六、关键代码
#include
#include
#defineN10
#defineM10
usingnamespacestd;//用于存储FIRSTVT集
charFIRSTVT0[N],FIRSTVT1[N],FIRSTVT2[N],FIRSTVT3[N],FIRSTVT4[N];//接受输入
charINPUT[N][M];//存储FIRSTVT集
voidsetFIRSTVT(charX,intT)
voidFIRSTVT(charX,intS)
voidmain()
inti,j;
printf("请输入文法(按两次回车结束):
");
for(i=0;i { for(j=0;j { scanf("%c",&INPUT[i][j]); if(INPUT[i][j]=='')break; if(INPUT[i][0]=='')break; } }//保存FIRSTVT集 for(i=0;INPUT[i][0]! ='';i++) { FIRSTVT(INPUT[i][0],i); } printf("FIRSTVTSET: "); for(i=0;INPUT[i][0]! ='';i++) {} switch(i) { case0: { printf("FIRSTVT("); printf("%",INPUT[0][0]); printf(")="); for(j=0;FIRSTVT0[j]! ='0';j++) { printf("%c",FIRSTVT0[j]); if(FIRSTVT0[j1]! ='0') printf(""); } printf(","); break; } case1: { printf("FIRSTVT("); printf("%c",INPUT[1][0]); printf(")="); for(j=0;FIRSTVT1[j]! ='0';j++) { printf("%c",FIRSTVT1[j]); if(FIRSTVT1[j1]! ='0') printf(","); } printf(""); break; } case2: { printf("FIRSTVT("); printf("%c",INPUT[2][0]); printf(")="); for(j=0;FIRSTVT2[j]! ='0';j++) { printf("%c",FIRSTVT2[j]); if(FIRSTVT2[j1]! ='0') printf(","); } printf(""); break; } case3: { printf("FIRSTVT("); printf("%c",INPUT[3][0]); printf(")="); for(j=0;FIRSTVT3[j]! ='0';j++) { printf("%c",FIRSTVT3[j]); if(FIRSTVT3[j1]! ='0') printf(","); } printf(""); break; } case4: { printf("FIRSTVT("); printf("%c",INPUT[4][0]);printf(")="); for(j=0;FIRSTVT4[j]! ='0';j++) { printf("%c",FIRSTVT4[j]); if(FIRSTVT4[j1]! ='0') printf(","); } printf(""); break; } default: break; printf(""); system("pause"); 实验二自上而下语法分析 1、实验目的 加深对语法分析器工作过程的理解;加强对预测分析法实现语法分析程序的掌握;能够采用一种编程语言实现简单的语法分析程序;能够使用自己编写的分析程序对简单的程序段进行语法翻译。 2、实验内容 在实验1的基础上,用自上而下语法分析分析程序,语法分析程序的实现可以采用任何一种编程语言和工具。 3、实验要求: 1.对语法规则有明确的定义; 2.编写的分析程序能够对实验一的结果进行正确的语法分析; 3.对于遇到的语法错误,能够做出简单的错误处理,给出简单的错误提示,保证顺利完成语法分析过程; 4.实验报告要求用文法的形式对语法定义做出详细说明,说明语法分析程序的工作过程,说明错误处理的实现。 4、实验步骤 1.定义目标语言的语法规则; 2.求解预测分析方法需要的符号集和分析表; 3.依次读入实验一的分析结果,根据预测分析的方法进行语法分析,直到源程序结束; 4.对遇到的语法错误做出错误处理。 5、设计思路和实现过程 本实验是使用LL (1)方法实现的语法分析器,我是用的是MFC实现的设计思路分为以下几步: 1、先读入输入串,判断输入串有没有语法错误,如有语法错误,提示第几个语法错误,退出; 2、将“或”语句拆开,如果有左递归,消除左递归; 3、判断可以产生空字符的非终结符,将其储存在一个数组中; 4、计算非终结符的first集,follow集; 5、计算select集; 6、创建预测分析表; 7、对照预测分析表对句子进行分析,输出每一步的操作。 6、错误处理 1、如果未输入文法,则提示输入文法; 2、如果文法有错误,既不是以类似于“S->”开头的,则提示错误发生在第几行; 3、如果文法不是LL (1)文法,程序会予以提示; 4、如果句子不是以“#”结尾的,或者句子中含有大写字母的,予以提示; 5、计算follow集时,如果follownumkey大于某个值,则可认定求follow集陷入死循环,即有右递归或间接右递归,此时跳出去,终止死循环。 7、关键代码 voidCGrammaanalysisDlg: : OnChange() { intn=0; UpdateData(); inti,nLineCount=m_gramma1.GetLineCount();//m_gramma是与edit控件关联的变量 CStringstrText; //Dumpeverylineoftextoftheeditcontrol. for(i=0;i { //lengthoflinei: intlen=m_gramma1.LineLength(m_gramma1.LineIndex(i)); m_gramma1.GetLine(i,strText.GetBuffer(len),len); strText.ReleaseBuffer(len); if(strText.IsEmpty()) break; if(! getin(i,strText))//整理 return; //MessageBox(strText);//输出得到的每行数据 } m_gramma.Empty(); Delpare();//消除左递归 deduce0_colec();//将所有能推导出0的非终符放在数组colec0[30]中 Select_Collection();//创建select集 Estab_preanatab();//创建预测分析表 key=1; } boolCGrammaanalysisDlg: : getin(inti,CStringstrLine)//整理 { charline_no=i+'0'; if(! isupper(strLine[0])||strLine[1]! ='-'||strLine[2]! ='>') { CStringerror="TheSyntaxonline"+(CString)line_no+"iswrong! pleasecheckandenteragain: \n"; MessageBox(error); returnfalse; } else { intm=0; for(intj=0;j { if(strLine[j]! ='|') { stotax[sto_tax][m++]=strLine[j]; continue; } else { stotax[sto_tax][m]='\0'; sto_tax++; stotax[sto_tax][0]=stotax[sto_tax-1][0]; stotax[sto_tax][1]=stotax[sto_tax-1][1]; stotax[sto_tax][2]=stotax[sto_tax-1][2]; m=3; continue; } } stotax[sto_tax][m]='\0'; sto_tax++; i=0; startchar=stotax[0][0]; returnTRUE; } } voidCGrammaanalysisDlg: : Delpare()//消除左递归 { ll_key=0; keylr=0; for(inti=0;i strcpy(_stotax[i],stotax[i]); _sto_tax=sto_tax; intkey; charp[30]; charkey_c; for(i=0;i<_sto_tax;i++) { key_c=_stotax[i][0]; if(_stotax[i][0]==_stotax[i][3]) { findcapital(); for(intj=0;j<_sto_tax;j++) { if(_stotax[j][0]==key_c) { keylr=1; if(_stotax[j][3]==_stotax[j][0]) { strcpy(&_stotax[j][3],&_stotax[j][4]); _stotax[j][strlen(_stotax[j])]=capital; _stotax[j][0]=capital; _stotax[j][strlen(_stotax[j])+1]='\0'; _stotax[_sto_tax][0]=capital; _stotax[_sto_tax][1]=': '; _stotax[_sto_tax][2]='='; _stotax[_sto_tax][3]='0'; _stotax[_sto_tax][4]='\0'; _sto_tax++; } elseif(_stotax[j][3]! ='0') { intd; d=strlen(_stotax[j]); _stotax[j][d]=capital; _stotax[j][d+1]='\0'; } } } } } charkeyc[30]; for(i=0;i<_sto_tax;i++) { key=0; strcpy(keyc,_stotax[i]); if(isupper(_stotax[i][3])) { for(intj=0;j<=_sto_tax;j++) { if(keyc[0]! =_stotax[j][0]) if(_stotax[j][0]==keyc[3]) { if(key==0) { strcpy(p,&_stotax[i][4]); strcpy(&_stotax[i][3],&_stotax[j][3]); strcpy(&_stotax[i][strlen(_stotax[i])],p); key=1; } else { _stotax[_sto_tax][0]=_stotax[i][0]; _stotax[_sto_tax][1]=': '; _stotax[_sto_tax][2]='='; strcpy(&_stotax[_sto_tax][3],&_stotax[j][3]); strcpy(&_stotax[_sto_tax][strlen(_stotax[_sto_tax])],p); _sto_tax++; } } } } for(intn=0;n<_sto_tax;n++) { key_c=_stotax[n][0]; if(_stotax[i][0]==_stotax[i][3]) { keylr=1; findcapital(); for(intj=0;j<_sto_tax;j++) { if(_stotax[j][0]==key_c) { if(_stotax[j][3]==_stotax[j][0]) { strcpy(&_stotax[j][3],&_stotax[j][4]); _stotax[j][strlen(_stotax[j])]=capital; _stotax[j][0]=capital; _stotax[j][strlen(_stotax[j])+1]='\0'; _stotax[_sto_tax][0]=capital; _stotax[_sto_tax][1]=': '; _stotax[_sto_tax][2]='='; _stotax[_sto_tax][3]='0'; _stotax[_sto_tax][4]='\0'; _sto_tax++; } elseif(_stotax[j][3]! ='0') { intd; d=strlen(_stotax[j]); _stotax[j][d]=capital; _stotax[j][d+1]='\0'; } } } } } } if(keylr==1) { MessageBox("该文法有直接或间接左递归,消除左递归后的文法为: \n"); for(i=0;i<_sto_tax;i++) { strcpy(stotax[i],_stotax[i]); } sto_tax=_sto_tax; } for(i=0;i<_sto_tax;i++) { m_gramma+=_stotax[i]; m_gramma.Delete(m_gramma.GetLength()); m_gramma+="\r\n"; //m_gramma[m_gramma.GetLength()-1]="\r\n"; } m_gramma+='\0'; UpdateData(false); } voidCGrammaanalysisDlg: : First_Collection(charp[])//求字符串p的first集,把结果保存在数组firstchars[30]中 { if(islower(p[0])) firstchars[first_num++]=p[0]; elseif(isupper(p[0])) { for(inti=0;i if(stotax[i][0]==p[0]) if(islower(stotax[i][3])) firstchars[first_num++]=stotax[i][3]; for(i=0;i { if(isupper(p[i])) { char*q; for(intn=0;n if(p[i]==stotax[n][0]) { q=&stotax[n][3]; First_Collection(q); } intkey=0; for(intj=0;j if(colec0[j]==p[i]) { key=1; break; } if(key==0) break; } elseif(islower(p[i])) { firstchars[first_num++]=p[i]; break; } } } } voidCGrammaanalysisDlg: : Follow_Collection(charp)//求字符p的follow集,把结果保存在数组followchars中 { if(p==stotax[0][0]) followchars[follow_num++]='#'; for(inti=0;i { for(intj=3;j if(p==stotax[i][j]) { if(islower(stot
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