北邮编译原理自底向上语法分析实验报告.docx
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北邮编译原理自底向上语法分析实验报告
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北邮-编译原理-自底向上语法分析实验报告(总13页)
自底向上语法分析器实验报告
一.问题描述
编写语法分析程序,实现对算术表达式的语法分析。
要求所分析算术表达式由如下的文法产生。
E->E+T|E-T|T
T->T*F|T/F|F
F->id|(E)|num
实验要求:
在对输入表达式进行分析的过程中,输出所采用的产生式。
编写语法分析程序实现自底向上的分析,要求如下:
(1)构造识别所有活前缀的DFA。
(2)构造LR分析表。
(3)编程实现算法,构造LR分析程序。
二.算法思想
1.大体步骤:
(1)根据题目所给出的文法构造相应的拓广文法,并求出该文法各非终结符的FIRST、FOLLOW集合;
(2).构造拓广文法的项目集规范族,并构造出识别所有前缀的DFA;
(3)构造文法的LR分析表;
(4)由此构造LR分析程序。
2.数据结构:
1.输入缓冲区为一个字符型数组,读入输入的算术表达式并保存在此,以’$’结束;
2.构建一个相对应的整型数组,将输入缓冲区中的字符转换为相应的代号并保存;
3.构造一个结构体,以保存文法的某个产生式,该结构包括三个元素:
整形变量,保存产生式左部非终结符代号。
整型数组,保存产生式右部字符串的代号。
整型变量,保存产生式右部长度;
4.定义该结构的数组,保存文法的所有产生式;
5.定义两个二维整形数组,goto和action,其值大于零代表移进操作,小于零代表规约操作,引进的状态或规约用到的产生式又绝对值表示。
等于零代表出现错误。
等于特殊值999代表acc.状态。
3.计算过程:
文法对应的拓广文法为:
1S->E
2E->E+T
3E->E-T
4E->T
5T->T*F
6T->T/F
7T->F
8F->(E)
9F->id
10F->num
求的各个非终结符的FIRST、FOLLOW集合为:
FIRST(S)={id,num,(}FOLLOW(S)={$}
FIRST(E)={id,num,(}FOLLOW(E)={$,+,-,)}
FIRST(T)={id,num,(}FOLLOW(T)={$,+,-,*,/,)}
FIRST(F)={id,num,(}FOLLOW(F)={$,+,-,*,/,)}
构造项目集规范族:
I0=closure({S->·E})={S->·E,E->·E+T,E->·E-T,E->·T,T->·T*F,T->·T/F,T->·F,F->·id,F->·(E),F->·num};
从I0出发:
I1=go(I0,E)=closure({S->E·,E->E·+T,E->E·-T})={S->E·,E->E·+T,E->E·-T};
I2=go(I0,T)=closure({E->T·,T->T·*F,T->T·/F})={E->T·,T->T·*F,T->T·/F};
I3=go(I0,F)=closure({T->F·})={T->F·};
I4=go(I0,id)=closure({F->id·})={F->id·};
I5=go(I0,()=closure({F->(·E)})={F->(·E),E->·E+T,E->·E-T,E->·T,T->·T*F,T->·T/F,T->·F,F->·id,F->·(E),F->·num};
I6=go(I0,num)=closure({F->num·})={F->num·};
从I1出发:
I7=go(I1,+)=closure({E->E+·T})={E->E+·T,T->·T*F,T->·T/F,T->·F,F->·id,F->·(E),F->·num};
I8=go(I1,-)=closure({E->E-·T})={E->E-·T,T->·T*F,T->·T/F,T->·F,F->·id,F->·(E),F->·num};
从I2出发:
I9=go(I2,*)=closure({T->T*·F})={T->T*·F,F->·id,F->·(E),F->·num};
I10=go(I2,/)=closure({T->T/·F})={T->T/·F,F->·id,F->(E),F->·num};
从I5出发:
I11=go(I5,E)=closure({F->(E·),E->E·+T,E->E·-T})={F->(E·),E->E·+T,E->E·-T};
从I7出发:
I12=go(I7,T)=closure({E->E+T·,T->T·*F,T->T·/F})={E->E+T·,T->T·*F,T->T·/F};
从I8出发:
I13=go(I8,T)=closure({E->E-T·,T->T·*F,T->T·/F})={E->E-T·,T->T·*F,T->T·/F};
从I9出发:
I14=go(I9,F)=closure({T->T*F·})={T->T*F·};
从I10出发:
I15=go(I10,F)=closure({T->T/F·})={T->T/F·};
从I11出发:
I16=go(I11,))=closure({F->(E)·})={F->(E)·};
下面构造文法的LR分析表:
goto[0,E]=1;goto[0,T]=2;goto[0,F]=3;
action[0,id]=S4;action[0,(]=S5;action[0,num]=S6;
action[1,$]=ACC.;action[1,+]=S7;action[1,-]=S8;
;
action[2,)]=action[2,+]=action[2,-]=action[2,$]=R4;
action[2,*]=S9;action[2,/]=S10;
action[3,)]=action[3,+]=action[3,-]=action[3,*]=action[3,/]=action[3,$]=R7;
action[4,)]=action[4,+]=action[4,-]=action[4,*]=action[4,/]=action[4,$]=R8;
goto[5,E]=11;goto[5,T]=2;goto[5,F]=3;
action[5,id]=S4;action[5,(]=S5;action[5,num]=S6;
action[6,)]=action[6,+]=action[6,-]=action[6,*]=action[6,/]=action[6,$]=R10;
goto[7,T]=12;goto[7,F]=3;
action[7,id]=S4;action[7,(]=S5;action[7,num]=S6;
goto[8,T]=13;goto[8,F]=3;
action[8,id]=S4;action[8,(]=S5;action[8,num]=S6;
goto[9,F]=14;
action[9,id]=S4;action[9,(]=S5;action[9,num]=S6;
goto[10,F]=15;
action[10,id]=S4;action[10,(]=S5;action[10,num]=S6;
action[11,)]=S16;action[11,+]=S7;action[11,-]=S8;
action[12,)]=action[12,+]=action[12,-]=action[12,$]=R2;action[12,*]=S9;action[12,/]=S10;
action[13,)]=action[13,+]=action[13,-]=action[13,$]=R3;action[13,*]=S9;action[13,/]=S10;
action[14,)]=action[14,+]=action[14,-]=action[14,*]=action[14,/]=action[14,$]=R5;
action[15,)]=action[15,+]=action[15,-]=action[15,*]=action[15,/]=action[15,$]=R6;
action[16,)]=action[16,+]=action[16,-]=action[16,*]=action[16,/]=action[16,$]=R9;
(1)分析表为:
E1:
缺少运算对象。
认为加入一个Id入栈并转移至相应状态
E2:
括号不匹配删掉右括号,则删去右括号并转移至相应状态
E3:
缺少运算符,添加运算符并转移至相应状态
action
goto
(
)
+
-
*
/
id
num
$
E
T
F
0
s5
E2
E1
E1
E1
E1
s4
s6
E1
1
2
3
1
E3
E2
s7
s8
E3
E3
Acc.
2
E3
r4
r4
r4
s9
s10
E3
E3
r4
3
r7
r7
r7
r7
r7
r7
4
r8
r8
r8
r8
r8
r8
5
s5
E2
E1
E1
E1
E1
s4
s6
11
2
3
6
E3
r10
r10
r10
r10
r10
r10
7
s5
E2
E1
E1
E1
E1
s4
s6
12
3
8
s5
E2
E1
E1
E1
E1
s4
s6
13
3
9
s5
E2
E1
E1
E1
E1
s4
s6
14
10
s5
E2
E1
E1
E1
E1
s4
s6
15
11
E3
s16
s7
s8
E3
E3
12
E3
r2
r2
r2
s2
s2
E3
E3
r2
13
E3
r3
r3
r3
s9
s10
E3
E3
r3
14
r5
r5
r5
r5
r5
r5
15
r6
r6
r6
r6
r6
r6
16
r9
r9
r9
r9
r9
r9
三、实验程序设计说明
1.主要函数说明
voidTRANS();/*将读入的buffer数组内容按字符转换为相应代号存入code数组*/
voidGetFromCode();/*取得当前输入符号串的元素*/
voidPUSH(intA,intS);/*入栈操作*/
voidPOP();/*出栈操作*/
voidSHITF();/*移入操作*/
voidREDUCE();/*规约操作*/
voidACC();/*接受操作*/
voidERROR();/*错误处理*/
voidE1();/*错误处理*/
voidE2();
voidE3();
2.源程序代码
#include<>
#include<>
#include<>
intsymbol,status;/*移入或规约时压入分析栈的符号、移入或规约操作后转而进入的状态*/
intanalysis_stack[50];/*定义分析栈*/
intip=-1;/*ip为栈顶元素下标*/
charbuffer[30];/*将输入符号串w保存于数组中*/
intcode[30];/*将读入的字符串转换为代号形式*/
intposition=0;/*position为code数组的下标*/
intX;/*X为当前获取的输入符号的代号*/
intflag=1;/*循环标志*/
typedefstruct{/*定义文法产生式的结构*/
intVn;/*文法产生式的左部非终结符的代码*/
intStr[4];/*文法产生式右部的代码串*/
intsize;/*文法产生式右部的长度*/
}G;
Gproduction[11]={/*该文法的所有产生式*/
{0},
{101,{0,102},1},/*S->E*/
{102,{0,102,3,103},3},/*E->E+T*/
{102,{0,102,4,103},3},/*E->E-T*/
{102,{0,103},1},/*E->T*/
{103,{0,103,5,104},3},/*T->T*F*/
{103,{0,103,6,104},3},/*T->T/F*/
{103,{0,104},1},/*T->F*/
{104,{0,7},1},/*F->id*/
{104,{0,1,101,2},3},/*F->(E)*/
{104,{0,8},1},/*F->num*/
};
intGOTO[17][5]={/*LR分析表goto*/
{0,0,1,2,3},/*0*/
{0,0,0,0,0},/*1*/
{0,0,0,0,0},/*2*/
{0,0,0,0,0},/*3*/
{0,0,0,0,0},/*4*/
{0,0,11,2,3},/*5*/
{0,0,0,0,0},/*6*/
{0,0,0,12,3},/*7*/
{0,0,0,13,3},/*8*/
{0,0,0,0,14},/*9*/
{0,0,0,0,15},/*10*/
{0,0,0,0,0},/*11*/
{0,0,0,0,0},/*12*/
{0,0,0,0,0},/*13*/
{0,0,0,0,0},/*14*/
{0,0,0,0,0},/*15*/
{0,0,0,0,0}/*16*/
};
intACTION[17][9]={/*LR分析表action*/
{51,5,52,51,51,51,51,4,6},n",x);
}
voidREDUCE(){/*规约操作*/
intx,y,z;
x=-ACTION[analysis_stack[ip]][X];/*查找action表以确定当前规约操作,即用哪个产生式规约*/
printf("r%d\tReduceby\t",x);
switch(production[x].Vn){
case101:
printf("S->");break;
case102:
printf("E->");break;
case103:
printf("T->");break;
case104:
printf("F->");break;
}
for(inti=1;i<=production[x].size;i++){
POP();/*将栈中元素,按规约产生式的右部长度进行弹出操作*/
switch(production[x].Str[i]){
case0:
printf("$");break;
case1:
printf("(");break;
case2:
printf(")");break;
case3:
printf("+");break;
case4:
printf("-");break;
case5:
printf("*");break;
case6:
printf("/");break;
case7:
printf("id");break;
case8:
printf("num");break;
case101:
printf("S");break;
case102:
printf("E");break;
case103:
printf("T");break;
case104:
printf("F");break;
}
}
printf("\n");
y=GOTO[analysis_stack[ip]][production[x].Vn-100];/*查找goto表以确定规约完成后需要转换的状态*/
PUSH(production[x].Vn,y);/*将规约产生式的左部压入栈中,并将相应的转移状态压入栈中*/
}
voidACC(){
flag=0;
printf("ACC!
\n");
}
voidE1()
{序测试与运行结果:
测试用例:
a$
测试用例:
35$
测试用例:
x+y$
测试用例:
40+6*(3-sum/x)$
测试用例:
10*3++4$(错误的事例)
测试用例:
7+6)+6$(错误的事例)
测试用例:
6*7(+4$(错误的事例)
四.心得体会以及完成的功能
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