《编译技术》课程实验指导书

《编译技术》课程实验指导书实验一词法分析一．实验目的1、学会针对DFA转换图实现相应的高级语言源程序。2、深刻领会状态转换图的含义，逐步理解有限自动机。3、掌握手工生成词法分析器的方法，了解词法分析器的内部工作原理。二．实验内容TINY计算机语言的编译程序的词法分析部分实现。从左到右扫描每行该语言源程序的符号，拼成单词，换成统一的内部表示（token）送给语法分析程序。为了简化程序的编写，有具体的要求如下：（1）数仅仅是整数。（2）空白符仅仅是空格、回车符、制表符。（3）代码是自由格式。（4）注释应放在花括号之内，并且不允许嵌套ＴＩＮＹ语言的单词保留字特殊符号其他if+标识符（一个或更多的字母）then-else*end/repeat=数（一个或更多的数字）untilread{write};三．实验要求要求实现编译器的以下功能：（1）按规则拼单词,并转换成二元式形式（2）删除注释行（3）删除空白符(空格、回车符、制表符)（4）显示源程序，在每行的前面加上行号，并且打印出每行包含的记号的二元形式（5）发现并定位错误。词法分析进行具体的要求：（1）记号的二元式形式中种类采用枚举方法定义；其中保留字和特殊字符是每个都一个种类，标示符自己是一类，数字是一类；单词的属性就是表示的字符串值。（2）词法分析的具体功能实现是一个函数GetToken()，每次调用都对剩余的字符串分析得到一个单词或记号识别其种类，收集该记号的符号串属性，当识别一个单词完毕，采用返回值的形式返回符号的种类，同时采用程序变量的形式提供当前识别出记号的属性值。（3）标识符和保留字的词法构成相同，为了更好的实现，把语言的保留字建立一个表格存储，这样可以把保留字的识别放在标示符之后，用识别出的标示符对比该表格，如果存在该表格中则是保留字，否则是一般标识符。实验二递归下降语法分析器设计一、实验目的（1）加深对递归下降分析法一种自顶向下的语法分析方法的理解。（2）根据文法的产生式规则消除左递归，提取公共左因子构造出相应的递归下降分析器。二、实验内容根据课堂讲授的形式化算法，编制程序实现递归下降分析器，能对常见的语句进行分析。三、实验要求要求实现以下语法的递归下降分析：示例：四、实现方法将要实现语言的上下文无关文法进行检查，消除左递归和左公共因子，从逻辑上检测避免死循环和低效率处理。采用每个产生式的左边的文法符号对应一个函数或过程的形式，编写程序实现一个递归下降分析器。注意这里的语法分析，是在词法分析的基础上进行的。实验三算符优先分析器设计一、实验目的（1）掌握算符优先分析法——一种自底向上的语法分析方法的思想。（2）能识别算符优先分析法中的可规约串——最左素短语。（3）领会算符优先关系表转换成优先函数的方法。二、实验内容根据课堂讲授的形式化算法，编制程序实现一个算符优先分析器，能对常见的算术表达式语句进行分析。已知算符文法G[E]:E→E＋E|E-E|E*E|E/E|(E)|-E|id，其优先关系表如下：三、实验要求要求实现以下功能：a)组织算术表达式的输入；b)组织算符优先关系表或者优先函数的输入；c)若输入的符号串是一个算术表达式语句，则输出一个分析树骨架（既每一步规约用到的最左素短语），否则输出一个错误信息；c)选做：采取相应的技巧，把算术表达式的结果计算出来。四、实现方法实现算法，转化成某种高级语言程序，实现一个算符优先分析器。其中要用到分析栈和输入缓冲器，本实验采用的方法是一种自底向上的语法分析方法，所以是在词法分析的基础上进行的。提示：对于表达式结果的计算，要在算法中引入内部变量来保存结果，另外在分析过程中，除了移进、规约、接受、报错等动作外，还要引入计算的动作。实验四LR（k）分析器设计一、实验目的（1）掌握下推机这一数学模型的结构和理论，并深刻理解下推自动机在LR分析法中的应用（即LR分析器）。（2）掌握LR分析法的思想，学会特定分析表的构造方法，利用给出的分析表进行LR分析。二、实验内容根据课堂讲授的形式化算法，编制程序实现对实验二中语法进行自底向上语法分析的LR分析器，设计分析表，对任一个输入语句进行语法分析，判断是否符合相应的文法要求。三、实验要求要求实现以下功能：a)设计分析表和语句的输入；b)要实现通用的LR分析思想的源代码；c)输出对语句的语法分析判断结果，如果可能给出错误的信息提示。四、实现方法根据课本的LR分析器模型和LR分析算法，完成LR分析。对要求中的错误信息提示，指的是对应分析表中的空白处，每一个空白的地方都应该有对应的错误情况，因而有相应的错误信息。注意这里的语法分析，是在词法分析的基础上进行的。实验五中间代码生成器设计一、实验目的(1)熟悉各种中间代码表示的方式，比较它们之间的优缺点；(2)掌握语法树到中间代码的转换线性处理方法；(3)设计符合源语言和目标语言得到综合平衡的中间语言；(4)属性文法和语法制导翻译法进行语义翻译。二、实验内容根据课堂讲授的形式化，编制程序实现一个中间代码生成器，该程序能够使用前面的词法分析器和语法分析器，完成语法树到中间代码的转换。三、实验要求要求实现以下功能：a)设计比较完善的中间语言；b)对说明语句，要求将说明的各符号记录到相应符号表中；c)赋值语句的翻译，布尔表达式的翻译，过程调用的处理；d)对可执行语句，应产生出四元式中间代码并填写到三地址码表中；b)采用较为合理的结构实现生成器，简单的可以采用语法制导翻译法来实现，最好能够实现语法树直接线性化的中间代码生成，这样能够简单移植来实现其他类型的中间语言处理；c)在转换的过程中要进行错误处理。四、实现方法本设计可以采用JAVA语言或者C、C++语言来实现，实现的方法可以选择，可以参考PL/0编译器的实现形式，也可以采用《编译原理与实践》中讲述的简单的中间代码生成器，采用遍历语言树的形式完成到中间语言的转换。也可以按照课堂上讲授的方法和模型来完成。关键的是分析源和目标语言设计一个合适的中间语言，为了便于执行代码的转换要注意设计中语义的恰当处理。为了检查中间代码生成的效果，可以编写一个虚拟机执行中间代码。在设计中关键是语法树到中间代码的转换，注重其效率。