79编译原理课程设计

课程论文学年学期2017—2018学年第一学期课程名称编译原理课程设计题目词法分析姓名学号学院计算机科学与信息工程学院任课教师论文评语（由任课教师填写）：成绩第1页共8页词法分析摘要：在网络世界中，我们往往对功能强大的程序叹为观止。而这些强大程序的背后是编译这些程序的编译软件，是这些编译软件承托起了这些功能强大的运行程序。我们有不少的同志致其自身于无尽的运行程序上。而只有很少的人搞编译程序。这就是为什么中国的可运行程序满天飞，而编译程序却很少。本课程设计就是在这方面的探索，为你解读编译程序的奥秘。关键词：词法，字符，数字，标识符一、实验目的在学习《编译原理》课程设计中，结合各章节的构造编译程序的基本理论，总共用20学时的时间完成课程设计。要求用C或java语言描述及上机调试，实现词法分析器的设计，是将理论与实际应用结合起来，受到软件设计等开发过程的全面训练，从而提高我们的软件开发的能力。二、实验要求词法分析器的设计：状态转换图，简称转换图，是设计词法分析器的有效工具。状态转换图是有限有向图，图中的结点代表状态，结点间的有向边代表状态之间的转换关系，有向边上标记的字符表示状态转换的条件。状态的数量是有限的，其中必有一个初始状态，若干个终止状态。大部分终止状态可对应一类单词符号的成功识别，所以也被成为识别状态。在识别状态下，可以给出相应单词的类别编码和属性值。某些终止状态是在多识别了一个字符后才成为识别状态的，对于这种情况，多识别的字符应予以退回，在终态上标以“*”作为区别。有了状态转换图后，就可以方便地设计和实现词法分析器了。下面以一个简单的程序语言的词法分析器为例作为介绍。表中列出了该语言的所有单词符号及其编码，其中助记符是用于方便书写和记忆的。2.1待分析的简单词法1、标识符用来命名程序中出现的变量、数组、函数、过程、标号等，通常是一个字母开头的字母数字串，如length，nextch等。2、基本字也可以成为关键字或保留字。如if，while，for，do，goto等。他们具有标识符的形式，但他们不是由用户而是由语言定义的，其意义是约定的。多数语言中规定，他们不能作为标识符或者标识符的前缀，即用户不能使用它们来定义用户使用的名字，故我们称它为保留字，这些语言如Pascal和C等。但也有的语言允许将基本字作为标识符或者标识符的前缀，这类语言如Fortran等。3、常数包括各种类型的常数，如整型、实型、字符型、布尔型等。如：5、3.1415926、’a’、TRUE等都是常数。4、运算符算术运算符+、-、×、÷；关系运算符,=,,=,==,!=等。5、界符如’，’、’；’等界符。2.2各种单词符号对应的简单编码第2页共8页表2.2-12.3词法分析程序的功能1.具备预处理功能。将不翻译的注释等符号先滤掉，只保留要翻译的符号串，即要求设计一个供词法分析调用的预处理子程序；2.能够拼出语言中的各个单词；3.将拼出的标识符填入符号表；4.返回（种别码，属性值）。2.4识别语言单词的状态转换图图2.4-1三、词法分析程序的算法思想第3页共8页词法分析子程序名为getsyn，功能是从源程序中读出一个单词符号（token），把它的信息放入全局变量syn、id和num中，语法分析器需要单词时，直接从这三个变量中获得。（语法分析器每次用完这三个变量的值就立即调用getsyn子程序获取新的单词供下一次使用。而不是在需要新单词时才调用getsyn过程。）getsyn过程通过反复调用getch子过程从源程序过获取字符，并把它们拼成单词。getch过程中使用了行缓冲区技术以提高程序运行效率。词法分析器的分析过程：调用getsyn时，它通过getch过程从源程序中获得一个字符。如果这个字符是字母，则继续获取字符或数字，最终可以拼成一个单词，查保留字表，如果查到为保留字，则把syn变量赋成相应的保留字类型值；如果没有查到，则这个单词应是一个用户自定义的标识符（可能是变量名、常量名或是过程的名字），把syn置为ident，把这个单词存入id变量。查保留字表时使用了二分法查找以提高效率。如果getch获得的字符是数字，则继续用getch获取数字，并把它们拼成一个整数，然后把syn置为number，并把拼成的数值放入num变量。如果识别出其它合法的符号（比如：赋值号、大于号、小于等于号等），则把syn则成相应的类型。如果遇到不合法的字符，把syn置成nul。图3.1-1四、运行结果4.1正确的输入（test.in）及结果第4页共8页1.hstBeginx:=10;hstIfx0;hstThenx:=5/x-2*3;hstEnd#2.figures10and11saidOtherindicators3.figures10and11saidOperators图4.1-1图4.1-24.2有误的输入及结果第5页共8页五、源程序#includestdio.h#includestring.h#includeconio.h#includectype.h#definegetchgetcharcharprog[80]={'\0'};chartoken[8];charch;intsyn;intn;intsum;intm,p;char*rwtab[6]={hstBegin,hstIf,hstThen,hstWhile,hstDo,hstEnd};voidscaner(){m=0;sum=0;for(n=0;n8;n++)token[n]='\0';ch=prog[p++];while(ch=='')第6页共8页ch=prog[p++];if(isalpha(ch)){while(isalpha(ch)||isdigit(ch)){token[m++]=ch;ch=prog[p++];}token[m++]='\0';ch=prog[p--];syn=10;for(n=0;n6;n++)if(strcmp(token,rwtab[n])==0){syn=n+1;break;}}elseif(isdigit(ch)){while(isdigit(ch)){sum=sum*10+ch-'0';ch=prog[p++];}ch=prog[p--];syn=3111;}elseswitch(ch){case'':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch==''){syn=3119;token[m++]=ch;}elseif(ch=='='){syn=3122;token[m++]=ch;}else{syn=3120;ch=prog[p--];}break;case'':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){第7页共8页syn=3122;token[m++]=ch;}else{syn=3123;ch=prog[p--];}break;case':':m=0;token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=3127;token[m++]=ch;}else{syn=3117;ch=prog[p--];}break;case'+':syn=3113;token[0]=ch;break;case'-':syn=3114;token[0]=ch;break;case'*':syn=3115;token[0]=ch;break;case'/':syn=3116;token[0]=ch;break;case')':syn=3118;token[0]=ch;break;case'=':syn=3124;token[0]=ch;break;case';':syn=3125;token[0]=ch;break;case'(':syn=3126;token[0]=ch;break;case'#':syn=3100;token[0]=ch;break;case'{':syn=3128;token[0]=ch;break;case'}':syn=3129;token[0]=ch;break;default:syn=-1;}}intmain(){p=0;printf(\npleaseinputstring:\n);do{ch=getchar();prog[p++]=ch;第8页共8页}while(ch!='#');p=0;do{scaner();switch(syn){case3111:printf((%d,%d)\n,syn,sum);break;case-1:printf(\nERROR;\n);break;default:printf((%d,%s)\n,syn,token);}}while(syn!=0);getch();}