編譯原理的課程設計

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1、二、課程設計正文 1． 編寫一個L-語言的詞法分析器，從左到右逐個字符地對L-語言的源程序進行掃描，產(chǎn)生一個個單詞符號的機內(nèi)表示。程序結構如圖L-1所示： scanner IsAlpha IsNumber IsChar Isother OutP

2、ut Error 圖 L-1 1．1 Sanner() 1． 功能：完成初始化，并循環(huán)調(diào)用子模塊，完成單詞的識別。 2． 算法描述如下 Void Scanner() { 調(diào)用ScannerInit（）進行初始化； 讀入源程序的第一個字符； while （字符！=EOF） { if （字符= =字母）IsAlPha（）； else if ( 字符= = 數(shù)字) IsNumber（）； else if （字符= =‘’’）IsC

3、har（）； else IsOther（）； } 打印結束信息； 結束操作； } 1．2 IsAlPha（） 1．功能：識別保留字和標識符。 2．算法描述如下： Void IsAlPha（） {while（字符為字母或數(shù)字或’_’） { 記錄當前字符； 讀取下一字符； } 判斷當前字符串是否為保留字，并設置標志位h； 調(diào)用OutPut（）函數(shù)輸出保留字或標識符； } 1．3 IsNumber() 1．功能：識別整數(shù)和實數(shù)。 2．算法描述如下：

4、 void IsNumber（） { int flag=0; while （字符為數(shù)字） { 記錄當前字符； 讀取下一字符； If（字符為’.’號） { 記錄當前字符； flag=1; 讀下一字符； 跳出循環(huán)； } } 記單詞編碼為整數(shù)的編碼（當前Token為整數(shù)）； If（flag=1）

5、 { if （當前字符為數(shù)字） { 記錄當前數(shù)字； while（當前字符為數(shù)字） { 記錄字符； 讀取下一字符； } 記單詞編碼為實數(shù)的編碼（當前Token為實數(shù)）； } else Error（2）； if （當前字符為’.’）刪除余下數(shù)字； } if （當前字符為字母） 舍去后面的部分； OutPut（）； } 1．4 IsChar（） 1．功能：識別字符串。 2．算法描述： void IsChar（） { for （；；；） { 讀取下一字符；

6、 現(xiàn)行Token為字符串； If（當前字符不是‘.’號） 記錄字符； Else break； } OutPut（）； 讀下一字符； } 1．5 IsOther（） 1．功能：識別其他單詞。 2．算法描述如下： void IsOther（） { switch（當前字符） {對于不同字符做出不同處理，主要有： 1、符號內(nèi)容的記?。? 2、查出機內(nèi)碼； 3、調(diào)用OutPut（）輸出至Token（）文件；

7、 4、讀取下一字符； 5、對于錯誤符號將其刪除，并報錯；} } 1．6 ScannerInit（） 1．功能：進行初始化，主要包括： 1、建立單詞編碼表、token表、符號表，并將它們清空。 2、打開單詞編碼文件，并將單詞編碼讀到編碼表中。 1．7 OutPut（） 1．功能：輸出識別出的單詞，包括： 2．若單詞為標識符或常數(shù)再查，填符號表。 1．8 Error（） 1.功能：判斷錯誤原因。 2．在由詞法分析程序?qū)語言源程序分析產(chǎn)生的token，符號表文件的基礎上，從完成語法語義分析，并產(chǎn)生相應的中間代碼-四元式序

8、列。 2．1 paser（） 1．功能：主模塊，完成初始化，并調(diào)用復合語句分析模塊和說明語句分析模塊，完成分析任務。 2．算法描述如下： void paser（） { 初始化； 從Token文件讀取第一個單詞； if （單詞= =program） { 讀取下一單詞； if （單詞= =標識符） { 讀取下一單詞； if（單詞為‘；’） { 行數(shù)加一；

9、讀取下一單詞； if （單詞為var） declear( ); if (單詞為begin) { S_Begin(); if (code 不是等于號) Error（49）； } else 出錯處理； } else 出錯處理； } else出錯處理； } else 出錯處理； 2．2 S_Begin（） 1．功能：完成復合語句的分析。 2．算法描述 S_

10、Begin（） { if （當前字符為begin） { 讀取下一字符； 調(diào)用L_Analize（）； if（當前字符為end） 結束； else 非正常結束，返回0； } 讀取下一字符； 返回； } 2．3 L_Analize（） 1．功能：完成語句序列分析。 2．算法描述 L_Analize（） { int rtn; switch(當前字符) { case IF：調(diào)用S_IF（）函數(shù)；break；

11、 case BEGIN ：調(diào)用S_Begin（）函數(shù)；braek; case 標識符：調(diào)用 S_Let（）函數(shù);break; case WHILE：調(diào)用 S_While（）；break; } if (當前字符為‘：’) { 行數(shù)加一； 讀取下一字符； 遞歸調(diào)用L_Analize（） } else return rtn; } 2．4 S_Let（） 1．功能：完成賦值語句的分析。 2．算法分析 S_Let（int a） { if (當前字符為標識符) { if

12、（需要記錄變量的地址） 記錄賦值變量的地址； 讀取下一個單詞； if（當前單詞為賦值號） { 調(diào)用表達式分析函數(shù)L_Analize（）； if（表達式正確） 生成賦值句四元式； } } else 賦值句出錯； return四元式序號； } 2．5 S_IF（） 1．功能：完成條件語句的分析。 2．算法描述： Int S_IF（） { int a; int rtn=0; 定義一個真出口True_ad

13、dress和一個假出口Flase_address; if(當前單詞為if) { 布爾表達式初始化； 調(diào)用布爾表達式分析函數(shù)B_Analize（）； rtn=布爾表達式的四元式首址； 產(chǎn)生無條件跳轉(zhuǎn)四元式； if （當前單詞為then） { 讀取下一單詞； switch（當前單詞） { case IF：調(diào)用S_IF（）函數(shù)；break； case BEGIN ：調(diào)用S_Begin（）函

14、數(shù)；braek; case 標識符：調(diào)用 S_Let（）函數(shù);break; case WHILE：調(diào)用 S_While（）；break; } BackPatch（）； if（當前單詞為else） { 讀取下一單詞； switch（當前單詞） { case IF：調(diào)用S_IF（）函數(shù)；break； case BEGIN ：調(diào)用S_Begin（）函數(shù)；braek;

15、 case 標識符：調(diào)用 S_Let（）函數(shù);break; case WHILE：調(diào)用 S_While（）；break; } BackPatch（）； } else rtn； } else 報錯；（缺少then） } rtn； } 2．6 S_While（） 1．功能：完成while循環(huán)語句的分析。 2．算法描述; int S_While（） { int rtn=0;boor_value,True_address,False_address; if (當

16、前單詞為while) { rtn=布爾表達式分析函數(shù)B_Analize（）； boor_value=布爾表達式值地址； 產(chǎn)生跳轉(zhuǎn)四元式； if（當前單詞為do） { 讀取下一單詞； switch（當前單詞） { case IF：調(diào)用S_IF（）函數(shù)；break； case BEGIN ：調(diào)用S_Begin（）函數(shù)；braek; case 標識符：調(diào)用 S_Let（）函數(shù);bre

17、ak; case WHILE：調(diào)用 S_While（）；break; } BackPatch（）； BackPatch（）； } else 出錯，缺少do； } return rtn； } 2．7 gen（） 該函數(shù)形成一個四元式，并將其輸出至四元式文件。 2．8 E_Analize（） 1．該函數(shù)是算術分析表達式的主模塊，它調(diào)用算術表達式的子模塊，采用遞歸下降分析法完成算術表達式的分析。 2．算術表達式的各個子模塊： a．E_Init（）將算術表達式讀入分析棧； b．

18、int E_AddSub（）完成E->TE1|T的分析； c．int E1_AddSub(int a) 完成E1->+TE1|-TE1|^ d．T_MulDiv（） 完成T->FT1|F的分析； e．T1_MulDiv(int a) 完成T1->*FT1|/FT1|^; f．F_Number（） 完成F->i|（E）的分析； 2．9 B_Analize（） 1．布爾表達式分析的主模塊，調(diào)用其他布爾表達式的子模塊，采用遞歸下降分析法完成布爾表達式的分析。并返回該布爾表達式的首個四元式地址。 a．B_OR（）完成B->L

19、B|L的分析; b．B1_OR（int a） 完成B1->orLB1|^的分析; c．L_AND（） 完成L->ML1|M的分析； d．L1_AND（）完成L1->andM1|^的分析; e．M_NOT（）完成M->notM|K的分析; f．K_END（）完成K->i|false|true|（B）的分析； g．K_CMP（）完成K->iSi,S-><>|=|<=|>=|>|<的分析。 三、課程設計總結 1、 實驗中遇到的問題 詞法分析器程序中要讀入一個單詞編碼文件，但是文件的格式在編寫的時候和程序有點

20、差異，因而導致輸出結果再三的錯誤。語法/語義分析器中，在修改符號表時，出現(xiàn)錯誤，最終沒有的到正確結果。 2、 對實驗原理有更深的理解 通過該課程設計，掌握了什么是編譯程序，編譯程序工作的基本過程及其各階段的基本任務，熟悉了編譯程序總流程框圖，了解了編譯程序的生成過程，構造工具及其相關的技術對課本上的知識有了更深的理解，課本上的知識師機械的，表面的.通過把該算法的內(nèi)容，算法的執(zhí)行順序在計算機上實現(xiàn)，把原來以為很深奧的書本知識變的更為簡單，對實驗原理有更深的理解。 3、 對該理論在實踐中的應用有深刻的理解 通過把該算法的內(nèi)容,算法的執(zhí)行順序在計算機上實現(xiàn)，知道和理解了該理論在計算機中是

21、怎樣執(zhí)行的，對該理論在實踐中的應用有深刻的理解。 四、參考文獻 [1] 賀訊. 編譯方法學習指導與實踐.北京：機械工業(yè)出版社, 第一版. 2004年8月。 五、附錄 1．單詞編碼文件ni.txt and 1 or 11 begin 2 program 12 bool 3 real 13 + 23 <= 33 do 4 then 14 - 24 < 34 else 5 true 15 * 25 <> 35 end 6 var 16 / 26 > 36 false 7 while 17 . 27

22、 >= 37 if 8 標識符 18 ， 28 integer 9 整數(shù) 19 : 29 not 10 實數(shù) 20 ； 30 （ 21 := 31 ） 22 = 32 char 38 2．測試代碼文件11.txt program abc; var a:real; begin if a<22.2 then x:=c+d; end 3．詞法分析完整源代碼 #include #include #include #define LENG

23、TH 61 #define N 100 /*********************************************************************/ typedef struct token { int label; char name[30]; int code; int addr; }token; typedef struct KeyWord { char name[30]; int code; }KeyWord; typedef struct symble { int number; int

24、type; char name[30]; }symble; /*********************************************************************/ char ch; int var_count; int error_count; int label_count; int code_count; int addr_count; int LineOfPro; char filename[30]; FILE*KeyFin; FILE*SourceFin; FILE*TokenFout; FILE*SymbleFo

25、ut; KeyWord key[LENGTH]; token CurrentToken; symble CurrentSimble; symble SymbleList[N]; /*********************************************************************/ void Scanner(); void ScannerInit(); void IsAlpha(); void IsNumber(); void IsAnotation(); void IsChar(); void IsOther(); void O

26、utPut(); void Error(int a); int WordHave(); int strcmp(char*s,char*t) { for(;*s==*t;s++,t++) if(*s==0)return 0; return 1; } /*********************************************************************/ int main() { int i=0,j=0; code_count=0; LineOfPro=0; var_count=0; addr_count=1

27、; label_count=1; for(i=0;i

28、ount=0; ScannerInit(); printf(" *************************************** "); printf(" *L語言詞法分析器); printf(" *************************************** "); printf("輸入原文件名:"); for(;;) { scanf("%c",&filename[i]); if(filename[i]==10)

29、 break; i++; } filename[i]=\0; if((SourceFin=fopen(filename,"rt"))==NULL) { printf("無法打開文件 %s.\n",filename); exit(1); } if((TokenFout=fopen("token.txt","wt+"))==NULL) { printf("無法打開文件 symble.txt\n"); exit(1); } if((SymbleFout=fopen("symble.txt","wt+"))==NULL) {

30、printf("無法打開文件 symble.txt\n"); exit(1); } ch=fgetc(SourceFin); while(ch!=EOF) { for(i=0;i<30;i++)CurrentToken.name[i]=\0; if((ch>47)&&(ch<58))IsNumber(); else { if(((ch>64)&&(ch<90))||((ch>96)&&(ch<123))||(ch==_))IsAlpha(); else{ if(ch==\)IsChar();

31、else IsOther(); } } } fclose(SourceFin); fclose(TokenFout); fclose(SymbleFout); printf("分析完畢/\n"); } /********************************初始化*******************************/ void ScannerInit() { int i=1; int k=0; if((KeyFin=fopen("ni.txt","rt"))==NULL) { printf("ca

32、nnot open ni.txt\n"); exit(1); } for(i=0;i<60;i++) for(k=0;k<30;k++)key[i].name[k]=\0; for(i=0;i<60;i++) { /*讀入編碼表*/ fscanf(KeyFin,"%s%d",key[i].name,&key[i].code); } fclose(KeyFin); } /*****************************數(shù)字處理********************

33、************/ void IsNumber() { int k=0; int flag=0; char ch1; while(((ch>47)&&(ch<58))) { CurrentToken.name[k++]=ch; ch=fgetc(SourceFin); if(ch==.) { flag=1; break; } } CurrentToken.code=19; CurrentToken.addr=addr_count++; CurrentToken.label=label_count++;

34、 if(flag) { ch1=fgetc(SourceFin); if((ch1>47)&&(ch<58))CurrentToken.name[k++]=ch; else Error(2); ch=ch1; while((ch>47)&&(ch<58)) { CurrentToken.name[k++]=ch; ch=fgetc(SourceFin); } CurrentToken.code=20; if(ch==.) { Error(2); ch=fgetc(SourceFin);

35、while((ch>47)&&(ch<58))ch=fgetc(SourceFin); } } if(((ch>64)&&(ch<90))||((ch>96)&&(ch<123))) { Error(2); while(((ch>64)&&(ch<90))||((ch>96)&&(ch<123))) { ch=fgetc(SourceFin); while((ch>47)&&(ch<58))ch=fgetc(SourceFin); } } OutPut(); } /*************************字

36、母處理************************************/ void IsAlpha() { int i,h; h=0; i=0; while(((ch>64)&&(ch<90))||((ch>96)&&(ch<123))||(ch==_)) { CurrentToken.name[i++]=ch; ch=fgetc(SourceFin); } for(i=1;i

37、 } if(!h) { CurrentToken.code=key[i].code; CurrentToken.addr=-1; } else { CurrentToken.code=18; CurrentToken.addr=addr_count++; } CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); } /****************************字符串處理*******************************/ void IsChar() { in

38、t i=0; for(;;) { ch=fgetc(SourceFin); CurrentToken.code=20; if(ch!=\) CurrentToken.name[i++]=ch; else break; } CurrentToken.addr=addr_count++; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); } /*******************************其他情況**********************

39、********/ void IsOther() { char ch1; int i; for(i=0;i<30;i++)CurrentToken.name[i]=\0; switch(ch) { case(: CurrentToken.name[0]=(; CurrentToken.code=21; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case): Current

40、Token.name[0]=); CurrentToken.code=22; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case*: CurrentToken.name[0]=*; CurrentToken.code=25; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(S

41、ourceFin); break; case+: CurrentToken.name[0]=+; CurrentToken.code=23; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case,: CurrentToken.name[0]=1; CurrentToken.code=28; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.labe

42、l=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case-: CurrentToken.name[0]=-; CurrentToken.code=24; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case.: CurrentToken.name[0]=.; CurrentToken.code=27; Cu

43、rrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case:: ch1=ch; ch=fgetc(SourceFin); if(ch!==) { CurrentToken.name[0]=:; CurrentToken.code=29; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++;

44、 OutPut(); } else{ CurrentToken.name[0]=:; CurrentToken.name[1]==; CurrentToken.code=31; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); } break; case;: CurrentToken.name[0]=;; CurrentToken.code=3

45、0; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case<:ch1=fgetc(SourceFin); if(ch1===) { CurrentToken.name[0]=<; CurrentToken.name[1]==; CurrentToken.code=33; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.la

46、bel=label_count++; OutPut(); ch1=fgetc(SourceFin); } else { if(ch1==>) { CurrentToken.name[0]=<; CurrentToken.name[1]=>; CurrentToken.code=35; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut();

47、 ch1=fgetc(SourceFin); } else { CurrentToken.name[0]=<; CurrentToken.code=34; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); } } ch=ch1; break; case=: CurrentToken.name[0]==; CurrentToken.code

48、=32; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); ch=fgetc(SourceFin); break; case>:ch1=fgetc(SourceFin); if(ch1===) { CurrentToken.name[0]=>; CurrentToken.name[1]==; CurrentToken.code=37; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.

49、label=label_count++; OutPut(); ch1=fgetc(SourceFin); } else { CurrentToken.name[0]=>; CurrentToken.code=36; CurrentToken.addr=-1; CurrentToken.label=label_count++; OutPut(); } ch=ch1; break; case 10: LineOfPro++;

50、 ch=fgetc(SourceFin); break; case 13: LineOfPro++; ch=fgetc(SourceFin); break; case : ch=fgetc(SourceFin); break; case EOF: Error(1); ch=fgetc(SourceFin); break; } } /****************************輸出模塊*******************************/ void OutPu

51、t() { int flag,i=0; int k; /*查填符號模塊*/ if((CurrentToken.code==18)||(CurrentToken.code==19)||(CurrentToken.code==20)) { CurrentSimble.number=CurrentToken.addr; CurrentSimble.type=CurrentToken.code; strcpy(CurrentSimble.name,CurrentToken.name); flag=WordHave(); if(((CurrentTok

52、en.code==18)&&(flag==1))||(CurrentToken.code==20)||(CurrentToken.code==19)) fprintf(SymbleFout,"%3d %3d %s\n",CurrentSimble.number,CurrentSimble.type,CurrentSimble.name); } /*輸出到token表*/ for(;;) if(CurrentToken.name[i++]==\0) break; fprintf(TokenFout,"%3d %s",CurrentToken.label,

53、CurrentToken.name); printf("%3d %s",CurrentToken.label,CurrentToken.name); for(k=20-i;k>0;k--) { fprintf(TokenFout," "); printf(" "); } fprintf(TokenFout,"%3d %3d\n",CurrentToken.code,CurrentToken.addr); printf("%3d %3d\n",CurrentToken.code,CurrentToken.addr); }

54、 void Error(int a) { error_count++; switch(a) { case 1: printf("error %2d 非法字符于 %3d 行.\n", error_count,LineOfPro+1);break; case 2: printf("error %2d 實常數(shù)出過于 %3d 行.\n", error_count,LineOfPro+1);break; case 3: printf("error %2d 沒有匹配的注釋符 */ \n",error_count);break; case 4: print

55、f("error %2d 非正常結束!\n",error_count);break; default: break; } return; } int WordHave() { int flag,i=0; for(i=0;i

56、t[var_count].number=CurrentToken.addr; SymbleList[var_count].type=CurrentToken.code; strcpy(SymbleList[var_count].name,CurrentToken.name); var_count++; return 1; } 4．詞法分析的結果 5．詞法分析產(chǎn)生的Token文件 6．詞法分析產(chǎn)生的符號表文件 7．語法/語義分析器的完整代碼 #include #include #incl

57、ude typedef struct stack { char name[20]; int cod; int addr; }stack; typedef struct equ { int op; int op1; int op2; int result; }equ; typedef struct var { char name[20]; int addr; int type; int value; }var; #define EXP_LEN 100 #define EQU_LEN 1024 #define

58、ONE 50001 #define ZERO 50000 #define E_EXPR 7 #define IF 8 #define WHILE 9 #define FOR 10 #define B_EXP 12 FILE *TokenFin; FILE *SymbleFin; FILE *EquFout; int code ; int address; int LineOfPro; int LineOfEqu; stack var_list[EXP_LEN]; stack expr[EXP_LEN]; equ Equ

59、[EQU_LEN]; var TempList[EQU_LEN]; char ID[20]; int var_count; int len_count; int pos; int now_addr; int temp_count; int error_count; int let_count; int E_Contrl; int E_rtn; int True_address; int False_address; int gen_pos; int EquPush(int op,int a,int b,int r); void GetNext(); void

60、Error(int num); int Num(char cc); int gen(int op,int a,int b,int r); void Declear(); void InitStack(); void Push(int cod,int addr); int NewTemp(); void BackPatch(int addr,int addr2); //布爾表達式分析函數(shù) int B_Analize(); void B_Init(); int B_OR(); int B1_OR(int a); int L_AND(); int L1_AND(int a

61、); int M_NOT(); int K_END(); int K_CMP(); //算術表達式分析函數(shù) int E_Analize(); void E_Init(); int E_AddSub(); int E1_AddSub(int a); int T_MulDiv(); int T1_MulDiv(int a); int F_Number(); //語句分析函數(shù) void parser(); int S_Let(int a); int S_If(); int S_While(); int S_Begin(); int L_Analize(); /*

62、****************************/ int main() { parser(); system("pause"); return 0; } void parser() { int gen_pos=0; int Line ; int i; char ch1; pos=0; let_count=0; error_count=0; LineOfPro=0; address=0; LineOfEqu=0; temp_count=0; now_addr=0; len_count=0; InitSt

63、ack(); for(i=0;i

64、intf("*****************************"); printf("語法分析開始：\n"); GetNext(); if(code==12) { GetNext(); if(code==18) { GetNext(); if(code==30) { GetNext(); LineOfPro++; } if(code==16) Declear(); if(code==2) { S_Begin(); if(code!=27)

65、 Error(49); } else Error(50); } else Error(2); } else Error(1); Line=LineOfEqu; LineOfEqu=0; while(gen_pos

66、n",error_count); else printf("沒有錯誤，分析成功!"); fclose(TokenFin); printf("結果如下:\n"); rewind(EquFout); ch1=fgetc(EquFout); while(ch1!=EOF) { printf("%c",ch1); ch1=fgetc(EquFout); } fclose(EquFout); } void GetNext() { int d1,d2,d3; fscanf(TokenFin,"%d %s %d %d\n",&d1,ID,&d2,&d3); code=d2; address=d3; } void Error(int k) { switch(k) { case 1: pri