编译原理课程设计(C++)-语法分析器
课程设计报告
课程名称：编译原理
课程设计题目：语法分析器
姓名：
系：计算机
专业：计算机科学与技术年级：
学号：
指导教师：
职称：
2010~2011学年第一学期
目录
1 正则表达式 (1)
1.1 正则表达式 (1)
1.2 确定化(化简)后的状态转换图 (1)
1.3 分析程序代码 (1)
1.4 程序运行截图 (4)
1.5 小结 (4)
2 LL(1)分析 (5)
2.1 LL(1)文法 (5)
2.2 LL(1)预测分析表 (5)
2.3 分析程序代码 (5)
2.4 程序运行截图 (7)
2.5 小结 (7)
3 算符优先分析 (8)
3.1 算符优先文法 (8)
3.2 算符优先关系表 (8)
3.3 分析程序代码 (8)
3.4 程序运行截图 (10)
3.5 小结 (11)
4 LR分析 (12)
4.1 LR文法 (12)
4.2 LR分析表 (12)
4.3 分析程序代码 (12)
4.4 程序运行截图 (112)
4.5 小结 (114)
参考文献： (114)
1
1 正则表达式
1.1 正则表达式
(a|b)*(aa|bb)(a|b)* (注：该正规式为示例，可更改）
1.2 确定化(化简)后的状态转换图
1.3 分析程序代码
#include
const int Max=20; typedef struct ArcNode{
int adjvex;//该弧所指向的顶点的位置 char info; //权
struct ArcNode *nextarc;//指向下一条弧的指针 }ArcNode;
typedef struct VNode{
char data; //顶点信息
ArcNode *firstarc; //指向第一条依附该顶点的弧的指针 }VNode;
class Nfa {
public:
Nfa(); //构造函数,初始化nfa
int FindAdj(char c); //返回c 状态的在邻接表中的序号
void AlpAdd(char c); //向字母表集合中添加表中没有的新元素c void InitVisit(); //初始化Visited 集合 void e_closure(int index); //求单一状态c 的e-闭包 void e_closure(int a[]); //重载的状态集合的e-闭包 void move(int I,char a); //单一状态I 的a 弧转换 void move(int I[],char a); //重载的状态集合的a 弧转换 void Nfa::Visit_I(int *Temp); //Visited 转换为集合 void Insert(int I[],int a); //向状态集合中添加新元素
int TAdd(int I[]); //状态矩阵T 中加入新状态集合 void Resault(int i);
a
b
C
B
A
D
a
b
a
b
a
b
void Nfa_Dfa();
private:
int K; //状态数
int T[Max][Max]; //状态子集矩阵
VNode AdjList[Max]; //nfa,邻接表的数据结构存储
VNode Dfa[Max]; //dfa
bool Visited[Max]; //存e-闭包结果
char Alp[Max]; //字母表,0号单元用于存放个数
};
Nfa::Nfa()
{
K=Alp[0]=0;
char c;
string line;
ArcNode *p;
while(cin>>c&&c!='#')
{
AdjList[K].data=c;
AdjList[K].firstarc=new ArcNode;
AdjList[K].firstarc->nextarc=NULL;
K++;
}
getline(cin,line);
while(getline(cin,line)&&line!="#")
{
int index=FindAdj(line[0]);
if(index!=-1)
{
p=AdjList[index].firstarc;
while(p->nextarc)
p=p->nextarc;
p->nextarc=new ArcNode;
p->nextarc->nextarc=NULL;
p->nextarc->adjvex=FindAdj(line[4]);
p->nextarc->info=line[2];
AlpAdd(p->nextarc->info);
}
}
cout<<"------------------------------"< cout<<"Initialization completely."< cout<<"K={"; for(int i=0;i cout< cout< cout<<"∑={"; 2 for(int i=1;i<(int)Alp[0];i++) cout< cout< for(int i=0;i { p=AdjList[i].firstarc; p=p->nextarc; while(p) { cout<<"f("< "; p=p->nextarc; } if(i #include int exch[4][2]={1,2,3,2,1,3,3,3}; void judge(char *s) { int cur = 0, i = 0; while(s[i]) { if(s[i]-'a' > 1 || s[i] < 'a') break; cur=exch[cur][ s[i++] - 'a']; } if(s[i] == 0 && cur == 3) printf ("%s √ Right！\n\n",s); else printf ("%s × Wrong！\n\n",s); } int main() { char str[100]; while(1) { printf("有限自动机，判断是否符合 (a|b)*(aa|bb)(a|b)*\n"); printf("请输入字符串： "); gets(str); judge(str); } } 3 1.4 程序运行截图 1.5 小结 平时的学习需要通过实践来检验，通过这次实验我能发现自身存在的一些问题，并且加以改正，同时通过实验加强了自己的动手能力，并且增强了对于正则表达式的理解，并不只在于应试方面。 4 2 LL(1)分析 2.1 LL(1)文法 E→TE'(注：该文法为示例，可更改） E'→+TE'|ε T→FT' T'→*FT'|ε F→(E)|i 2.2 LL(1)预测分析表 i + * ( ) # E E→TE'E→TE' E' E'→+TE'E'→εE'→εT T→FT'T→FT' T' T'→εT'→*FT'T'→εT'→ε F F→i F→(E) 2.3 分析程序代码 输入文法：E→TE'(注：该文法为示例，可更改） E'→+TE'|ε T→FT' T'→*FT'|ε F→(E)|i 代码： #include #include char data[5][6][10]={ "12","","","12","","", "","12+","","","-","-", "34","","","34","","", "","-","34*","","-","-", "i","","",")0(","","", };// 第一维0-4分别代表EE'TT'F ，第二维0-5代表i+*()# -代表εint exch(char ch) { switch(ch) { 5 case 'i': return 0; case '+': return 1; case '*': return 2; case '(': return 3; case ')': return 4; case 0 : return 5; //字符串结束标志代表'#'. default: return -1; } } void judge(char *s) { int tot=0,i=0,cur,k=exch(s[0]); char sta[100];; sta[++tot]='0'; while(tot>0) { cur = sta[tot] - '0'; if(s[i] == ' ') // 去空格 ++tot,k=exch(s[++i]); else if(cur+'0' == s[i]) // 推导出相同字符，出栈 k=exch(s[++i]); else if(k < 0 || data[cur][k][0] == 0) // 踩空，或者出现非法字符break; else if(data[cur][k][0] != '-') //不是ε，进栈继续推导 { strcpy(sta+tot,data[cur][k]); tot+=strlen(data[cur][k]); } --tot; } if(tot==0) printf(" %s √Right！\n\n",s); else printf(" %s ×Wrong！\n\n",s); } int main() { char str[100]; printf("判断符号串是否符合文法：\n\n\tE→TE'\n\t"); printf("E'→+TE'|ε\n\tT→FT'\n\tT'→*FT'|ε\n\tF→(E)|i\n\n"); while(printf("输入符号串: ")&&gets(str)&&str[0]) judge(str); return 0; } 6 2.4 程序运行截图 2.5 小结 实践实践验证里的唯一标准，这次课程设计主要巩固了我对LL(1)文法的深刻认识，掌握程序实现文法判断、链表的使用等多种问题的基本方法，进一步提高了综合运用所学知识的能力。 7 3 算符优先分析 3.1 算符优先文法 E→T | E+T | E-T (注：该文法为示例，可更改） T→F | T*F | T/F F→(E) | i 3.2 算符优先关系表 + - * / ( ) i # + ＞＞＜＜＜＞＜＞- ＞＞＜＜＜＞＜＞* ＞＞＞＞＜＞＜＞/ ＞＞＞＞＜＞＜＞( ＜＜＜＜＜＝＜ ) ＞＞＞＞＞＞ i ＞＞＞＞＞＞ # ＜＜＜＜＜＜＝3.3 分析程序代码 #include #include char com[8][8]={ '>', '>', '<', '<', '<', '>', '<', '>', '>', '>', '<', '<', '<', '>', '<', '>', '>', '>', '>', '>', '<', '>', '<', '>', '>', '>', '>', '>', '<', '>', '<', '>', '<', '<', '<', '<', '<', '=', '<', ' ', '>', '>', '>', '>', '-', '>', '-', '>', '>', '>', '>', '>', '-', '>', '-', '>', '<', '<', '<', '<', '<', '-', '<', '=', }; // 0-7 分别代表+ - * / ( ) i # int exch(char ch) { switch(ch) { case '+': return 0; case '-': return 1; case '*': return 2; case '/': return 3; case '(': return 4; case ')': return 5; case 'i': return 6; case 0 : return 7; //字符串结束标志代表‘#’ 8 default: return -1; } } char expre[6][5]={"N+N","N-N","N*N","N/N","(=N)","i"}; //为了挽回因忽略语法变量而产生的错误，在规约时检验终结符是否带了应有的操作对象。 int confirm(char *sta,int t) //检验终结符是否带了应有的变量。 { int i,n=t; while( n>0&&sta[n]!='<') n--; if(n>0) for(i=0;i<6;i++) if(memcmp(expre[i],sta+n+1,sizeof(char)*(t-n))==0) { sta[n] = 'N'; // 说明是有应有的操作对象，所以进行规约。 return n; } return 0; } void judge(char *s) { char sta[100]; int tot=0,cur,m,k,i=0; sta[++tot]=0; while(tot>0) { m=tot; do { cur=exch(sta[m--]); }while(cur<0); // 要忽略变量，直接对终结符进行比较优先级。 while(s[i] == ' ') // 跳过空格 i++; k = exch(s[i]); if( cur==k&&cur==7) tot = 0; // 规约成功，结束标记。 else if( k<0 || com[cur][k] == '-' ) // 踩空或者输入非法符 tot = -1; else if( com[cur][k] != '>' ) // 遇到‘>'，准备规约 { if(sta[tot] == 'N') // 这里一个小问题就是变量N是要在'<'左边还是右边呢，这要取决于终结符是什么，左右两边有几个变量，不过针对本程序方法，只需全部放在右边。 { sta[tot] = com[cur][k]; sta[++tot] = 'N'; 9 } else sta[++tot] = com[cur][k]; sta[++tot] =s[i++]; } else if( (tot = confirm( sta,tot ))==0 ) //检验终结符是否带了应有的变量。没有，就规约失败 tot = -1; } if(tot==0) printf(" %s √Right！\n\n",s); else printf(" %s ×Wrong！\n\n",s); } int main() { char str[100]; printf("判断符号串是否符合文法：\n\n\tE→T | E+T | E-T\n\tT→F | T*F | T/F\n\tF→(E) | i\n\n"); while(printf("输入符号串: ")&&gets(str)&&str[0]) judge(str); return 0; } 3.4 程序运行截图 10 3.5 小结 通过这次课程设计，我发现之前没发现的问题。算符优先分析方法有一定的局限性由于算符优先分析法去掉了单非终结符之间的归约，尽管在分析过程中，当决定是否为句柄时采取一些检查措施，但仍难完全避免把错误的句子得到正确的归约。 11 4 LR分析 4.1 LR文法 (0) S'→S (注：该文法为示例，可更改） (1) S→BB (2) B→aB (3) B→b 4.2 LR分析表 ACTION GOTO a b # S B 0 S3 S4 1 2 1 acc 2 S 3 S 4 5 3 S3 S 4 6 4 r3 r3 r3 5 r1 r1 r1 6 r2 r2 r2 4.3 分析程序代码 #include #include int action[7][5]= { 3, 4, 0, 1, 2, 0, 0,-4, 0, 0, 3, 4, 0, 0, 5, 3, 4, 0, 0, 6, -3,-3,-3, 0, 0, -1,-1,-1, 0, 0, -2,-2,-2, 0, 0 };// 负数代表此时可规约，即r，第二维0-5分别代表a b # S B,-4表示acc int cnt[]={0,'S'*10+2,'B'*10+2,'B'*10+1};// 表示ri的产生式的左边变量和右边长度int exch(char ch) { switch(ch) { case 'a': return 0; case 'b': return 1; case '#': 12 case'\0': return 2; //字符串结束标志代表‘#'. case 'S': return 3; case 'B': return 4; default: return -1; } } void judge(char *s) { int int_stack[100],ti=0,tc=0,i=1,cur,k=exch(s[0]); char char_stack[100]; int_stack[++ti]=0; while(ti>0) { cur = int_stack[ti]; if(k<0||action[cur][k]==0) // 踩空，或者出现非法字符 ti = -1; else if(action[cur][k]>0) //入栈，等待规约 { int_stack[++ti] = action[cur][k]; //数字栈 char_stack[++tc] = s[i]; //字符栈 k = exch(s[i++]); } else if(action[cur][k] == -4) //规约完成，说明是符合要求 ti = 0; else // 可以规约 { --i; //说明输入的字符s[i-1]还没有用，此时它不进栈，故i--，以便下次取到的是要s[i-1]; ti -= cnt[ -action[cur][k] ]%10; // 取ri的长度，出栈这么多个的字符 tc -= cnt[ -action[cur][k] ]%10; char_stack[++tc] = cnt[ -action[cur][k] ]/10; // 取产生式的左边变量，进行规约。 k = exch( char_stack[tc] ); } } if(ti == 0) printf(" %s √Right！\n\n",s); else printf(" %s ×Wrong！\n\n",s); } int main() { char str[100]; printf("判断符号串是否符合如下文法：\n\n\tS→BB\n\tB→aB\n\tB→b\n\n"); while(printf("输入符号串: ")&&gets(str)&&str[0]) judge(str); return 0; 13 } 4.4 程序运行截图 4.5 小结 LR(0)分析器规约没有平时学的那么轻松，在实验的过程中我还是借助了老师、同学以及参考书的力量来完成改课程设计的。从该次课程设计中我可以发现自身能力的不足之处，今后会努力的。 参考文献： [1] 杨德芳主编.编译原理实用教程[M].北京：中国水利水电出版社，2007 [2] 蒋宗礼姜守旭编著《编译原理》，北京：高等教育出版社，2010 14 语法分析程序大作业 一、作业目的和要求 通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序（任选有代表性的语法分析方法，如LL(1)、递归下降分析法、LR、算符优先分析法）等，作为编制语法分析程序的依据，对词法分析器所提供的单词序列进行语法检测和结构分析，实现并进一步掌握常用的语法分析方法。 二、作业内容 选择对各种常见高级程序设计语言都较为通用的语法结构作为分析对象（例如表达式、if、while、for等等），给出其文法规则描述（注意，文法规则的描述要符合所选分析方法的要求，比如用LL(1)分析法，文法必须是LL(1)文法），设计并实现一个完整的语法分析程序。 输入：源程序以文件的形式输入。 输出：对于输入的源程序，如果输入源程序是给定文法定义的合法程序，则输出”success”，如果不是，即输入源程序有错误，则输出“Error”,并且尽可能指出出错位置和原因。 三、作业要求 1、说明语法分析的源语言是什么？ 能分析的语法成分有哪些（比如if、while、表达式、switch等等）。 给出每个语法规则的文法描述。（可以自定义语法成分，设计合理的语法规则。） 2、说明选择的语法分析方法是哪种？描述总体设计思路和主要的流程图。 3、编程实现，程序中编写的各种函数，需要给出注释，说明函数的作用。 四、结果分析 1、输入正确的源程序截图： 输出结果截图： 2、输入错误的源程序截图： 输出结果截图： 3、总结（自己的心得体会、你编写的语法分析程序的优缺点） 作业分工 上交内容：将以下文件打包压缩，压缩包命名：班级学号姓名_语法分析大作业 学号姓名以组长名字命名即可 1、本报告 2、语法分析程序代码 3、编译生成可执行程序 4、用于测试的源程序代码文件。 编译原理课程设计Course Design of Compiling （课程代码3273526） 半期题目：词法和语法分析器 实验学期：大三第二学期 学生班级：2014级软件四班 学生学号：2014112218 学生姓名：何华均 任课教师：丁光耀 信息科学与技术学院 2017.6 课程设计1-C语言词法分析器 1.题目 C语言词法分析 2.内容 选一个能正常运行的c语言程序，以该程序出现的字符作为单词符号集，不用处理c语言的所有单词符号。 将解析到的单词符号对应的二元组输出到文件中保存 可以将扫描缓冲区与输入缓冲区合成一个缓冲区，一次性输入源程序后就可以进行预处理了 3.设计目的 掌握词法分析算法，设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解 4.设计环境（电脑语言环境） 语言环境:C语言 CPU:i7HQ6700 内存：8G 5.概要设计（单词符号表，状态转换图） 5.1词法分析器的结构 词法分析程序的功能： 输入：所给文法的源程序字符串。 输出：二元组（syn,token或sum）构成的序列。 词法分析程序可以单独为一个程序；也可以作为整个编译程序的一个子程序，当需要一个单词时，就调用此法分析子程序返回一个单词. 为便于程序实现,假设每个单词间都有界符或运算符或空格隔开,并引入下面的全局变量及子程序: 1) ch 存放最新读进的源程序字符 2) strToken 存放构成单词符号的字符串 3) Buffer 字符缓冲区 4）struct keyType 存放保留字的符号和种别 5.2待分析的简单词法 （1）保留字 break、case、char、const、int、do、while… （2）运算符和界符 = 、+、-、* 、/、%、，、；、（、）、？、# 5.3各种单词符号对应的种别码 编译技术 班级网络0802 学号3080610052姓名叶晨舟 指导老师朱玉全2011年 7 月 4 日 一、目的 编译技术是理论与实践并重的课程，而其实验课要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。 二、任务及要求 基本要求： 1．词法分析器产生下述小语言的单词序列 这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内部值如下表： 单词符号种别编码助记符内码值 DIM IF DO STOP END 标识符 常数（整）= + * ** ， （ ）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 $DIM $IF $DO $STOP $END $ID $INT $ASSIGN $PLUS $STAR $POWER $COMMA $LPAR $RPAR - - - - - - 内部字符串 标准二进形式 - - - - - - 对于这个小语言，有几点重要的限制： 首先，所有的关键字（如IF﹑WHILE等）都是“保留字”。所谓的保留字的意思是，用户不得使用它们作为自己定义的标示符。例如，下面的写法是绝对禁止的： IF（5）=x 其次，由于把关键字作为保留字，故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。也就是说，对于关键字不专设对应的转换图。但把它们（及其种别编码）预先安排在一张表格中（此表叫作保留字表）。当转换图识别出一个标识符时，就去查对这张表，确定它是否为一个关键字。 再次，如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔，则必须至少用一个空白符作间隔（此时，空白符不再是完全没有意义的了）。例如，一个条件语句应写为 编译原理语法分析实验报告 - 班级:XXX 学号:XXX 姓名:XXX 年月日 1、摘要: 用递归子程序法实现对pascal的子集程序设计语言的分析程序 2、实验目的: 通过完成语法分析程序，了解语法分析的过程和作用 3、任务概述 实验要求:对源程序的内码流进行分析，如为文法定义的句子输出”是”否则输出”否”,根据需要处理说明语句填写写相应的符号表供以后代码生成时使用 4、实验依据的原理 递归子程序法是一种自顶向下的语法分析方法，它要求文法是LL(1)文法。通过对文法中每个非终结符编写一个递归过程，每个过程的功能是识别由该非终结符推出的串，当某非终结符的产生式有多个候选式时，程序能够按LL(1)形式唯一地确定选择某个候选式进行推导，最终识别输入串是否与文法匹配。 递归子程序法的缺点是:对文法要求高，必须满足LL(1)文法，当然在某些语言中个别产生式的推导当不满足LL(1)而满足LL(2)时，也可以采用多向前扫描一个符号的办法;它的另一个缺点是由于递归调用多，所以速度慢占用空间多，尽管这样，它还是许多高级语言，例如PASCAL，C等编译系统常常采用的语法分析方法。 为适合递归子程序法，对实验一词法分析中的文法改写成无左递归和无左共因子的,,,如下: <程序>?<程序首部><分程序>。 <程序首部>?PROGRAM标识符; <分程序>?<常量说明部分><变量说明部分><过程说明部分> <复合语句> <常量说明部分>?CONST<常量定义><常量定义后缀>;|ε <常量定义>?标识符=无符号整数 <常量定义后缀>?，<常量定义><常量定义后缀> |ε <变量说明部分>?VAR<变量定义><变量定义后缀> |ε <变量定义>?标识符<标识符后缀>:<类型>; <标识符后缀>?，标识符<标识符后缀> |ε <变量定义后缀>?<变量定义><变量定义后缀> |ε <类型>?INTEGER | LONG <过程说明部分>?<过程首部><分程序>;<过程说明部分后缀>|ε <过程首部>?PROCEDURE标识符<参数部分>; <参数部分>?(标识符: <类型>)|ε <过程说明部分后缀>?<过程首部><分程序>;<过程说明部分后缀>|ε <语句>?<赋值或调用语句>|<条件语句>|<当型循环语句>|<读语句> |<写语句>|<复合语句>|ε <赋值或调用语句>?标识符<后缀> <后缀>?:=<表达式>|(<表达式>)|ε <条件语句>?IF<条件>THEN<语句> <当型循环语句>?WHILE<条件>DO <语句> <读语句>?READ(标识符<标识符后缀>) . 编译原理实验专业：13级网络工程 语法分析器1 一、实现方法描述 所给文法为G【E】； E->TE’ E’->+TE’|空 T->FT’ T’->*FT’|空 F->i|(E) 递归子程序法： 首先计算出五个非终结符的first集合follow集，然后根据五个产生式定义了五个函数。定义字符数组vocabulary来存储输入的句子，字符指针ch指向vocabulary。从非终结符E函数出发，如果首字符属于E的first集，则依次进入T函数和E’函数，开始递归调用。在每个函数中，都要判断指针所指字符是否属于该非终结符的first集，属于则根据产生式进入下一个函数进行调用，若first集中有空字符，还要判断是否属于该非终结符的follow集。以分号作为结束符。 二、实现代码 头文件shiyan3.h #include #include int a=0; cout<<"按1结束程序"< 学号107 成绩 编译原理上机报告 名称：编写递归下降语法分析器 学院：信息与控制工程学院 专业：计算机科学与技术 班级：计算机1401班 姓名：叶达成 2016年10月31日 一、上机目的 通过设计、编制、调试一个递归下降语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，掌握常用的语法分析方法。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、基本原理和上机步骤 递归下降分析程序实现思想简单易懂。程序结构和语法产生式有直接的对应关系。因为每个过程表示一个非终结符号的处理，添加语义加工工作比较方便。 递归下降分析程序的实现思想是：识别程序由一组子程序组成。每个子程序对应于一个非终结符号。 每一个子程序的功能是：选择正确的右部，扫描完相应的字。在右部中有非终结符号时，调用该非终结符号对应的子程序来完成。 自上向下分析过程中，如果带回溯，则分析过程是穷举所有可能的推导，看是否能推导出待检查的符号串。分析速度慢。而无回溯的自上向下分析技术，当选择某非终结符的产生时，可根据输入串的当前符号以及各产生式右部首符号而进行，效率高，且不易出错。 无回溯的自上向下分析技术可用的先决条件是：无左递归和无回溯。 无左递归：既没有直接左递归，也没有间接左递归。 无回溯：对于任一非终结符号U的产生式右部x1|x2|…|x n，其对应的字的首终结符号两两不相交。 如果一个文法不含回路（形如P?+ P的推导），也不含以ε为右部的产生式，那么可以通过执行消除文法左递归的算法消除文法的一切左递归（改写后的文法可能含有以ε为右部的产生式）。 三、上机结果 测试数据： (1)输入一以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串例如：i+i*i# (2)输出结果：i+i*i#为合法符号串 (3)输入一符号串如i+i*#,要求输出为“非法的符号串”。 程序清单： #include 实验二语法分析器 一、实验目的 通过完成预测分析法的语法分析程序，了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。使学生了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法，训练学生掌握开发应用程序的基本方法。有利于提高学生的专业素质，为培养适应社会多方面需要的能力。 二、实验内容 ◆根据某一文法编制调试LL （1 ）分析程序，以便对任意输入的符号串 进行分析。 ◆构造预测分析表，并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分 析程序。 ◆分析法的功能是利用LL（1）控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号 以及LL（1）分析表，对输入符号串自上而下的分析过程。 三、LL（1）分析法实验设计思想及算法 ◆模块结构： （1）定义部分：定义常量、变量、数据结构。 （2）初始化：设立LL(1)分析表、初始化变量空间（包括堆栈、结构体、数组、临时变量等）； （3）控制部分：从键盘输入一个表达式符号串； （4）利用LL(1)分析算法进行表达式处理：根据LL(1)分析表对表达式符号串进行堆栈（或其他）操作，输出分析结果，如果遇到错误则显示错误信息。 四、实验要求 1、编程时注意编程风格：空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。 2、如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息。 3、对下列文法，用LL（1）分析法对任意输入的符号串进行分析：（1）E->TG （2）G->+TG|—TG （3）G->ε （4）T->FS （5）S->*FS|/FS （6）S->ε （7）F->(E) （8）F->i 输出的格式如下： 五、实验源程序 LL1.java import java.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; import javax.swing.table.DefaultTableModel; import java.sql.*; import java.util.Vector; public class LL1 extends JFrame implements ActionListener { /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; JTextField tf1; JTextField tf2; JLabel l; JButton b0; JPanel p1,p2,p3; JTextArea t1,t2,t3; JButton b1,b2,b3; 词法分析器实验报告 词法分析器设计 一、实验目的： 对C语言的一个子集设计并实现一个简单的词法分析器，掌握利用状 态转换图设计词法分析器的基本方法。利用该词法分析器完成对源程 序字符串的词法分析。输出形式是源程序的单词符号二元式的代码， 并保存到文件中。 二、实验内容： 1. 设计原理 词法分析的任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。 理论基础：有限自动机、正规文法、正规式 词法分析器(Lexical Analyzer) 又称扫描器(Scanner)：执行词法分析的程序 2. 词法分析器的功能和输出形式 功能:输入源程序、输出单词符号 程序语言的单词符号一般分为以下五种：关键字、标识符、常数、运算符,界符 3. 输出的单词符号的表示形式: 单词种别用整数编码，关键字一字一种，标识符统归为一种，常数一种，各种符号各一种。 4. 词法分析器的结构 单词符号 5. 状态转换图实现 三、程序设计 1．总体模块设计 /*用来存储目标文件名*/ string file_name; /*提取文本文件中的信息。*/ string GetText(); /*获得一个单词符号,从位置i开始查找。并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/ string GetWord(string str,int i,int& j); /*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行 int DeleteNull(string str,int i); /*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/ bool IsBoundary(string str,int i); /*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/ bool IsOperation(string str,int i); 词法分析 三、词法分析程序的算法思想： 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。 3.1 主程序示意图： 扫描子程序主要部分流程图 其他 词法分析程序的C语言程序源代码： // 词法分析函数: void scan() // 数据传递: 形参fp接收指向文本文件头的文件指针； // 全局变量buffer与line对应保存源文件字符及其行号，char_num保存字符总数。 void scan() { char ch; int flag,j=0,i=-1; while(!feof(fp1)) { ch=fgetc(fp1); flag=judge(ch); printf("%c",ch);//显示打开的文件 if(flag==1||flag==2||flag==3) {i++;buffer[i]=ch;line[i]=row;} else if(flag==4) {i++;buffer[i]='?';line[i]=row;} else if(flag==5) {i++;buffer[i]='~';row++;} else if(flag==7) continue; else cout<<"\n请注意，第"< 词法分析器实验报告 一、实验目的及要求 本次实验通过用C语言设计、编制、调试一个词法分析子程序，识别单词，实现一个C语言词法分析器，经过此过程可以加深对编译器解析单词流的过程的了解。 运行环境： 硬件：windows xp 软件：visual c++6.0 二、实验步骤 1.查询资料，了解词法分析器的工作过程与原理。 2.分析题目，整理出基本设计思路。 3.实践编码，将设计思想转换用c语言编码实现，编译运行。 4.测试功能，多次设置包含不同字符，关键字的待解析文件，仔细察看运行结果，检测该分析器的分析结果是否正确。通过最终的测试发现问题，逐渐完善代码中设置的分析对象与关键字表，拓宽分析范围提高分析能力。 三、实验内容 本实验中将c语言单词符号分成了四类：关键字key（特别的将main说明为主函数）、普通标示符、常数和界符。将关键字初始化在一个字符型指针数组*key[]中，将界符分别由程序中的case列出。在词法分析过程中，关键字表和case列出的界符的内容是固定不变的（由程序中的初始化确定），因此，从源文件字符串中识别出现的关键字，界符只能从其中选取。标识符、常数是在分析过程中不断形成的。 对于一个具体源程序而言，在扫描字符串时识别出一个单词，若这个单词的类型是关键字、普通标示符、常数或界符中之一，那么就将此单词以文字说明的形式输出．每次调用词法分析程序，它均能自动继续扫描下去，形成下一个单词，直到整个源程序全部扫描完毕，从而形成相应的单词串。 输出形式例如：void $关键字 流程图、程序流程图： 程序： #include 编译原理实验报告 实验名称：编写语法分析分析器实验类型： 指导教师： 专业班级： 学号： 电子邮件： 实验地点： 实验成绩： 一、实验目的 通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，进一步掌握常用的语法分析方法。 1、选择最有代表性的语法分析方法，如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序，至少选一题。 2、选择对各种常见程序语言都用的语法结构，如赋值语句（尤指表达式）作为分析对象，并且与所选语法分析方法要比较贴切。 二、实验过程 编写算符优先分析器。要求： （a）根据算符优先分析算法，编写一个分析对象的语法分析程序。读者可根据自己的能力选择以下三项(由易到难)之一作为分析算法中的输入： Ⅰ：通过构造算符优先关系表，设计编制并调试一个算法优先分析程序Ⅱ：输入FIRSTVT，LASTVT集合，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。 Ⅲ：输入已知文法，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。（b）程序具有通用性，即所编制的语法分析程序能够使用于不同文法以及各种输入单词串，并能判断该文法是否为算符文法和算符优先文法。 （c）有运行实例。对于输入的一个文法和一个单词串，所编制的语法分析程序应能正确地判断，此单词串是否为该文法的句子，并要求输出分析过程。 三、实验结果 算符优先分析器： 测试数据：E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 实验结果：(输入串为i+i*i+i) 四、讨论与分析 自下而上分析技术－算符优先分析法： 算符文法：一个上下无关文法G，如果没有且没有P→..QR...(P ,Q ,R属于非终结符)，则G是一个算符文法。 FIRSTVT集构造 1、若有产生式P →a...或P →Qa...，则a∈FIRSTVT(P)。 2、若有产生式P→...，则FIRSTVT(R)包含在FIRSTVT(P)中。由优先性低于的定义和firstVT集合的定义可以得出：若存在某个产生式：…P…，则对所有：b∈firstVT(P)都有：a≦b。 构造优先关系表： 1、如果每个非终结符的FIRSTVT和LASTVT集均已知,则可构造优先关系表。 2、若产生式右部有...aP...的形式，则对于每个b∈FIRSTVT(P)都有 语法分析器的设计 一、实验内容 语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空，再分别计算非终结符号的FIRST集合，每个非终结符号的FOLLOW集合，以及每个规则的SELECT集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合LL(1)文法，可以进行分析。对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E) 分析句子i+i*i是否符合文法。 二、基本思想 1、语法分析器实现 语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。 语法分析程序流程图 该程序可分为如下几步： （1）读入文法 （2）判断正误 （3）若无误，判断是否为LL(1)文法 （4）若是，构造分析表； （5）由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。 三、核心思想 该分析程序有15部分组成： （1）首先定义各种需要用到的常量和变量； （2）判断一个字符是否在指定字符串中； （3）读入一个文法； （4）将单个符号或符号串并入另一符号串； （5）求所有能直接推出&的符号； （6）求某一符号能否推出‘& ’； （7）判断读入的文法是否正确； （8）求单个符号的FIRST； （9）求各产生式右部的FIRST； （10）求各产生式左部的FOLLOW； （11）判断读入文法是否为一个LL(1)文法； （12）构造分析表M； （13）句型判别算法； （14）一个用户调用函数； （15）主函数； 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集 Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下： void emp(char c){ 参数c为空符号 char temp[10];定义临时数组 int i; for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找 { if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1, then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中 将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。 } Ⅱ、求某一符号能否推出'&' int _emp(char c) { //若能推出&，返回1；否则，返回0 int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0'; 存放到一个临时数组empt里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果c在可直接推出空字的empty[]中,返回1 for(i=0;;i++) { if(i==count) return(0); 找一个左部为c的产生式 j=strlen(right[i]); //j为c所在产生式右部的长度 if 右部长度为1且右部第一个字符在empty[]中. then返回1(A->B,B可推出空) if 右部长度为1但第一个字符为终结符,then 返回0(A->a,a为终结符) else 编译原理语法分析器实验报告 班级： 学号： 姓名： 实验名称语法分析器 一、实验目的 1、根据某一文法编制调试LL（1）分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。 2、本次实验的目的主要是加深对自上而下分析法的理解。 二、实验内容 [问题描述] 递归下降分析法： 0.定义部分：定义常量、变量、数据结构。 1.初始化：从文件将输入符号串输入到字符缓冲区中。 2.利用递归下降分析法分析，对每个非终结符编写函数，在主函数中调用文法开始符号的函数。 LL（1）分析法： 模块结构： 1、定义部分：定义常量、变量、数据结构。 2、初始化：设立LL(1)分析表、初始化变量空间（包括堆栈、结构体等）； 3、运行程序：让程序分析一个text文件，判断输入的字符串是否符合文法定义的规则； 4、利用LL(1)分析算法进行表达式处理：根据LL(1)分析表对表达式 符号串进行堆栈（或其他）操作，输出分析结果，如果遇到错误则显示简 单的错误提示。 [基本要求] 1. 对数据输入读取 2. 格式化输出分析结果 2．简单的程序实现词法分析 public static void main(String args[]) { LL l = new LL(); l.setP(); String input = ""; boolean flag = true; while (flag) { try { InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); System.out.println(); System.out.print("请输入字符串(输入exit退出)："); input = br.readLine(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } if(input.equals("exit")){ flag = false; }else{ l.setInputString(input); l.setCount(1, 1, 0, 0); l.setFenxi(); System.out.println(); System.out.println("分析过程"); System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); System.out.println(" 步骤| 分析栈 | 剩余输入串| 所用产生式"); System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); boolean b = l.judge(); System.out.println("----------------------------------------------------------------------"); if(b){ System.out.println("您输入的字符串"+input+"是该文法的一个句子"); }else{ System.out.println("您输入的字符串"+input+"有词法错误！"); 实验内容： 可选择LL1分析法、算符优先分析法、LR分析法之一，实现如下表达式文法的语法分析器： （1）E→E+T | E-T | T （2）T→T*F | T/F | F （3）F→P^F | P （4）P→(E) | i 实验环境： Windows XP 实验分析： （1）定义部分：定义常量、变量、数据结构。 （2）初始化：设立LL(1)分析表、初始化变量空间（包括堆栈、结构体、数组、临时变量等）； （3）控制部分：从键盘输入一个表达式符号串； （4）利用LL(1)分析算法进行表达式处理：根据LL(1)分析表对表达式符号串进行堆栈（或其他）操作，输出分 实验程序： #include {'r','r','s','r','r','r'}, {'r','r','r','r','r','r'}, {'r','r','r','r','r','r'} }; char snum[12][6]={//数字表 {5,1,1,4,2,1}, {3,6,5,3,2,0}, {2,2,7,2,2,2}, {4,4,4,4,4,4}, {5,1,1,4,2,1}, {6,6,6,6,6,6}, {5,1,1,4,2,1}, {5,1,1,4,2,1}, {3,6,5,3,11,4}, {1,1,7,1,1,1}, {3,3,3,3,3,3}, {5,5,5,5,5,5} }; int go2[12][3]={//goto表 {1,2,3}, {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0}, {8,2,3}, {0,0,0}, {0,9,3}, {0,0,10}, {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0} }; void action(int i,char *&a,char &how,int &num,char &A,int &b)//action函数[i,a] { int j; switch(*a) { case 'i': j=0;break; case '+': j=1;break; case '*': j=2;break; case '(': 语法分析器的设计实验报告 一、实验内容 语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空，再分别计算非终结符号的FIRST集合，每个非终结符号的FOLLOW集合，以及每个规则的SELECT集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合LL(1)文法，可以进行分析。对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E) 分析句子i+i*i是否符合文法。 二、基本思想 1、语法分析器实现 语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。 语法分析程序流程图 该程序可分为如下几步： （1）读入文法 （2）判断正误 （3）若无误，判断是否为LL(1)文法 （4）若是，构造分析表； （5）由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。 三、核心思想 该分析程序有15部分组成： （1）首先定义各种需要用到的常量和变量； （2）判断一个字符是否在指定字符串中； （3）读入一个文法； （4）将单个符号或符号串并入另一符号串； （5）求所有能直接推出&的符号； （6）求某一符号能否推出‘& ’； （7）判断读入的文法是否正确； （8）求单个符号的FIRST； （9）求各产生式右部的FIRST； （10）求各产生式左部的FOLLOW； （11）判断读入文法是否为一个LL(1)文法； （12）构造分析表M； （13）句型判别算法； （14）一个用户调用函数； （15）主函数； 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集 Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下： void emp(char c){ 参数c为空符号 char temp[10];定义临时数组 int i; for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找 { if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1, then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中 将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。 } Ⅱ、求某一符号能否推出'&' int _emp(char c) { //若能推出&，返回1；否则，返回0 int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0'; 存放到一个临时数组empt里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果c在可直接推出空字的empty[]中,返回1 for(i=0;;i++) { if(i==count) return(0); 找一个左部为c的产生式 j=strlen(right[i]); //j为c所在产生式右部的长度 if 右部长度为1且右部第一个字符在empty[]中. then返回1(A->B,B可推出空) if 右部长度为1但第一个字符为终结符,then 返回0(A->a,a为终结符) else 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2011 —2012 学年第 1 学期） 课程名称：编译原理开课实验室： 445 2011年 12 月 19日年级、专业、 班 计科093 学号200910405310 姓名孙浩川成绩 实验项目名称语法分析器指导教师严馨 教 师评语 该同学是否了解实验原理： A.了解□ B.基本了解□ C.不了解□ 该同学的实验能力： A.强□ B.中等□ C.差□ 该同学的实验是否达到要求： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□ 实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□ 实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般□ C.没有□ 教师签名： 年月日 一、实验目的及内容 实验目的：编制一个语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检 查和结构分析。 实验内容：在上机(一)词法分析的基础上,采用递归子程序法或其他适合的语法分析方法,实现其语法分析程序。要求编译后能检查出语法错误。 已知待分析的C语言子集的语法，用EBNF表示如下： <程序>→main()<语句块> <语句块> →‘{’<语句串>‘}’ <语句串> → <语句> {; <语句> }; <语句> → <赋值语句> |<条件语句>|<循环语句> <赋值语句>→ID=<表达式> <条件语句>→if‘(‘条件’)’<语句块> <循环语句>→while’(‘<条件>’)‘<语句块> <条件> → <表达式><关系运算符> <表达式> <表达式> →<项>{+<项>|-<项>} <项> → <因子> {* <因子> |/ <因子>} <因子> →ID|NUM| ‘(’<表达式>‘)’ <关系运算符> →<|<=|>|>=|==|!= 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图） 语法分析器的设计实验报告 一、实验容 语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空，再分别计算非终结符号的FIRST集合，每个非终结符号的FOLLOW集合，以及每个规则的SELECT集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合LL(1)文法，可以进行分析。对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E) 分析句子i+i*i是否符合文法。 二、基本思想 1、语法分析器实现 语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。 语法分析程序流程图 该程序可分为如下几步： （1）读入文法 （2）判断正误 （3）若无误，判断是否为LL(1)文法 （4）若是，构造分析表； （5）由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。 三、核心思想 该分析程序有15部分组成： （1）首先定义各种需要用到的常量和变量； （2）判断一个字符是否在指定字符串中； （3）读入一个文法； （4）将单个符号或符号串并入另一符号串； （5）求所有能直接推出&的符号； （6）求某一符号能否推出‘& ’； （7）判断读入的文法是否正确； （8）求单个符号的FIRST； （9）求各产生式右部的FIRST； （10）求各产生式左部的FOLLOW； （11）判断读入文法是否为一个LL(1)文法； （12）构造分析表M； （13）句型判别算法； （14）一个用户调用函数； （15）主函数； 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集 Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下： void emp(char c){ 参数c为空符号 char temp[10];定义临时数组 int i; for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找 { if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1, then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中 将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。 } Ⅱ、求某一符号能否推出'&' int _emp(char c) { //若能推出&，返回1；否则，返回0 int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0'; 存放到一个临时数组empt里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果c在可直接推出空字的empty[]中,返回1 for(i=0;;i++) { if(i==count) return(0); 找一个左部为c的产生式 j=strlen(right[i]); //j为c所在产生式右部的长度 if 右部长度为1且右部第一个字符在empty[]中. then返回1(A->B,B可推出空) if 右部长度为1但第一个字符为终结符,then 返回0(A->a,a为终结符) else 编译原理课程设计报告 课题名称：编译原理课程设计 C-语言词法与语法分析器的实现 C-词法与语法分析器的实现 1.课程设计目标 （1）题目实用性 C-语言拥有一个完整语言的基本属性，通过编写C-语言的词法分析和语法分析，对于理解编译原理的相关理论和知识有很大的作用。通过编写C-语言词法和语法分析程序，能够对编译原理的相关知识：正则表达式、有限自动机、语法分析等有一个比较清晰的了解和掌握。（2）C-语言的词法说明 ①语言的关键字： else if int return void while 所有的关键字都是保留字，并且必须是小写。 ②专用符号： + - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */ ③其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|..|z|A|..|Z digit = 0|..|9 注：ID表示标识符，NUM表示数字，letter表示一个字母，digit表示一个数字。 小写和大写字母是有区别的。 ④空格由空白、换行符和制表符组成。空格通常被忽略。 ⑤注释用通常的c语言符号/ * . . . * /围起来。注释可以放在任何空白出现的位置(即注释不能放在标记)上，且可以超过一行。注释不能嵌套。 （3）程序设计目标 能够对一个程序正确的进行词法及语法分析。 2.分析与设计 （1）设计思想 a.词法分析 词法分析的实现主要利用有穷自动机理论。有穷自动机可用作描述在输入串中识别模式的过程，因此也能用作构造扫描程序。通过有穷自动机理论能够容易的设计出词法分析器。b.语法分析 语法分析采用递归下降分析。递归下降法是语法分析中最易懂的一种方法。它的主要原理是，对每个非终结符按其产生式结构构造相应语法分析子程序，其中终结符产生匹配命令，而非终结符则产生过程调用命令。因为文法递归相应子程序也递归，所以称这种方法为递归子程序下降法或递归下降法。其中子程序的结构与产生式结构几乎是一致的。 （2）程序流程图 程序主流程图： 词法分析: 语法分析：语法分析程序的要求
编译原理课程设计-词法语法分析器
编译原理词法分析器语法分析器实验报告
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