編譯原理課程設(shè)計

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文檔簡介

1、　　編譯技術(shù)課程設(shè)計　　一、目的　　<<編譯技術(shù)>>是理論與實踐并重的課程，而其實驗課要綜合運(yùn)用一、二年級所學(xué)的多門課程的內(nèi)容，用來完成一個小型編譯程序。從而鞏固和加強(qiáng)對詞法分析、語法分析、語義分析、代碼生成和報錯處理等理論的認(rèn)識和理解；

2、培養(yǎng)學(xué)生對完整系統(tǒng)的獨(dú)立分析和設(shè)計的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立編程能力。　　二、任務(wù)及要求　　基本要求：　　詞法分析器產(chǎn)生下述小語言的單詞序列　　這個小語言的所有的單詞符號，以及它們的種別編碼

3、和內(nèi)部值如下表：　　對于這個小語言，有幾點(diǎn)重要的限制：　　首先，所有的關(guān)鍵字（如IF﹑WHILE等）都是“保留字”。所謂的保留字的意思是，用戶不得使用它們作為自己定義的標(biāo)示符。例如，下面的寫法是絕對禁止的：　　IF（5）=x

4、其次，由于把關(guān)鍵字作為保留字，故可以把關(guān)鍵字作為一類特殊標(biāo)示符來處理。也就是說，對于關(guān)鍵字不專設(shè)對應(yīng)的轉(zhuǎn)換圖。但把它們（及其種別編碼）預(yù)先安排在一張表格中（此表叫作保留字表）。當(dāng)轉(zhuǎn)換圖識別出一個標(biāo)識符時，就去查對這張表，確定它是否為一個關(guān)鍵字。　　再次，如果關(guān)鍵字、標(biāo)識符和常數(shù)之間沒有確定的運(yùn)算符或界符作間隔，則必須至少用一個空白符作間隔（此時，空白符不再是完全沒有意義的了）。例如，一個條件語句

5、應(yīng)寫為　　IF i>0 i= 1;　　而絕對不要寫成　　IFi>0 i=1;　　因為對于后者，我們的分析器將無條件地將IFI看成一個標(biāo)識符。　　這個小語言的單詞符號的狀態(tài)轉(zhuǎn)換

6、圖，如下圖：　　語法分析器能識別由加+ 減- 乘* 除/ 乘方^ 括號（）操作數(shù)所組成的算術(shù)表達(dá)式，其文法如下：　　E→E+T|E-T|T　　T→T*F|T/F|F　　F→P^F|P<

7、b>　　p→(E)|i　　使用的算法可以是：預(yù)測分析法；遞歸下降分析法；算符優(yōu)先分析法；LR分析法等。　　中間代碼生成器產(chǎn)生上述算術(shù)表達(dá)式的中間代碼（四元式序列）　　三、實現(xiàn)過程說明　　1、詞法分析器的流

8、程圖　　2、語法分析器流程圖　　3、中間代碼生成器流程圖　　四、源程序清單　　詞法分析器：　　#include "stdafx.h"&

9、lt;/p>　　#include "iostream"　　#include "string"　　using namespace std;　　//reserve保留字　　string reserve[5]

10、= {"DIM","IF","DO","STOP","END"};　　//結(jié)構(gòu)體數(shù)組，保存已識別的單詞　　struct table　　{

11、;　　string str;　　string name;　　}table[400];　　int count = 0;　　//判斷是否為保留字　　bool Reserve(string str)<p&g

12、t;　　{　　bool flag = false;　　for(int i=0; i<sizeof(reserve); i++)　　{　　if(str == reserve[i])</p

13、>　　{ 　　flag = true;　　break;　　}　　}&

14、lt;p>　　return flag;　　}　　//讀入源程序　　string readStr() {　　FILE *fp;&l

15、t;p>　　string str = "";　　char c, filename[20];　　cout<<"輸入源文件名:";　　cin>>filename;　　if((fp = fopen(filen

16、ame,"r")) == NULL)　　{　　cout<<"file not found"<<endl;　　} else {　　wh

17、ile((c = fgetc(fp)) != EOF)　　{ 　　str += c;　　}　　}

18、　　return str;　　}　　//將結(jié)果顯示　　void putToFile(struct table tablep[])　　{<

19、;/p>　　char ch;　　int i, j, k;　　for(i=0; i<count; i++)　　{　　for(j=0; j<table[i].s

20、tr.size(); j++)　　{　　ch = table[i].str[j];　　cout<<ch;　　}<p&

21、gt;　　cout<<" ";　　for(k=0; k<table[i].name.size(); k++)　　{　　ch = table[i].name[k];

22、　　cout<<ch;　　}　　cout<<endl;　　}　　cout<<"分析完畢!"<<endl;&l

23、t;/p>　　}　　//詞法分析　　void lex(string input)　　{　　char c;<

24、/b>　　string strToken;　　int i = 0, n;　　//i數(shù)組input游標(biāo)；n數(shù)組input剩余長度　　n = input.size();　　while(n > 0)

25、　　{　　c = input[i++];　　n --;　　//找到第一個不為空的字符　　while(c == ' ' || c == '\n' |

26、| c == '\t')　　{　　c = input[i++];　　n --;　　}　　if(isa

27、lpha(c)) {　　while(isalpha(c) || isdigit(c))　　{　　strToken += c;　　c = input[i++];　　n --;&

28、lt;/b>　　}　　i--; //將游標(biāo)回退一位　　n++; 　　table[count].str = strToken;　　if(!Reserv

29、e(strToken))　　{　　//不是保留字　　table[count++].name = "$ID";　　} else {</

30、p>　　for(int k=0; k<sizeof(reserve); k++)　　{　　if(strToken == reserve[k])　　{　　table

31、[count++].name = "$"+reserve[k];　　break;　　}　　}　　}&

32、lt;/p>　　strToken = ""; //清空，以備下次使用　　} else if(isdigit(c)) {　　while(isdigit(c))　　{　　strToken

33、 += c;　　c = input[i++];　　n --;　　}　　i--;　　n++;<

34、/b>　　table[count].str = strToken;　　table[count++].name = "$INT";　　strToken = "";　　} else if(c == '*') {&l

35、t;/p>　　c = input[i++];　　n--;　　if(c == '*') { 　　table[count].str = "**";　　table[count+

36、+].name = "$POWER";　　} else {　　i--;　　n++;　　table[count].str = "*

37、";　　table[count++].name = "$STAR";　　}　　} else {　　strToken += c;

38、;　　table[count].str = strToken;　　switch(c) {　　//暫時識別以下符號　　case '#' : 　　table[count++].name = "$POUND";<

39、p>　　break;　　case '"' : 　　table[count++].name = "$QUOTE";　　break;　　case &

40、#39;=' : 　　table[count++].name = "$ASSIG";　　break;　　case '+' : 　　table[count++].name = "$P

41、LUS";　　break;　　case ';' :　　table[count++].name = "$SEMICOLON"; 　　break;&

42、lt;/p>　　case '(' :　　table[count++].name = "$LPAR";　　break;　　case ')' :　　table

43、[count++].name = "$RPAR";　　break;　　case '{' : 　　table[count++].name = "$LBRACE";

44、　　break;　　case ',' :　　table[count++].name = "$COMMA"; 　　break;　　case '}' :<

45、;/p>　　table[count++].name = "$RBRACE"; 　　break;　　default : 　　count++;&

46、lt;b>　　break;　　}　　strToken = "";　　} 　　}<p

47、>　　}　　void main()　　{　　while(1)　　{　　s

48、tring str;　　str = readStr();　　lex(str);　　putToFile(table);　　}　　}<

49、/b>　　語法分析器：　　#include "stdafx.h"　　#include<iostream>　　#include<string>

50、　　using namespace std;　　void E();　　void E1();　　void T();　　void T1();

51、　　void F();　　string s;　　int i;　　int ERR;　　int SwitchNum;&

52、lt;p>　　int main()　　{　　do　　{　　s="";&

53、lt;p>　　i=0;　　ERR=0;　　cout<<"請輸入你要分析的句子:"<<endl;　　cin>>s;&

54、lt;p>　　s.resize(s.size()+1);　　s[s.size()-1]='#';　　E();　　if(s[i]=='#')　　cout<<"是該文法產(chǎn)生的算術(shù)

55、表達(dá)式"<<endl;　　else　　cout<<endl;　　cout<<"輸入繼續(xù),n退出:";　　}while(cin>>SwitchNum);<

56、;/p>　　return 0;　　}　　void E()　　{ 　　if(ERR==0)&l

57、t;/p>　　{　　T();　　E1();　　}　　}

58、　　void E1()　　{　　if(ERR==0)　　{　　if(s[i]=='+')</p

59、>　　{　　++i;　　T();　　E1();　　}&

60、lt;/p>　　else if(s[i]!='#'&&s[i]!=')')　　{　　cout<<"不是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式"<<endl;

61、;　　ERR=1;　　}　　}　　}　　void T()&

62、lt;b>　　{　　if(ERR==0)　　{　　F();　　T1();

63、　　}　　}　　void T1()　　{　　if(ERR==0)　　{<

64、/b>　　if(s[i]=='*')　　{　　++i;　　F();　　T1(

65、);　　}　　else if(s[i]!='#'&&s[i]!=')'&&s[i]!='+')　　{<p&g

66、t;　　cout<<"不是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式"<<endl;　　ERR=1;　　}　　}

67、}　　void F()　　{　　if(ERR==0)　　{　　if(s[i]=='(&#

68、39;)　　{　　++i;　　E();　　if(s[i]==')')　　++i;&

69、lt;/b>　　else if(s[i]== '#')　　{　　cout<<"不是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式"<<endl;　　ERR=1;</b&

70、gt;　　++i;　　}　　}　　else if(s[i]=='i')　　++i;

71、　　else　　{　　cout<<"不是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式"<<endl;　　ERR=1;

72、　　}　　}　　}　　中間代碼生成器：　　#include "std

73、afx.h"　　#include<stdlib.h>　　#include<fstream>　　#include<iostream>　　using namespace std;　　#de

74、fine MAX 100　　int m=0,sum=0;//sum用于計算運(yùn)算符的個數(shù)　　//m用于標(biāo)記輸入表達(dá)式中字符的個數(shù)　　char JG='A';　　char str[MAX];//用于存輸入表達(dá)式　　in

75、t token=0;//左括號的標(biāo)志　　/***********用于更改計算后數(shù)組中的值**************/　　void change(int e)　　{　　int f=e+2;

76、　char ch=str[f];　　if(ch>='A'&&ch<='Z')　　{　　for(int l=0;l<m+10;l++)　　{</

77、b>　　if(str[l]==ch)　　str[l]=JG;　　}　　}　　if(str[e]>='A'&&s

78、tr[e]<='Z')　　{　　for(int i=0;i<m;i++)　　{　　if(str[i]==str[e])　　st

79、r[i]=JG;　　}　　}　　}　　void chengchuchuli(int i,int m)<b&g

80、t;　　{　　i++;　　for( ;i<=m-1;i++)//處理乘除運(yùn)算　　{　　if(str[i]=='*'||str[i]=='/'

81、;) 　　{　　cout<<"("<<str[i]<<" "<<str[i-1]<<" "<<str[i+1]<<" "<<JG<

82、<")"<<endl;　　change(i-1);　　str[i-1]=str[i]=str[i+1]=JG;　　sum--;　　JG=(char)(int)JG++;&l

83、t;p>　　}　　}　　}　　void jiajianchuli(int j,int m)　　{

84、;　　j++;　　for( ;j<=m-1;j++)//處理加減運(yùn)算　　{　　if(str[j]=='+'||str[j]=='-')

85、　　{　　cout<<"("<<str[j]<<" "<<str[j-1]<<" "<<str[j+1]<<" "<<JG<<")"<<

86、;endl;　　change(j-1);　　str[j-1]=str[j]=str[j+1]=JG;　　sum--;　　JG=(char)(int)JG++;　　}</

87、b>　　}　　}　　/*掃描一遍從文件中讀入表達(dá)式*/　　void scan(FILE *fin)　　{

88、　　int p[MAX];　　char ch='a';　　int c=-1,q=0;　　while(ch!=EOF)　　{　　ch=g

89、etc(fin);　　while(ch==' '||ch=='\n'||ch=='\t') ch=getc(fin);//消除空格和換行符　　str[m++]=ch;　　if(ch=='='||ch=='+'||ch=='-&

90、#39;||ch=='*'||ch=='/') sum++;　　else if(ch=='(') 　　{　　p[++c]=m-1;　　}</p

91、>　　else if(ch==')')　　{　　q=m-1;　　chengchuchuli(p[c],q);//從左括號處理到又括號　　jiajianc

92、huli(p[c],q); 　　JG=(char)(int)JG--;　　str[p[c]]=str[m-1]=JG;　　c--;　　JG=(char)(int)JG++;<

93、;p>　　}　　}　　}　　/*對表達(dá)是進(jìn)行處理并輸出部分四元式*/　　void siyuanshi()&l

94、t;b>　　{　　for(int i=0;i<=m-1;i++)//處理乘除運(yùn)算　　{　　if(str[i]=='*'||str[i]=='/')

95、{　　cout<<"("<<str[i]<<" "<<str[i-1]<<" "<<str[i+1]<<" "<<JG<<")"<<endl;</

96、p>　　change(i-1);　　str[i-1]=str[i]=str[i+1]=JG;　　sum--;　　JG=(char)(int)JG++;　　}</p

97、>　　}　　for(int j=0;j<=m-1;j++)//處理加減運(yùn)算　　{　　if(str[j]=='+'||str[j]=='-') <

98、;p>　　{　　cout<<"("<<str[j]<<" "<<str[j-1]<<" "<<str[j+1]<<" "<<JG<<")"&

99、lt;<endl;　　change(j-1);　　str[j-1]=str[j]=str[j+1]=JG;　　sum--;　　JG=(char)(int)JG++;

100、}　　} 　　for(int k=0;k<=m-1;k++)//處理賦值運(yùn)算　　{　　if(str[k]=='=') <p&

101、gt;　　{　　JG=(char)(int)--JG;　　cout<<"("<<str[k]<<" "<<str[k+1]<<" "<<" "<<&

102、quot; "<<str[k-1]<<")"<<endl;　　sum--;　　change(k+1);　　str[k-1]=JG;　　}</b&

103、gt;　　}　　}　　/***************主函數(shù)*******************/　　void main(){　　char in[MAX

104、]; //用于接收輸入輸出文件名　　FILE *fin; //用于指向輸入輸出文件的指針　　while(1)　　{　　cout<<"請輸入源程序文件名(例如ceshi.txt

105、)：";　　cin>>in;　　cout<<endl;　　if ((fin=fopen(in,"r"))==NULL) //判斷輸入文件名是否正確　　{</

106、b>　　cout<<endl<<"打開詞法分析輸入文件出錯!"<<endl;　　}　　cout<<"四元式如下："<<endl;

107、　　scan(fin);//調(diào)用函數(shù)從文件中讀入表達(dá)式 　　/********調(diào)用生成四元式的函數(shù)********/　　siyuanshi();　　/*********判斷是否成功**********/　　if(sum==0) cout<<"成功！

108、"<<endl;　　else cout<<"有錯誤！"<<endl;　　//關(guān)閉文件　　fclose(fin);　　}</

109、p>　　}　　五、程序運(yùn)行結(jié)果　　詞法分析器　　測試用例：　　DIM IF DO SDOP

110、END 76 = + * ** , ( )　　語法分析器　　測試用例:　?。?）輸入i，預(yù)期顯示:是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式　?。?）輸入a，預(yù)期顯示:不是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式&l

111、t;/p>　?。?）輸入((((i+i*i))))，預(yù)期顯示:是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式　?。?）輸入(i+i，預(yù)期顯示:不是該文法產(chǎn)生的算術(shù)表達(dá)式　　中間代碼生成器：　　測試用例<

112、p>　　x=i+i　　y=i*i　　z=i　　a=(i+i)*i　　b=(i+i)*i+i*i

113、　　六、總結(jié)　　本課程設(shè)計程序是以C語言為基礎(chǔ)，并整合了C、C++等一些編譯語言的思想，能夠?qū)崿F(xiàn)對整數(shù)的四則運(yùn)算以及相應(yīng)的賦值語句、條件語句和循環(huán)語句，其中以遞歸的思想實現(xiàn)了詞法分析、語法分析和語義分析，最終結(jié)果使用四元式輸出。增加了對注釋的分析，并能夠?qū)崿F(xiàn)文件的讀入，大大地增強(qiáng)了程序的可用性和效率。美中不足的是程序中沒有類型檢查、沒

114、有布爾表達(dá)式的分析，結(jié)果只以中間代碼（四元式）表示，沒有生成目標(biāo)代碼，還有受文件操作的限制分析的程序不支持中文，這些也希望在以后的日子里繼續(xù)學(xué)習(xí)和完成。　　做這份課程設(shè)計也用了近一周的時間，整體來說對課本的知識的鞏固和對自己的編程思想都有一定的好處，通過課程設(shè)計使我進(jìn)一步鞏固課堂上所學(xué)的理論知識，深化理解和靈活掌握教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)獨(dú)立思考問題、分析問題、解決實際問題的動手能力，使我了解到編譯原理與

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