天津科技大学 编译原理实验报告

编译原理实验指导书专业： 学号：姓名： 2009 年5月前言“编译原理”是一门研究设计和构造编译程序原理和方法的课程，是计算机各专业的一门重要专业基础课。编译原理这门课程蕴含着计算机学科中解决问题的思路、形式化问题和解决问题的方法，对应用软件和系统软件的设计与开发有一定的启发和指导作用。编译程序构造的原理和技术在软件工程、逆向工程、软件再工程、语言转换及其他领域中都有着广泛的应用。通过本课程的实验教学，使学生加深对编译系统的结构、工作流程及编译程序各组成部分设计原理的理解，使他们能够掌握和应用常用的编译技术和方法，为今后从事应用软件和系统软件的开发打下一定的理论和实践基础。编译原理实验指导书围绕着实验教学目标，详细阐述了各实验的原理和步骤。希望同学们能够充分利用实验条件，认真完成实验，从实验中得到应有的锻炼和培养。实验要求为了顺利完成编译原理课程实验，学生应做到： （1） 熟练掌握一种高级程序设计语言。（2） 实验前，认真学习教材以及实验指导书的相关内容，提前做好实验准备。（3） 每次实验先分析后编程，在实验报告中应写明自己的编程思路和设计流程。（4） 实验结束一周后提交实验报告。实验报告内容应包括：实验目的、实验内容、设计思路和流程框图，源程序（含注释）清单、测试结果以及实验总结。（5） 遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，随机抽查程序运行和即时提问；第二部分是提交书面的实验报告。此外杜绝抄袭现象，一经发现雷同，双方成绩均以0分计算。目 录实验一 词法分析程序设计1实验二 递归下降语法分析程序设计5实验1 词法分析程序设计【开发语言及实现平台或实验环境】C/C+/C#Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2005-2008【实验目的】（1）理解词法分析在编译程序中的作用（2）加深对有穷自动机模型的理解（3）掌握词法分析程序的实现方法和技术【实验内容】对一个简单语言的子集编制一个一遍扫描的词法分析程序。【实验要求】（1）待分析的简单语言的词法1) 关键字begin if then while do end2) 运算符和界符:= + - * / = = ; ( ) #3) 其他单词是标识符(ID)和整形常数(NUM)，通过以下正规式定义：ID=letter(letter|digit)*NUM=digitdigit*4) 空格由空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、NUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。（2）各种单词符号对应的种别编码单词符号种别码单词符号种别码begin1:17if2:=18then320while421do523letter(letter|digit)*10=24digitdigit*11=25+13;26-14(27*15)28/16#0（3）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。syn为单词种别码；token为存放的单词自身字符串；sum为整形常数。例如：对源程序begin x:=9;if x0 then x:=2*x+1/3;end# 经词法分析后输出如下序列：（1，begin）(10,x) (18,:=) (11,9) (26,;) (2,if)【实验步骤】（1）根据图1.1构建主程序框架置初值调用扫描子程序输出串结束？输出单词二元组是否结束图1.1 词法分析主程序示意图代码提示：main()p=0;printf(“n please input string:n”);do输入源程序字符串，送到缓冲区progp+中 while(ch!=#);p=0;doscanner();/调用扫描子程序switch(syn)case 11:输出（数的二元组）；break;case 1:输出（关键字begin的二元组）；break;.case 1:输出（错误）;break; while(syn!=0);（2）关键字表置初值关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（关键字表），当扫描程序识别标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则为关键字，否则为一般标识符。（3）编写扫描子程序代码提示：scanner().读下一个字符送入ch；while(ch= = ) 读下一个字符;if(ch是字母或数字)while(ch是字母或数字)ch=token;读下一个字符;token与关键字表进行比较，确定syn的值；elseif(ch是数字).syn=11;elseswith(ch)/其他字符情况case:.Default:syn=-1;（4）调试程序，验证输出结果。【思考题】（1）在编程过程中遇到了哪些问题，你是如何解决的。（2）源程序若存在注释，如何实现词法分析，在现有程序基础上进行扩充。【参考文献】1. 胡伦骏、徐兰芳等，编译原理（第2版），电子工业出版社，246，2005.72. 王雷、刘志成等，编译原理课程设计，机械工业出版社，138，2005.3实验2 递归下降语法分析程序设计【开发语言及实现平台或实验环境】C/C+/C#Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2005-2008【实验目的】（1） 理解语法分析在编译程序中的作用，以及它与词法分析程序的关系（2） 加深对递归下降语法分析原理的理解（3） 掌握递归下降语法分析的实现方法【实验内容】编制一个递归下降分析程序，实现对词法分析程序提供的单词序列的语法检查和结构分析。【实验要求】（1）待分析的简单语言的词法同实验1（2）待分析的简单语言的语法用扩充的BNF表示如下：1）：=beginend2) ：=；3) ：=4) :=ID:=5) ：=+|-6) :=*|/7) :=ID|NUM|()（3）语法分析程序的功能输入单词串以”#”结束，如果是文法正确的句子，输出成功信息；否则输出错误信息。例如：输入 begin a:=9; x:=2 * 3; b:=a + x end #输出 success输入 x:=a + b * c end #输出 error【实验步骤】（1）根据图2.1递归下降分析程序示意图构建主程序框架置初值调用scanner读下一个单词符号调用lrparser结束图2.1 递归下降分析程序示意图（2）编写各语法单位分析函数1）编写语句串及语句分析函数代码提示：yucu()/语句串分析函数调用statement();/语句分析函数while(syn=26)读入下一个单词符号；调用statement();return;statement（）if(syn=10)读入下一个单词符号；if(syn=18)读入下一个单词符号；调用expression函数；/表达式分析函数else输出赋值号错误；kk=1/出错标记else输出语句号错误；kk=1;return;2）编写表达式分析过程int expression()term();while(syn=13)|(syn=14)scanner();term();return 0;3）编写项分析过程int term()factor();while(syn=15)|(syn=16)scanner();factor();return 0;4）编写因子分析过程int factor()if(syn=10)|(syn=11)scanner();elseif(syn=27)scanner();expression();if(syn=28)syn=scanner();elsecout输出错误endl;kk=1;elsecout输出表达错误endl;kk=1;return 0;（3）调试程序，验证输出结果【源程序】#include#include#includeusing namespace std;char prog80, token8;char ch;int syn, p, m, n, sum, kk;char *rwtab6 = begin, if, then, while, do, end ;int scanner(); /调用scanner函数int lrparscr(); /调用lrparscr函数int yucu(); /调用yucu函数int statement(); /调用statement函数int expression(); /调用expression函数int term(); /调用term函数int factor(); /调用factor函数void main()p = 0;cout nPlease input string: endl;docin.get(ch);progp+ = ch; /输入源程序字符串，送到缓冲区progp+中 while (ch != #);p = 0;kk = 0;scanner();lrparscr();getchar();getchar();int lrparscr()if (syn = 1)scanner();/读下一个单词符号yucu();if (syn = 6)/syn=6 对应单词符号endscanner(); /读下一个单词符号if (syn = 0) & (kk = 0)printf(success!n);elseif (kk != 1)cout 出现缺end错误！ endl;kk = 1; elsecout 出现缺begin错误！ endl;kk = 1;return 0;int yucu() /语句串分析函数statement();while (syn = 26)scanner(); /读下一个单词符号statement();/调用statement函数return 0;int statement()if (syn = 10)scanner(); /读下一个单词符号if (syn = 18)scanner(); /读下一个单词符号expression();elsecout 出现赋值号错误！ endl;kk = 1;elsecout 出现语句错误！ endl;kk = 1;return 0;int expression()term();while (syn = 13) | (syn = 14)scanner(); /读下一个单词符号term();return 0;int term()factor();while (syn = 15) | (syn = 16)scanner(); /读下一个单词符号factor();return 0;int factor()if (syn = 10) | (syn = 11) /是否是标识符或整型常数scanner(); /读下一个单词符号elseif (syn = 27) / 是否是 ( scanner(); /读下一个单词符号expression();if (syn = 28) / 是否是 ）syn = scanner(); /读下一个单词符号 elsecout 出现 ) 错误！ endl;kk = 1;elsecout 出现表达式错误！ endl;kk = 1;return 0;int scanner()for (n = 0; n= a&ch = A&ch = a&ch = A&ch = Z)/如果是字母字符tokenm+ = ch; /当前字符送入tokench = progp+; /读下一个单词符号并赋给chtokenm+ = 0;/单词结束p-; /回退一个字符syn = 10; /标识符for (n = 0; n= 0&ch = 0&ch 32767)syn = -1; /出现错误else switch (ch) /其他字符时case)syn = 21; /不等于tokenm+ = ch;else if (ch = =)syn = 22; /小于等于tokenm+ = ch; elsesyn = 23; /大于p-; /回退一个字符break;case:m = 0; tokenm+ = ch;ch = progp+;/读下一个单词符号并赋给chif (ch = =)syn = 24;/大于等于tokenm+ = ch;elsesyn = 20;/小于p-; /回退一个字符break;case:m = 0; tokenm+ = ch;ch = progp+;/读下一个单词符号并赋给chif (ch = =)syn = 18;/等于tokenm+ = ch;elsesyn = 17;/冒号：p-;break;case+:syn = 13; token0 = ch; break;case-:syn = 14; token0 = ch; break;case*:syn = 15; token0 = ch; break;case/:syn = 16; token0 = ch; break;case=:syn = 25; token0 = ch; break;case;:syn = 26; token0 = ch; break;case(:syn = 27; token0 = ch; break;case):syn = 28; token0 = ch; break;case#:syn = 0; token0 = ch; break;casen:syn = -2; break;default: syn = -1; break;return syn;【运行结果】【思考题】（1） 你所编制的程序与实验1程序有何联系，如何应用实验1。答：语法分析程序用到了词法分析程序中的scanner函数（词法扫描程序），并将其作为其中一个模块，与其它函数共同完成语法分析任务，语法分析程序以词法分析程序提供的单词序列为来源，并对其进行语法检查和结构分析。编译程序对源程序字符串要先进行词法分析，然后进行语法分析、语义分析等后续工作。（2） 将源程序放置在文本文件中，运用流操作实现对源程序的扫描和分解，编程实现。【参考文献】1胡伦骏、徐兰芳等，编译原理（第2版），电子工业出版社，246，2005.72王雷、刘志成等，编译原理课程设计，机械工业出版社，138，2005.313