编译原理实验(一)词法分析器的设计

1 概述

通过某种高级语言(如C/C++,Java)实现词法分析器的功能。

1.1 实验目标

1.理解并掌握词法分析的原理与方法

2.能够使用某种语言实现词法分析程序。

3.对编译的基本概念,原理和方法有完整和清楚的理解,并能正确而熟练的运用。

1.2 实验描述

1.2.1 实验要求

选用某种语言(如C/C++)实现词法分析程序。词法分析程序的主要任务如下:

  1. 识别出输入的源程序中的单词,输出二元组形式的单词序列。
  2. 删除无用的空白字符、回车符等没有实质意义的字符。
  3. 删除注释。

1.2.2 实验步骤

  • PL/0语言文法的EBNF表示如下:

::=beginend

::={;}

::=\

::=ID:=\

::={+ | -}

::={* | /\

::=ID | NUM | ()

  • 设计单词种别表
单词符号 种别编码
Begin 1
If 2
Then 3
While 4
Do 5
End 6
标识符 10
数字 20
+ 13
- 14
* 15
/ 16
: 17
:= 18
< 20
\ 21
\ 23
>= 24
= 25
; 26
( 27
) 28
# 0

2.状态图

状态图

图1 状态图

试验流程图

图2 实验流程图

2 技术分析

2.1 词法分析

词法分析器根据词法规则识别出源程序中的各个记号,每个记号代表一类单词。源程序中常见的记号可以归为几大类:关键字、标识符、字面量和特殊符号。词法分析器的输入是源程序,输出是识别的记号流。词法分析器的任务是把源文件的字符流转换成记号流。它是编译过程的第一个阶段。其主要任务是从左到右依次描描字符串形式的源程序的各个字符,逐个识别出其中的单词,并将其转换成为内部编码形式的单词符号串输出,用于进行语法分析。

概括的说,语法器在其工作过程中,一般应完成下列的任务:

(1)识别出源程序中的各个单词符号,并将其转换成内部编码形式;

(2)删除无用的空白字符、回车字符以及其他非实质性字符;

(3)删除注释;

(4)进行词法检查,报告所发现的错误。

此外,视编译工作流程的组织,一些编译程序在进行词法分析时,还要完成将所识别出的标志符登录到符号表的工作。

3 设计与实现

3.1 设计思路

程序的关键点在于对给出一段程序中的各种单词的分离。在每段程序中,单词种类可以分为:关键字,分界符,算术运算符,关系运算符,标识符和常数。关键字的判断则是通过与已知数组中列出的元素进行对比,得出该单词是否为关键字;分解符,算术运算符,关系运算符的判断与接受到的字符进行比较,得出该字符是否为分解符,算术运算符或者为关系运算符。

3.2 实现方法

本次实验是设计词法分析器,其中核心函数是cifa(),分析的语言是PL/0,首先,采用循环遍历的方法读取用户输入的一段代码,跳过源程序中的空格字符,然后if语句配合switch语句对读入的代码挨个判断,最后以二元组的形式输出结果。

5f6c4bd0adbcfe0a243b94286ace797c.png

图3 词法分析核心代码

3.3 测试用例

项目/软件 词法分析器 程序版本 V1.0
功能模块名 词法分析模块 编制人 XX
用例编号 T1.0 编制时间 207.10.27
功能特性 词法定义分析判断
测试目的 判断词法是否正确
测试数据 1:begin a:=4;b:=2*3;c:=a+b;end 2:a:=2;b:=2*3;c:=a+b;end: 3:begin a:=4;b:=2*3;c:=a+b;
测试用例 操作描述 代码 期望结果 实际结果 测试状态
1 输入第一段代码 begin a:=4;b:=2*3;c:=a+b; end (begin,1) (a,10) (:=,18) (4,20) (;,26) (b,10) (:=,18) (2,20) (*,15) (3,20) (;,26) (c,10) (:=,18) (a,10) (+,13) (b,10) (;,26) (end,6) (begin,1) (a,10) (:=,18) (4,20) (;,26) (b,10) (:=,18) (2,20) (*,15) (3,20) (;,26) (c,10) (:=,18) (a,10) (+,13) (b,10) (;,26) (end,6) 良好
2 输入第二段代码 a:=2;b:=2*3;c:=a+b;end 缺少Begin 缺少begin 良好
3 输入第三段代码 begin a:=4;b:=2*3;c:=a+b; 缺少结束符 缺少结束符 良好

3.4 实验结果及分析

当我们输入PL/0代码:begin a:=4;b:=2*3;c:=a+b;
end,词法分析以二元组的形式输出以下结果:

试验结果图

图3 实验结果图

根据以上实验结果,基本判断词法分析程序正确运行,成功将输入的代码以二元组的形式输出。

4 总结

经过本次实验,我对词法分析器有了更近一步的理解,让我了解到如何设计、编制并调试词法分析程序,对编译的基本概念,原理和方法有完整和清楚的理解,并能正确的运用。实验目前还不够完善,存在不少问题,有待改善。

5 参考文献

1.互联网:百度,CSDN博客。

2.教材:《编译技术》张莉 高等教育出版社。

3.教材:C++ primer plus(第六版)

6 代码展示

#include "cstdio"
#include "string"
#include "iostream"
#include "algorithm"
#include "cstring"
using namespace std;
char str[1000];            //从键盘输入
char bzf[8];      //判断是否是关键字
char ch;
char *keyword[6]={"begin","if","then","while","do","end"};
int num,p,m,n,sum;
int x;
void cifa()   //词法分析
{
    sum=0;
    for(m=0;m='0')&&(ch 版权声明:本文为原创文章,版权归 [Geekerstar](https://www.geekerstar.com) 所有。
> 本文链接:https://www.geekerstar.com/technology/92.html
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