编译原理实验报告2-词法分析程序的设计(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上实验2 词法分析程序的设计一、实验目的掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。 二、实验内容编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。三、实验要求1、根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图；标识符 <字母>(<字母>|<数字字符>)*十进制整数0 | (（1|2|3|4|5|6|7|8|9）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9）*)八进制整数 0（1|2|3|4|5|6|7）（0|1|2|3|4|5|6|7）*十六进制整数0x（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）*运算符和界符+ - * / > < = ( ) ；关键字if then else while do 2、根据状态图，设计词法分析函数int scan( )，完成以下功能：1） 从文本文件中读入测试源代码，根据状态转换图，分析出一个单词，2） 以二元式形式输出单词<单词种类，单词属性>其中单词种类用整数表示：0：标识符1：十进制整数2：八进制整数3：十六进制整数运算符和界符，关键字采用一字一符，不编码其中单词属性表示如下：标识符，整数由于采用一类一符，属性用单词表示运算符和界符，关键字采用一字一符，属性为空3、编写测试程序，反复调用函数scan( )，输出单词种别和属性。 四、实验环境PC微机DOS操作系统或 Windows 操作系统Turbo C 程序集成环境或 Visual C+ 程序集成环境 五、实验步骤1、 根据正规式，画出状态转换图；01字母空白字母或数字非字母与数字3194092非数字5061707非0778x909或af非09与af1011+ 或或* 或/ 或< 或> 或= 或 (或 ) 或 ;12if then  else  while  do*非17与x09或af2、 根据状态图，设计词法分析算法；观察状态图，其中状态2、4、7、10（右上角打了星号）需要回调一个字符。声明一些变量和函数：ch:字符变量，存放最新读进的源程序字符。strToken:字符串变量，存放构成单词符号的字符串。GetChar():子函数，将下一输入字符读到ch中，搜索指示器前移一字符位置。GetBC():子函数，检查ch中的字符是否为空白。若是，则调用GetChar()直至ch中进入一个非空白字符。Concat():子函数，将ch中的字符连接到strToken之后。IsLetter():布尔函数，判断ch中的字符是否为字母。IsDigit():布尔函数，判断ch中的字符是否为数字。Reserve():整型函数，对strToken中的字符串查找保留字表，若它是一个保留字则返回它的编码，否则返回0。SearchOp():整型函数，对ch查找运算符和界符，若它是一个运算符或界符，则返回它的编码，否则返回0。Retract():子函数，将搜索指示器回调一个字符位置，将ch置为空白字符。ProError():错误处理函数。关键字保存在字符数组中，定义编码为相对数组首地址的位置 + 1。保留子表顺序如下： if ,then ,else ,while, do ,则相应编码为：1，2，3，4，5。运算符和界符保存在字符数组中，编码定义与关键字相同，顺序如下： + ,- , * , / , > , < , = , ( , ) , ；，编码为：110。二元表单词单词种类属性标识符0单词自身十进制整数1单词自身八进制整数2单词自身十六进制整数3单词自身运算符和界符单词自身-关键字单词自身-算法如下：ch= ;strToken=” ”;GetBC();if(IsLetter() while(IsLetter() | IsDigit() Concat();GetChar(); Retract();If(Reserve()printf("<%s , ->", strToken); else printf("<,0,%s >", strToken);else if(1 < =ch && ch <=9) while(IsDigit() Concat();GetChar(); Retract();printf("<,1,%s >", strToken) ; else if(ch=0) GetChar();if(ch >= 1 && ch <= 7) while(ch >= 0 && ch <= 7) Concat();GetChar(); Retract();printf("<,2,%s >", strToken) ;else if(ch=x) GetChar();while(IsDigit() | ch>= a && ch<=f) Concat();GetChar(); Retract();printf("<,3,%s >", strToken);else Retract();printf(“<1,0> “) ;else if(SearchOp() printf("<%c,- >", ch);else ProError();3、 采用C或C+语言，设计函数scan( )，实现该算法；char GetChar(FILE* fp) /读取文件中的一个字符char ch;ch = fgetc(fp);return ch;char GetBC(FILE* fp) /读取文件的字符直至ch不是空白char ch;do ch = GetChar(fp); while (ch = ' ' | ch = 't' | ch = 'n');return ch;void Concat(char ch ,char strToken) /将ch中的字符连接到strToken之后char str2;str0 = ch;str1 = '0'strcat(strToken,str);int IsLetter(char ch) /布尔函数，判断ch中的字符是否为字母,是返回1，否则返回0int flag = 0;if (ch >= 'a' && ch <= 'z')flag = 1;return flag;int IsDigit(char ch) /布尔函数，判断ch中的字符是否为数字,是返回1，否则返回0int flag = 0;if (ch >= '0' && ch <= '9')flag = 1;return flag;int Reserve(char strToken) /整型函数，对strToken中的字符串查找保留字表，若它是一个保留字则返回它的编码，否则返回0int code = 0,i;char keyWord66 = "if", "then", "else", "while", "do" ;for (i = 0; i < 5; i+) if (strcmp(strToken, keyWordi) = 0) code = i + 1;break;return code;int SearchOP(char ch) /整型函数，对strToken中的字符串查找运算符和界符，若它是一个运算符或界符，则返回它的编码，否则返回0int code = 0, i;char OP11 = '+', '-', '*', '/', '<', '>', '=', '(', ')', '' ;for (i = 0; i < 10; i+) if (ch = OPi) code = i + 1;break;return code;char Retract(FILE* fp,char ch) /子函数，将搜索指示器回调一个字符位置，将ch置为空白字符ch = ' 'fseek(fp, -1L, 1);return ch;void ProError( ) /错误处理函数printf("输入错误！n");return;FILE* scan(FILE* fp) /输出单个二元式char ch;char strToken10;strToken0 = '0'/置strToken为空串ch = GetBC(fp); /先读取一个非空白的字符if (feof(fp) return fp;/判断文件尾，是则返回调用程序if (IsLetter(ch) /判断标识符while (IsLetter(ch) | IsDigit(ch) Concat(ch, strToken);ch = GetChar(fp);ch = Retract(fp,ch);if (Reserve(strToken) /判断关键字printf("<%s,->n", strToken);elseprintf("<0,%s>n", strToken);else if (ch >= '1' && ch <= '9') /判断十进制整数while (IsDigit(ch) Concat(ch, strToken);ch = GetChar(fp);ch = Retract(fp, ch);printf("<1,%s>n", strToken);else if (ch = '0') ch = GetChar(fp);if (ch >= '1' && ch <= '7') /判断八进制整数while (ch >= '0' && ch <= '7') Concat(ch, strToken);ch = GetChar(fp);ch = Retract(fp, ch);printf("<2,%s>n", strToken);else if (ch = 'x') /判断十六进制整数ch = GetChar(fp);while (IsDigit(ch) | ch >= 'a' && ch <= 'f') Concat(ch, strToken);ch = GetChar(fp);ch = Retract(fp, ch);printf("<3,%s>n", strToken);else /判断十进制的0ch = Retract(fp, ch);printf("<1,0>n");else if (SearchOP(ch) /判断运算符和界符printf("<%c,->n", ch);else /出错ProError();return fp;4、 编制测试程序（主函数main）；#include<iostream>using namespace std;#define NULL 0int main( ) FILE* fp; if (fp = fopen("C:UsersAdministratorDesktopCode.txt", "r") = NULL) /以只读方式打开文件，失败则退出程序printf("file can not open!");exit(0);printf("词法分析结果如下：n");while (!feof(fp) /若不是文件尾则执行循环fp = scan(fp);/输出单词种类、属性的二元式fclose(fp); /关闭文件fp = NULL;/避免指向非法内存5、调试程序：读入文本文件，检查输出结果。  六、测试数据 输入数据：<if , -><0 , data><+ , -><1 , 92><> , -><3 , 3f><then , -><0 , data><= , ><0 , data><+ , -><2 , 1>< ,-><else , -><0 , data><= , -><0 , data><- , -><2 , ->< , ->编辑一个文本文件program.txt，在文件中输入如下内容：if data+92>0x3f thendata=data+01;elsedata=data-01; 正确结果：七、实验报告要求 实验报告应包括以下几个部分：1、词法的正规式描述；2、变换后的 状态图；3、词法分析程序的数据结构与算法。八、思考题1、 词法分析能否采用空格来区分单词？答：不能，因为程序的语法里有包括：；， ，（，）等界符或连接符号存在，这些符号符与单词的连接无空格，用空格区分单词将无法保证程序语法的正确。2、 程序设计中哪些环节影响词法分析的效率？如何提高效率？答:本程序在判断关键字时，是在完成对标志符的识别后，判断该标识符是否是保留字，若是则判断为关键字，这种情况下，导致每次识别完一个标识符，都要查询保留字表，会影响效率，可在识别标识符的程序段中添加对关键字的识别，如首字母的特别判断或遇到数字跳过关键字的判断等。另外，程序的实现是通过在主函数中循环调用scan（）函数来输出二元式，一次调用就输出一个二元式，可以考虑使用堆栈，先将读来的数据压栈，再进行识别，这样比重复调用函数效率更高，而且也不必使用文件指针来回调字节，用堆栈会更方便更安全准确，省去不少程序段。专心-专注-专业