基于ALEX的ATLAS词法分析器设计与实现.pdf

匿查鎏霾雯巫墅塑窭羽软件时空文章编号：l 8-0 5 7 0(2 0 0 8)0 6-3 _ 0 2 4 5 0 2基于A L E X 的A T L A S 词法分析器设计与实现D e s i g na n dh n p l e m e n t a t i O n0 fA T L A SL e x i c a|A n a I y z e rB a s e d0 nA L E X(海军航空工程学嘲孔祥芝王昌金刘鹏K O N GX i a n g-Z h iW A N GC h a n g-j j nL I UP e n g摘要：针对I E E ES t dA T L A S7 1 6 标准，利用基于w i n d o w s 操作平台的集成开发工具P m e rG e n e r a t o r，设计并实现了A，1 1 A S 词法分析器，分析了该词法分析器进行A T L A s 词法分析的过程。实践证明，利用该方法编写词法分析器简单易行，且构造的词法分析器准确性高，易于扩展。中关键词：A T L A S；编译器；词法分析；A L E X；P a r 姥rG 蚰e r a t o r中图分类号：T P 3 1 2文献标识码：AA 蛔t r a c t：A c c o r d i n gt ot h eI E E ES t dA r L A S7 1 6，u s i n gt h eI D EP a r s e rG e n e r a t o r b a s e do nW i n d o w s，t h eA T L A Sl e】【i c a l 蛐a l y z e ri 8d e s j g n e d 肋dj m p l e m e n t e d n e】e x j c a la 1 1 a l y z i n gp r o c e s s0 ft h ec o m p l e t e d1 e x j c a l 卸a l y z e ri sa l s oe x p l j c a t e d T h ep m c t i c ep l _；D v e st b i sa p p I D a c hi ss i m p l ea J l dt h ea n a l y z e ri t s e l fi sh i g hv e r a c i o u sa n de a s yt oe x t e n d K e y 聊D r d s：A 1 1 L A S；c 哪p n e r 1 e x i c 砒a 舳l y s i s；A L E X；P a r 辩rG e 耻n t o r引言A I L A s(A b b r e v i a t e dT e s tL a n g l l a g ef o rA uS y s t e m s)是目前自动测试领域广泛使用的一种专用测试语言，具有面向信号、面向被测对象等优点。利用A T L A s 编写测试程序是未来军用测试系统的一项关键技术。作为一种高级语言。要使其运行在某台具体的机器上，需为之配备专用的编译器。词法分析是编译过程的基础阶段。开发程序设计语言词法分析器的方法主要有两种：一种是手r 丁编写；另一种是借助于辅助生成工具L E x(k x i c a lA n a l y z e rG e n e r a t o r)。由于A T L A S 定义庞大，采用手T 编写词法分析程序，结构复杂，且不易修改和扩充；采用第二种方法对A T L A s 词法分析器的研究，已经取得了一定成果，但它是借助于基于D 0 s 的F L E x 工具进行的，在w i n d o w s操作系统广泛使用的今天，实现起来有所不便。为此，本文在研究基于w i n d o w s 平台的P a r s e rG e n e r a t o r 基础上，利用其中集成的A L E x，设计并实现了A n A s 编译器的词法分析模块。1A L E X 特点分析L E x 有多个版本，常用的有U N I x 系统自带的L E x，G N U 发布的F L E x，B i s o n 和M K s 发布的L E x 等，这些工具的运行环境必须为u N I x、D 0 s 和0 s，2。A L E x 也是其中的一个，但它基于w i n d o w s 操作平台，与F L E x 相比，有以下优点：(1)具有可视化操作特点不用记住复杂的M S-D O s 操作命令；(2)开发向导可自动生成L E x 源文件初始框架，节省大量开发工作：(3)利用内置的程序库构造工具，可以方便地构造L E x 静态或动态链接库；(4)通过适当设置P a r s e rG e n e r a t o r 的参数，可以将A L E x 集成到其他可视化集成开发环境中(如V i s u a lc+)，方便图形界面设计与词法分析程序的集成。(5)不但能生成c 语言代码的词法分析程序，还能生成c+孔祥芝：在读硕士研究生和J a v a 代码描述的词法分析程序。2A T L A S 词法分析器的结构设计A T L A s 词法分析是A T L A s 编译过程的第一步，其功能在于：扫描A A s 源程序字符流，按照该语言的词法规则识别出各类单词符号(t o k e n)。A T L A S 编译器中，将A T L A S 词法分析程序作为语法分析的子程序来实现。每当语法分析需要一个新的单词符号时，就调用词法分析子程序识别出个单词符号。如图l 所示：墓叠霉嚣嚣程序主要完戚文件包音的齄理1 条件辅译蜜一控制瘴-最姑堆图lA 7 r L A S 词法分析器的结构设计这种结构设计方法避免了中间文件的产生，编译效率较高。3A T L A S 词法分析器的设计与实现3 1A T L A S 词法分析程序的构造用A L E x 构造A T L A s 词法分析程序，首先要分析A 1 1 A s的各类单词，然后用L E x 语言写出各类单词的正规表达式，以及相应的执行动作。f 1)A，I L A s 程序的单词分析根据A 1 r I A s 单词在句子中所起作用的不同，可将它们大致分为以下五类：关键字、标识符、字面量、语句标号、特殊字符。另外，在A T L A s 源程序中有三种注释：以大写字母B 开头以$结束的注释、以大写字母c 开头以$结束的注释、m e s s a g e t e x t 注释。在词法分析中，应把注释直接略过，不予以分析。A 7 I I A s 词法分析程序的输出为单词的内部编码。对于标识符、字面量、特殊符号，可直接给其内部编码。在A L E x 源程序的(多_ 自接_ 邮局订阅号：8 2 9 4 63 6 0 元，年一2 4 5 万方数据软件时空中文核心期刊(管控一体化)2 0 0 8 年第2 4 卷第6-3 期一般定义部分，它们的内码定义如下：f s t a t n o n a g=1；#d e f i n eI D E N 7 兀F I E Rl，标识符i f m o l a r s=删糊e f i n es T R I N G2，字符串常量I州胡眦B C O N S T3，二进制常数d o l a 娼=1；A 7 I I A s 关键字具体可分为与信号相关和与信号无关的关键字两类。前者是A A s 语言所特有的，包括动词、名词、名词修饰词、量纲、引脚描述符。后者主要包括结构控制类单词、语言定义类单词、函数描述类单词、算术比较类单词。对于与信号无关的关键字以及A T L A s 动词和引脚描述符，由于其数量有限，可以直接给出它们的内码。为了满足A A s针对不同的测试领域，需不断扩展名词、名词修饰词的要求，若将它们直接固定在A A s 词法分析器中，会带来分析器效率低下、关键字难以扩充的问题。为此，针对名词和名词修饰词，在进行A T L A s 词法分析时，可为之构造专门的符号表。其结如下：s t r u c tK e y w o r d s c h a r k e v w o r d：侗形l o n gv a l u e；，内码值)以A 7 I L A s 名词为例。应用该结构构造的符号表如下：s t m c tK e)哪o r d sN o u n 眺口=A CS I G N A L”，1 0 0 ，”D CS I G N A L”，1 0 1l，V O L T A G E”，1 0 2l，)(2)A L E x 源程序A I J E x 源程序由三部分构成：定义部分、识别规则部分及辅助函数部分。识别规则部分是A L E x 源程序的核心，主要是根据A，1 1 A S 语言各类单词的构词形式，写出各自的正规定义以及识别出来后应执行的相应动作代码。由于篇幅限制，下面只列出部分单词的识别规则：标识符规则：I E E Es t d7 1 6 1 9 8 9 标准规定，A A s 标识符是由单引号括起来的字符串。其识别规则如下：I E E Es t d7 1 6 1 9 8 9 标准规定，A 1 I A s 标识符是由单引号括起来的字符串。其识别规则如下：(口木 l e t t e r)I d i g i t I”=”+”l f t I I f t#”|”I”&”I I：”；”I”I”?”I ”I ”|【I|】”I+”|I!”I”I I I 一”I”一”I”，”l、I I)+口4、r e t u mI D E N r I I F I E R；关键字规则：直接将关键字列出，后面跟处理动作。如：”A P P L Y”r e t u mA P P L Y C O N；其中A P P L Y 为A T L A s 动词关键字，A P P L Y _ C O N 是要返回的单词符号，它是在定义部分预定义的常量。注释识别规则：以大写字母C 开头、$结尾的注释语句识别规则为例，如下：”$”(口)I 卜】I 词)+c r$】削$”lc h a r 木p=y y t e x t；w h i l e P p r=、0 7)i f(木p=7 n 7)y y p o s+；p+；y y t e x t【l】-、0；r；e t u m(7$)；Jl其中的动作含义是：当某个单词与此规则匹配时，首先查看这条语句的前一条语句是否为注释语句，若不是，则规则中的第一个$是前一条语句的结束符，返回$的内码值；否则表示它是前一条注释语句的结束符不需返回。另外还要统计出其中的回车换行的个数，以便计算当前的行号，供错误定位时使用。3 2A T L A s 词法分析程序的实现把编辑好的A L E x 源程序a t l a s 1 在P a 瑙e rG e n e r a t o r 下进行编译，选择目标语言为c+，会生成a d a s h 和a n a s c p p 文件，这就是A T L A s 词法分析器的源代码文件。利用L i b B u i l d e r 功能，可方便地构建A r l l A s 词法分析程序库文件，以方便编译器中其他模块的调用。其中a t l a s c p p 包含识别各类单词的D F A(由A L E x 根据各类单词的正则式构造而成)和该D F A 的驱动总控程序y y l e x O。3 3 利用生成的A I L A S 词法分析器进行词法分析以一条A T L A sM E A s u R E 语句为例说明词法分析过程。M E A S U R E，0 L T A G EI N T 0 S T O R E 7)，D CS I G N A L V O L T A G EM A X5 0 0 V C N XH IJ 1L 0J 2$上面这条语句的功能是测量被测对象(u u T)管脚J l 和J 2之间的直流信号电压值并将测量结果存人十进制实数(D E c I M A L)类型的变量s T O R E 中。识别这些单词的翻译规则如下：”M E A s u R E”r e t u mM E A s u R E-C O N；，_ 识别动词关键字M E A S U R E”v 0 L T A G E”r e t u mV O L T A G E-C O N；，识别名词关键字V O L T A G E”I N T O”r e t u mI N T 0-c 0 N；，识别关键字I N T 0”D Cs I G N A L”r e t u m D cs I G N A L c O N；帜另0 名词关键字D CS I G N A L”M A x”r e t u mM A x c O N；识别关键字M A x”V”陀t I l mV c 0 N；膨 别量纲V”C N x”r e t u mC N X C O N；，识别连接C N X”H I”阳t u mH I-C O N；膨 别连接标识符H I”L o f-r e t u mL 0 一C O N；肌只别连接标识符L 0、7(A z】I 口I+”I I t 一”|”+”|，”I I l#”l I”I I-：”I I I 一”)+(【A z】I【0 9】l 口I+”I I 一”I”利”I f 撑”卜”|t t：”|一”)+7r e t 唧I D E N T I F I E R l，识另0 标识符 d i 出+r e t u mI N T E G E R-C O N；巩只别十进制整形常数”，”r e t u mc 0 M M A；肌只别界符逗号常r e t 啪D O L L A 王I；胞艮男螺辨撇符$上述各翻译规则经A L E x 系统编以后，会产生对应各类单词正规式的D F A，总控程序的控制下，依次识别出各个单词，并执行相应动作返回其内部编码。4 结束语A T I A s 的定义及其庞大，仅名词和名词修饰语的组合就达上千种。且为了满足不同领域的测试需求，它一直处于扩展中。丌转第2 2 9 页)一2 4 6 3 6 帕元，年邮局订阅号：8 2 9 4 6 万方数据愿爵琵琵砺丽醣酮软件时空变换；(6)分析f f l 波分解的小波系数；(7)曲波逆变换。m i n i m u mt o t a lV a r i a t i o ns y n t h e s i s：a p p l i c a t i o n st oe d g e p r e s e r v i n g2 基于曲波变换的图像融合算法边缘和纹理汇集了图像中的主要信息，而曲波变换能够对边缘和纹理有较强的表达能力，因此，我们考虑对图像分解后，将两幅图像中较大的曲波系数作为新图像的系数，来进行图像融合。步骤如下：(1)先对两幅源图像进行曲波分解，得到两幅图像的陆波系数c、c：；(2)c。、c：中的每一个子矩阵进行比较，取较大的值作为新图像的对应曲波系数矩阵组c 的子矩阵的系数；(3)对新图像曲波系数c 做逆变换，得到融合图像。3 实验及结果笔者使用M a t l a b 提供的c a t l l e 图像进行了融合实验，分别采用了曲波变换、小波变换、平均值、拉普拉斯金子塔方法，对图像进行了试验。分别采用熵、均值、标准偏差、空间频率等四个客观指标来评价融合效果，结果如表1 所示。图像如【盆Jl 所示。图l 融合结果对比从结果我们可以看出来，曲波变换在本次图像融合中，熵的增加值和略高于小波方法，优于平均值和拉普拉斯金字塔方法，在图像均值增加上，尤其明显，这也与曲波系数较好的表达了图像的边缘有关系，初步显示了曲波变换在图像融合上具有良好的前景。表格1 融合效果评价方法熵均值标准偏差卒问频率曲波变换7 3 81 0 3 8 l7 53 61 4 0 9小波变换7 3 79 7 1 77 4 4 l1 4 4 1平均值7 3 49 7 3 I7 2 4 41 2 6拉普拉斯7 3 39 7 7 l7 6 3 21 4 4 34 结论通过曲波变换实现图像融合，并同其它常规融合方法进行了对比，发现曲波变换比小波及其它方法在图像融合上具有更大潜力，以后工作的重点将放在曲波分解系数如何处理以及自适应曲波变换图像融合上。本文的创新点：尝试使用曲波变换实现图像融合，对曲波分解系数，采用了取最大值的方法得到融合图像的系数，初步证明了曲波变换在图像融合上有超越小波变换的潜力。参考文献：【l】李春梅，王汝霖，李淑霞等基于邻域平均梯度的小波图像融合微计算机信息，2 0 0 6 2 2，1 2 3：3 0 6 3 0 7 2 V e a n L u cS t a r c k，E m m a n u e lJ C a n d 色s，a n dD a v i dL D o n o h o 7 n l eC u r v e l e tT r a n s f o 珊f 斫I m a g eD e n o i s i n g I E E ET R A N S A C T 1 0 N S0 NI M A G EP R O C E S S I N G，V O L 11，N O 6，J U N E2 0 0 2【3 怔m m a n u e lJ C a n d 爸sa J l dD a v i dLD o n o h 0 C u r v e l e t sa n dC u r v i l i n e a rI n t e 肿l&J o u m a lo f A p p r o x i 脚t i o nn e o r y1 1 3，5 9 9 0(2 0 0 1)4 1 E m m a n u e lJ C a n 如s，n a n c kG u o N e wm u l t i s c a l et m n 8 f o 硼s，i m a g er e c o n s t m c t i o n S i 舯a lP m c e s s i n g8 2(2 0 0 2)1 5 1 9 一1 5 4 3 作者简介：满旺(1 9 7 9 一)，男，汉族，山东人，2 0 0 5 年获得硕士学位，现为矿业大学d E 京)博士生，研究兴趣为：遥感图像处理、数据融合、软件工程；张杰林(1 9 7 0 一)，男，汉族，河北人，博士，高级工程师，研究方向：高光谱遥感，数据挖掘。B i o g r a p h y：MA Nw a n g(1 9 7 9 一细a l 乌r e c e i v e dt h em 舾t e rd e g r e ei ne a r t hd e t e c t i o na n di n f 0 肌a t i o nt e c h n o l o g yf 南mC U M T B(C h i n aU l l i-v e r s i t yo fM i n i n g&T e c h n 0 1 0 9 y(B e i j i n 劫i n2 0 0 5 S i n c e2 0 0 5，h eh 船b e e nad o c t o rc a n d i d a t ea tt h eC U M T B H i sr e s e a r c hi n t e r e s t sr e _一V o l v ea m u n dp a t t e mr e c o 印1 t l o n 印p I l e dt or e m o t e _ s e n s l n gl m a g e s(c h a n g ed e t e c t i o l l c l 踮8 i f i c a t i o 玛a n dd a t af u 8 i o n)a n ds o f t w a r ee n 舀-n e e r i n g(1 0 8 3 资源与安全工程学院中国矿业大学)满旺郑海龙冯占科(1 0 帅2 9 北京遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室，核工业北京地质研究院)张杰林通讯地址：(1 0 8 3 北京市海淀区学院路丁1 1 号中国矿业大学北京资源与安全工程学院博士0 5 2 班)满旺(收稿H 期：2 0 0 8 4 2 0)(修稿日期：2 0 0 8 6 0 5)(上接第2 4 6 页)采用高级语言手工编写A T L A s 词法分析程序，结构复杂，如果要增加新的名词或修饰词，整个编译程序都需要改动，极易出错。本文作者创新点：深入分析了A L E x 的特点，用其设计并实现了基于w i n d o w s 操作系统的AT L J A s 词法分析器。该词法分析器能满足A T L A s 不断扩展的需求，若需增加新的名词或者修饰语，只要在A L E x 源程序中正确地写出该单词的正规式，以及识别后的动作即可。与过去采用F L E x 的方式相比，该方法简单易行，生成的词法分析模块很容易实现与A T L A s 编译器其中其他模块的集成。参考文献：1】程嗣怡，肖明清，郑鑫未来军用测试系统的发展前景【J】微计算机信息，2 0 0 5 4，1：1 7 0 一1 7 3 2 I E E ES t d 7 1 6 1 9 9 5 I E E ES t 锄d a I dT e s tI 丑n g I l a g ef o rA uS y s t e m(C A T L A S)【3】郭德贵A，I I A s 语言的词法、语法、语义分析及其实现技术吉林大学硕士学位论文，2 0 0 3 4】孙悦红编译原理及实现 M】清华大学出版社，2 0 0 5 5】J o h nRL e v i n e，T o n yM 鹊o n(美)k x 与Y a c c(第二版)【M】北京：机械工业出版社。2 0 0 3 作者简介：孔祥芝(1 9 8 3-)，女(、汉族)，山东菏泽人，海军航空工程学院在读硕士研究生。研究方向：自动测试、计算机应用；王昌金(1 9 6 6 一)，男(汉族)，湖南临湘人，教授，硕士生导师。主要从事火力指挥与控制、计算机测量与控制的研究；刘鹏(1 9 8 2 一)，男(汉族)，江苏南通人。海军航空工程学院在读硕士研究生。研究方向为计算机应用。B i o g r a p h y：K O N GX i a n g z h i(1 9 8 3 一)，f e m a l e(H a n)，S h a n d o n gp r o v i n c e，i sn o wp u r s i n gh e rm 船t e rsd e g r e ei nN a v a lA e m n a u t i c a lE n g i n e e r i n gA c a d e m y H e rc u n-e n tf e s e a r c ha r e a I t h ea u t o m a t i ct e s ta n dc o m p u t e ra p p l i c a“o n(2“1 山东烟台海军航空工程学院)孔祥芝王昌金刘鹏通讯地址：(2“l 山东省烟台市海军航空工程学院研究生=队)孔祥芝(收稿日期：2 0 0 8 4 0 5)(修稿日期：2 0 0 8 5 2 5)蛋自控一邮局订阅号：8 2 9 4 63 6 0 元，年一2 2 9 万方数据基于ALEX的ATLAS词法分析器设计与实现基于ALEX的ATLAS词法分析器设计与实现作者：孔祥芝，王昌金，刘鹏，KONG Xiang-zhi，WANG Chang-jin，LIU Peng作者单位：烟台,海军航空工程学院,山东,264001刊名：微计算机信息英文刊名：CONTROL&AUTOMATION年，卷(期)：2008,24(18)参考文献(5条)参考文献(5条)1.John R Levine;美Tony Mason Lex与Yacc 20032.孙悦红 编译原理及实现 20053.郭德贵 A,TLAS语言的词法、语法、语义分析及其实现技术学位论文 20034.IEEE Std716-1995.IEEE Standard Test Language for All System(C/ATLAS)5.程嗣怡;肖明清;郑鑫 未来军用测试系统的发展前景期刊论文-微计算机信息 2005(01)本文链接：http:/