2022年编译原理课程设计WHILE循环语句的翻译程序设计 .pdf
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1、学号:课 程 设 计题目WHILE 循环语句的翻译程序设计(递归下降法、输出四元式)学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级计算机班姓名指导教师2012 年1 月6 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书1 目录1问题描述 . 31.1 问题描述 . . 31.2 主要任务 . . 31.3 测试数据 . . 32 文法及属性文法的描述. 32.1 文法的描述 . 32.2 w
2、hile-do循环语句的文法 . 42.3 递归文法的优化 . 42.4 属性文法的描述 . 53语法分析方法描述. 63.1 程序设计对文法的要求. 63.2 语法分析的思想 . 73.3 递归下降文法实现原理. 73.4 中间代码形式 . 84 简要的分析与概要设计. 841 全局程序的概要设计 . 84.2 词法分析 . . 94.3 递归下降翻译器的设计. 94.4 语法制导翻译 . 105 详细的算法描述. 105.1 算法描述 . . 105.2 运行结果 . . 146. 研制报告(研制过程,本设计的评价、特点、不足、收获与体会等). 156.1 研制过程 . . 156.2 本
3、设计的评价、特点 . 166.3 感受和体会 . 166.4 对程序改进的想法 . 17名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书2 课程设计任务书学生姓名:专业班级:计算机班指导教师:工作单位:计算机科学与技术学院题目: WHILE 循环语句的翻译程序设计(递归下降法、输出四元式)初始条件:理论:学完编译课程,掌握一种计算机高级语言的使用。实践:计算机实验室提供计算机及软件环境。如果自
4、己有计算机可以在其上进行设计。要求完成的主要任务 :(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)(1) 写出符合给定的语法分析方法的文法及属性文法。(2) 完成题目要求的中间代码四元式的描述。(3) 写出给定的语法分析方法的思想,完成语法分析和语义分析程序设计。(4) 编制好分析程序后,设计若干用例,上机测试并通过所设计的分析程序。(5) 设计报告格式按附件要求书写。课程设计报告书正文的内容应包括:1 系统描述(问题域描述) ;2 文法及属性文法的描述;3 语法分析方法描述及语法分析表设计;4 按给定的题目给出中间代码形式的描述及中间代码序列的结构设计;5 编译系统的概要设计;
5、6 详细的算法描述(流程图或伪代码) ;7 软件的测试方法和测试结果;8 研制报告(研制过程,本设计的评价、特点、不足、收获与体会等);9 参考文献(按公开发表的规范书写) 。时间安排:设计安排一周:周1、周 2:完成系统分析及设计。周 3、周 4:完成程序调试及测试。周 5:撰写课程设计报告。设计验收安排:设计周的星期五第1 节课开始到实验室进行上机验收。设计报告书收取时间:设计周的次周星期一上午10 点。指导教师签名: 2012年 1 月 6 日系主任(或责任教师)签名: 2012年 1 月 6 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
6、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书3 课程设计报告书1问题描述1.1 问题描述设计一个 WHILE 布尔表达式 DO 赋值语句循环语句的词法语法及语义分析程序,语法分析选择递归下降法,采用用语法制导翻译输出中间代码四元式。1.2 主要任务通过设计、编制、调试一个WHILE 循环语句的语法及语义分析程序,加深对语法及语义分析原理的理解,并实现词法分析程序对单词序列的词法检查和分析。首先写出一个能识别while 循环语句的文法,通过消除左递归使它符合LL(1) 即递归下降法
7、的要求,然后按照这个文法编写一个集词法分析,语法分析和语义分析为一体的程序,该程序首先可以检查输入语句是否符合词法要求,若符合则继续识别输入的语句是否符合 while 语句的文法,若符合则进行语义分析,输出用四地址代码表示的中间代码。1.3 测试数据编写好源代码后,进行调试,主要调试数据有:新建一个文本,输入一个while 循环语句的内容,保存;打开该文件,进行词法、语法的分析,给出分析结果。2 文法及属性文法的描述2.1 文法的描述用扩充巴科斯 - 瑙尔范式( EBNF )给出的 while 循环语句的文法描述,如下: := while () do := := | = | = 名师资料总结
8、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书4 := + | - | := * | / | :=() | | :=;2.2 while-do循环语句的文法产生式为 S- while E do A,为便于语法制导翻译将其改写如下:文法 G(s)如下:S-WEDG (意思是 while E do G)G-c=R R-dTe|d T-+|-|*|/ E-aFb F- |=| while (A) do B 2.
9、A - CDC 3.D - | = | = | C+E | C-E | E 5.E - E*F | E/F | E 6.F - (C) | i | n因为此 while 循环语句的翻译程序设计用的是递归下降法,而递归下降法对文法的要求是文法要满足是LL(1)文法,故文法中不能包含左递归,对上述的文法进行消除左递归之后,得到如下的递归文法: 1.S-while (A) do B 2.A-CDC 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - -
10、 - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书5 3.D- | = | = | EG 5.G-+EG | -EG | 6.E-FH 7.H-*FH | / FH | 8.F-(C) | i | n 9.B-i=C;2.4 属性文法的描述(1) 、任一非终结符 B都不是左递归的,否则会产生死循环。(2) 、对 A的任意两个右部 i , j , 有:first(i) first(j)= , First(i) 表i 所能导出串的第一个符号的集合。显然,每个i 的 first(i) 是互不相同的,否则则无法判断应执行哪个( i ) 。产生式语义规则S-while (A) do B S.first:=
11、newtemp; S.second:=newtemp; A.true:=newtemp; emit(A.false:=S.second; S1.second:=S.first; S.place:=(S.begin, :) | B.place |printf(S.true, :) |S1.place | printf( goto ,S.begin) | printf(B.false, : ) | printf(goto Lnext);) A-CDC A.place:=newpemt; emit(A.place:=C1.place D.place C2.place) .D- D.place:=ne
12、wtemp ; Emit(D.Place:=) .D- D.place:=newtemp ; Emit(D.Place:= = D.place:=newtemp ; Emit(D.Place:=) .D- = D.place:=newtemp ; Emit(D.Place:=) .D- = D.place:=newtemp ; Emit(D.Place:=EG C.Place:=newtemp; Emit(C.Place:=E.Place G .place) G-+EG G.Place:=newtemp; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
13、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书6 Emit(G1.Place:=+E.Place G2.place) G-EG G.Place:=newtemp; Emit(G1.Place:=-E.Place G2.place) G-G.Place:=newtemp; Emit(G.Place:= H-*FH H.Place:=newtemp; Emit(H1.Place:=*F.Place H2.place) H- / FH H.Place:=newtemp; Emit(H
14、1.Place:=+F.Place H2.place) H-G.Place:=newtemp; Emit(H1.Place:=+E.Place H2.place) F-(C) F.Place:=C.Place B-i=C; p:=lookup(i.name) If p!=nil then Emit(p:=C.Place Else error) 3语法分析方法描述3.1 程序设计对文法的要求递归下降法是一种比较简单直观,易于构造的语法分析方法。他要求文法满足LL(1)文法,他的设计思想是对应文法中每个非终结符编写一个递归过程,每个过程的功能是识别由该非终结符推出的单词(或串),当某非终结符的产生
15、式有多个候选时,能够按LL(1)形式可唯一地确定选择某个候选进行推导。它的优点是简单直观,易于构造,很多编译系统所实现缺点是对文法要求很高,由于递归调用多,影响分析器的效率其文法可以表示为 : ETE+T TFT*F Fi(E)可以用语法图来表示语言的文法,如图:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书7 E T F 3.2 语法分析的思想递 归 下 降 程 序 是 由 一 组 子 程
16、 序 组 成 , 每 个 子 程 序 对 应 于 一 个 非 终 结(S,A,B,C,D,E,F,G,H)。每个子程序处理相应句型中相对于此非终结符号的产生式。在定义文法时,是递归定义的,所以这些子程序也是递归的。当一个子程序调用另一个子程序时,原子程序顺序执行语句,即总是先执行被调用的子程序,然后再执行后继的程序。程序中 9 个子程序,其中 S 是开始符号,也是递归下降分析的入口,通过调用词法分析器进行单词分析,并通过word=l.Yufa_Queue.front()来得到当前所分析到的单词,然后在递归语法分析中根据这个单词分析下一步要执行的子程序。其中要注意的是,当子程序G()和 H()
17、中出现匹配的是空字符串时,不做单词处理,该所取得的单词,应该为下一个匹配产生做准备。3.3 递归下降文法实现原理设 A是一个非终结符: A1 A2An则写(A) if char first(1 ) then(1 )else if charfirst(2 ) then ( 2 )else T T + F F *E i ( ) E 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 19 页 - - - - - - - - - 武汉理工大学编译原理课程设计说明书8 if char
18、first(n ) then ( n)else ERROR 其中( i) 表示调用处理符号串 i 的子程序。对 A的任一右部 i 设为:i = y1 y2 yn 则定义 ( i) begin (y1); (y2); ; (yn) end 其中 yj 可分为下列两种情况( j=1, ,n): 1) yjVT,则( yj) if char yj then ERROR else READ(char) 2) yjVN,则(yj) 表示调用关于 yj 的递归子程序。3.4 中间代码形式中间代码采用四元式输出,一个四元式是一个带有四个域的记录结构,这四个域分别称为 oparg1arg2 及 result
19、。域 op 包含一个代表运算符的内部码。语句while ab do a=a+b的四元式输出形式如下: 100( , a , b , 102 ) 101 ( j , _ , _ , 105 ) 102 ( + , a , b , n ) 103 ( = , n , _ , a ) 104 ( j , _ , _ , 100) 105 4 简要的分析与概要设计41 全局程序的概要设计递归下降分析技术就是通过对每个非终结符编写一个子程序来实现它的操作,然后通过递归的调用来实现对输入字符串的分析,这其中还包括对输入字符串的词法分析。在词法分析的时,得到的字符单词要和关键字比较,看是否是关键字,根据比较
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