编译原理课程实验语义分析.doc

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1、编译原理课程实验报告班 级：软件51学 号：05161005姓 名：曹建兵提交日期：2009年3月17日联系方式：13488101375一、实验内容：实现一个程序设计语言子集的编译系统。包括：词法分析，语法分析，语义分析，符号表，出错处理等语言成分：（1） 数据类型：整型，布尔型；（2） 简单变量；（3） 算术表达式（+，）；（4） 布尔表达式（，）；（5） 语句：（6） 赋值语句；（7） 分支语句（if-then， if-then-else）；（8） 循环语句（while）；（9） 定义语句等。输入方式：文本文件（如： .txt）；二、实验过程：1. 程序设计语言的形式化描述语法分析：S-V

2、; | If B then V; | If B then V else V; | while B do V; | int i;| bool i;(不考虑直接表达式形式)B-（B）F | i F(由于要求只有布尔型常量或变量)F- B | B；V-i := E(赋值语句，这里i 只能是变量)E-iT | (E)(表达式语句)T-*E | +E | （表达式中间状态）2. 单词种别定义单词符号种别编号Program1True2false3bool4int5If6Then7Else8Do9While10标识符11常量12+13-14(15)16=171819;20:21:=22,23*2425262

3、728293. 语法分析程序：package compiler;import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;public class GrammarAnalysis private String SYM ;private ArrayList result ;private HashMap reverse ;private int current = 0 ;private int row = 1 ;private int number = 1 ;private boolean flag = true ;private int count

4、=0;private int NXQ=1;private ArrayList output;private int totalVar=0;private HashMap var; private boolean t=true;public GrammarAnalysis(ArrayList al)result = new ArrayList();reverse = new HashMap();int i;for(i=0;ial.size();i+)if(al.get(i).getType()=0) break;if(i=al.size()result=al;else result=null;v

5、ar=new HashMap();output=new ArrayList();output.add(new SiYuanShi(0,-,-,-,0);/reverse.put(1,program);/reverse.put(2,begin);/reverse.put(3,end);/reverse.put(4,var);reverse.put(2,true);reverse.put(3,false);reverse.put(4,bool);reverse.put(5,int);reverse.put(6,if);reverse.put(7,then);reverse.put(8,else);

6、reverse.put(9,do);reverse.put(10,while);reverse.put(11, identifier); /标识符reverse.put(12, constants); /常量reverse.put(13,+);/reverse.put(14,-);reverse.put(15,();reverse.put(16,);reverse.put(17,=);reverse.put(18,);reverse.put(19,);reverse.put(20,;);reverse.put(21,:);reverse.put(22,:=);reverse.put(23,);

7、/reverse.put(24, /);reverse.put(24, *);reverse.put(25, );reverse.put(26, );reverse.put(27,);reverse.put(28,);reverse.put(29,);if(result!=null)ADVANCE();public void run()if(result!=null)while(currentresult.size()if(flag)P();else break;if(t)System.out.println(生成四元式如下：);for(int i=1;ioutput.size();i+)Sy

8、stem.out.println(output.get(i).toString();System.out.println(符号表如下：);System.out.println(var.toString();/*结果输出*/else System.out.println(请先除去未定义符号);private int newTemp()count+;return count;private int entry(String i)return 0;private void gen(String op,String arg1 ,String arg2 ,String result)SiYuanShi

9、a=new SiYuanShi(NXQ,op,arg1,arg2,result);/System.out.println(a.toString();output.add(a);NXQ+;private void ADVANCE()if(currentresult.size()SYM = reverse.get(result.get(current).getType();current + ;number + ;private int merge(int p1,int p2)tryint i=p2;if(p1!=0&p2!=0)while(Integer.parseInt(output.get(

10、i).getResult()!=0)i=Integer.parseInt(output.get(i).getResult();output.get(i).setResult(Integer.toString(p1);return p2;catch(Exception e)System.out.println(Error1);return p2;private void backpatch(int p,int m)tryint i=p;int t=0;if(p!=0)while(Integer.parseInt(output.get(i).getResult()!=0)t=Integer.par

11、seInt(output.get(i).getResult();output.get(i).setResult(Integer.toString(m);i=t;output.get(i).setResult(Integer.toString(m);catch(Exception e)System.out.println(Error2);private void ERROR(int i)t&=false;flag = flag & false ;System.out.println(判断句子以分号为标准。);System.out.print(错误位于第+row+句，第+number+个单词上。)

12、;switch(i)case 0 : System.out.println(语法错：缺少分号);break;case 1 : System.out.println(语法错：else关键字错误。);break;case 2 : System.out.println(语法错：then关键字缺失。);break;case 3 : System.out.println(语法错：限定非符号之后只能跟随左括号。);break;/case 3 : System.out.println(语法错：While-do 循环语句未结束。);break;case 4 : System.out.println(语法错：d

13、o关键字缺失。);break;case 5 : System.out.println(语法错：非法定义非变量);break;case 6 : System.out.println(语法错：非正常语句开头。);break;case 7 : System.out.println(语法错：赋值符号缺失。);break;case 8 : System.out.println(语法错：格式错误。);break;case 9 : System.out.println(语法错：丢失右括号。);break;case 10 : System.out.println(语法错：表达式格式错误。);break;cas

14、e 11 : System.out.println(语法错：丢失右大括号。);break;case 12 : System.out.println(语义错：变量+result.get(current-1).getValue()+未定义。);break;case 13 : System.out.println(语义错：变量+result.get(current-1).getValue()+重定义。);break;case 14 : System.out.println(语义错：变量+result.get(current-1).getValue()+类型错误。);break;if(!;.equal

15、s(SYM)while( currentBB*/else if(.equals(SYM)ADVANCE();Word r=or(truelist,falselist);truelist=r.getType();falselist=Integer.parseInt(r.getValue();/*B-BB*/else if(.equals(SYM)|iRi*/if(.equals(SYM)ADVANCE();Word r=and(truelist,falselist);truelist=r.getType();falselist=Integer.parseInt(r.getValue();/*B-

16、BB*/else if(.equals(SYM)ADVANCE();Word r=or(truelist,falselist);truelist=r.getType();falselist=Integer.parseInt(r.getValue();/*B-BB*/else ERROR(8);/*比较符号后跟随非变量或常量*/else ERROR(14);else ERROR(12);return new Word(truelist,Integer.toString(falselist);else if(constants.equals(SYM)String arg1=result.get(c

17、urrent-1).getValue();ADVANCE();if(.equals(SYM)|BB*/else if(.equals(SYM)ADVANCE();Word r=or(truelist,falselist);truelist=r.getType();falselist=Integer.parseInt(r.getValue();/*B-BB*/return new Word(truelist,Integer.toString(falselist);else ERROR(8);else if(.equals(SYM)ADVANCE();/*非之后必须用括号将求非部分括起来*/if(

18、.equals(SYM)ADVANCE();Word r=B();truelist=Integer.parseInt(r.getValue();falselist=r.getType();if().equals(SYM)ADVANCE();if(.equals(SYM)ADVANCE();Word r2=and(truelist,falselist);truelist=r2.getType();falselist=Integer.parseInt(r2.getValue();/*B-BB*/else if(.equals(SYM)ADVANCE();Word r2=or(truelist,fa

19、lselist);truelist=r2.getType();falselist=Integer.parseInt(r2.getValue();/*B-BB*/return new Word(truelist,Integer.toString(falselist);else ERROR(9);else ERROR(3);/*限定非符号之后只能跟随左括号*/else if(true.equals(SYM)|false.equals(SYM) ADVANCE();elseERROR(6);return new Word(0,0);private int Q()if(flag)if(identifi

20、er.equals(SYM)if(var.get(result.get(current-1).getValue()!=null)if(var.get(result.get(current-1).getValue()!=int) ERROR(14);String v=result.get(current-1).getValue();ADVANCE();if(:=.equals(SYM)ADVANCE();gen(:=,E(),-,v);return NXQ;elseERROR(7);elseERROR(12);else ERROR(8);return 0;/*赋值语句判断*/private St

21、ring E()String value=;if(identifier.equals(SYM)if(var.get(result.get(current-1).getValue()!=null)if(var.get(result.get(current-1).getValue()!=int) ERROR(14);value=result.get(current-1).getValue();ADVANCE();value=T(value);else ERROR(12);else if(constants.equals(SYM)value=result.get(current-1).getValu

22、e();ADVANCE();value=T(value);elseif(.equals(SYM)ADVANCE();E();if().equals(SYM)ADVANCE();else ERROR(9);else ERROR(10);return value;private String T(String value)String n=T+newTemp();if(+.equals(SYM)|*.equals(SYM)String o=SYM;ADVANCE();String v2=E();gen(o,value,v2,n);else n=value;count-;return n;注：此程序

23、由原先的语法分析程序改写，由于用递归向下的算法且实验要求的语言成分较为简单，可以直接判断句型，故可以直接编写相应的语义分析。测试类如下：package compiler;import java.util.ArrayList;public class test public static void main(String args)ArrayList m ;WordAnalysis w=new WordAnalysis();w.analysis(d:/input.txt);w.output(d:/output.txt);m=w.getResult();GrammarAnalysis g=new

24、GrammarAnalysis(m);g.run();4. 关键算法解释：依据之前的语法分析结果，对各个语句类别做判断。首先可以得到赋值语句的FIRST只有i，分支语句 FIRST 为 if，循环语句 FIRST 为 while。由此可以得到各个语句的入口。由于赋值语句的FOLLOW 等同于表达式的 FOLLOW 为 else及分号，故此可以作为返回判断语句正确与否的标准。布尔语句的 FOLLOW 为 then及do。而其余语句的FOLLOW 均为分号。至此，可以准确的将各个语句区别开来，并分析语句是否正确。用一个ArrayList来存储将要产生的四元式序列，NXQ是将要产生的下个四元式的编号。Gen（）函数依据传入的参数生成对应