编译原理实验报告三.docx

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1、实验三 语义分析程序实现一、实验目的与要求在实现词法、语法分析程序的基础上，编写相应的语义子程序，进行语义处理，加深对语法制导翻译原理的理解，进一步掌握将语法分析所识别的语法范畴变换为某种中间代码（四元式）的语义分析方法，并完成相关语义分析器的代码开发。二、一般实现方法语法制导翻译模式是在语法分析的基础上，增加语义操作来实现的，实际上是对前后文无关文法的一种扩展。一般而言，首先需要根据进行的语义分析工作，完成对给定文法的必要拆分和语义动作的编写，从而为每一个产生式都配备相应的语义子程序，以便在进行语法分析的同时进行语义解释。即在语法分析过程中，每当用一个产生式进行推导或归约时，语法分析程序除执

2、行相应的语法分析动作之外，还要调用相应的语义子程序，以便完成生成中间代码、查填有关表格、检查并报告源程序中的语义错误等工作。每个语义子程序需指明相应产生式中各个符号的具体含义，并规定使用该产生式进行分析时所应采取的语义动作。这样，语法制导翻译程序在对源程序从左到右进行的一遍扫描中，既完成语法分析任务，又完成语义分析和中间代码生成方面的工作。本实验要求从编译器的整体设计出发，重点通过对实验二中语法分析程序的扩展，完成一个编译器前端程序的编写、调试和测试工作，形成一个将源程序翻译为中间代码序列的编译系统。三、实验内容基本实验题目：对文法G2中的产生式添加语义处理子程序，完成运算对象是简单变量（标识

3、符）和无符号数的四则运算的计值处理，将输入的四则运算转换为四元式形式的中间代码。输入：包含测试用例（由标识符、无符号数和+、*、/、(、)构成的算术表达式）的源程序文件。输出：将源程序转换为中间代码形式表示，并将中间代码序列输出到文件中。若源程序中有错误，应指出错误信息。五、源程序# include # include # include # include # include # define UNKNOWN -1# define LB 0# define RB 1# define PL 2# define MI 3# define MU 4# define DI 5# define UCO

4、N 6 /Suppose the class number of unsigned constant is 7# define OVER # define LT 8# define LE 9# define EQ 10# define NE 11# define GT 12# define GE 13# define IS 19/14至18被五个关键字占用# define ID 20#define MAX_KEY_NUMBER 20 /*关键字的数量*/#define KEY_WORD_END waiting for your expanding /*关键字结束标记*/char *KeyWor

5、dTableMAX_KEY_NUMBER=begin,end, if, then, else, KEY_WORD_END;char TOKEN20=;/存储已扫描的单词char ch= ;/用于存储带判断的字符int row=1;/无符号数部分#define DIGIT 1#define POINT 2#define OTHER 3#define POWER 4#define PLUS 5#define MINUS 6#define ClassOther 200#define EndState -1int index=0;int w,n,p,e,d;int Class; /Used to in

6、dicate class of the wordint ICON;float FCON;static int CurrentState; /Used to present current state, the initial value:0/语法分析部分/产生式/ 1、E-E+T 2、E-E-T 3、E-T 4、T-T*F 5、T-T/F 6、T-F 7、F-(E) 8、F-i# define SMAX 256/goto表的列项# define E 0# define T 1# define F 2int StateStackSMAX;/状态栈int StackPoint;/状态栈指针int

7、TopState;/作为状态栈盏栈顶指针int InputWordType;/输入的单词类型/ ( ) + - * / i #char Action1684=s4, , , , , , s5, , , , s6, s7, , , , A, , r3, r3, r3, s8, s9, , r3, , r6, r6, r6, r6, r6, , r6, s4, , , , , , s5, , , r8, r8, r8, r8, r8, , r8, s4, , , , , , s5, , s4, , , , , , s5, , s4, , , , , , s5, , s4, , , , , , s5

8、, , , s15, s6, s7, , , , , , r1, r1, r1, s8, s9, , r1, , r2, r2, r2, s8, s9, , r2, , r4, r4, r4, r4, r4, , r4, , r5, r5, r5, r5, r5, , r5, , r7, r7, r7, r7, r7, , r7,;/action表/ E T Fint Goto163= 1, 2, 3,-1, -1, -1,-1, -1, -1,-1, -1, -1,10, 2, 3,-1, -1, -1,-1, 11, 3,-1, 12, 3,-1, -1, 13,-1, -1, 14,-1

9、, -1, -1,-1, -1, -1,-1, -1, -1,-1, -1, -1,-1, -1, -1,-1, -1, -1,;/goto表/语义分析部分#define PMAX 5/define 后面不加括号，定义产生式符号属性字符串的长度int NXQ=0; /*全局变量NXQ用于指示所要产生的下一个四元式的编号*/int NXTemp=1;/整型变量NXTemp指示临时变量的编号int SentenceCount=1;/存放文件中句子的个数struct QUATERNION /*四元式表的结构*/char opPMAX; /*操作符*/char arg1PMAX; /*第一个操作数*/

10、char arg2PMAX; /*第二个操作数*/char resultPMAX; /*运算结果*/pQuad256; /*存放四元式的数组*/char EBracket_PlacePMAX;/(E)的语义属性char i_PlacePMAX;char E_PlacePMAX;char T_PlacePMAX;char F_PlacePMAX;int EXCUTE (int state, int symbol,FILE *fp,char JudgeStr,int row,int index);int GetChar (char ch);int HandleError (char StrJudg

11、e,int row);int Push( int State );int Pop(int count);int SLRControl(FILE* fp);void GEN(char *Op, char *Arg1, char *Arg2, char *Result);char *NewTemp(void);void NextSentence(FILE* fp);/当语法或者词法产生错误的时候，跳过当前错误的句子，将文件指针指向下一个句子的开始/查保留字表，判断是否为关键字 int lookup (char *token)int n=0;while (strcmp(KeyWordTablen,

12、KEY_WORD_END) /strcmp比较两串是否相同，若相同返回0if (!strcmp(KeyWordTablen, token) /比较token所指向的关键字和保留字表中哪个关键字相符return n+1; /根据单词分类码表I，设置正确的关键字类别码，并返回此类别码的值break;n+;return 6; /单词不是关键字，而是标识符/输出分析结果void out (int i, char* pStr)char Mnemonic5;if(0=i)strcpy(Mnemonic,LB);else if(1=i)strcpy(Mnemonic,RB);else if(2=i)strc

13、py(Mnemonic,PL);else if(3=i)strcpy(Mnemonic,MI);else if(4=i)strcpy(Mnemonic,MU);else if(5=i)strcpy(Mnemonic,DI);else if(6=i)strcpy(Mnemonic,UCON);else if(7=i)strcpy(Mnemonic,OVER);else if(8=i)strcpy(Mnemonic,LT);else if(9=i)strcpy(Mnemonic,LE);else if(10=i)strcpy(Mnemonic,EQ);else if(11=i)strcpy(Mne

14、monic,NE);else if(12=i)strcpy(Mnemonic,GT);else if(13=i)strcpy(Mnemonic,GE);else if(14=i)strcpy(Mnemonic,BEGIN);else if(15=i)strcpy(Mnemonic,END);else if(16=i)strcpy(Mnemonic,IF);else if(17=i)strcpy(Mnemonic,THEN);else if(18=i)strcpy(Mnemonic,ELSE);else if(19=i)strcpy(Mnemonic,IS);else if(20=i)strcp

15、y(Mnemonic,ID);elsestrcpy(Mnemonic,Unkown Type);printf(%s )对应%sn,Mnemonic,pStr);/报错部分void report_error (int row)printf(%s 无法识别的单词! In the %d rown,TOKEN,row);/扫描程序部分void scanner(FILE *fp)int i, c;fseek(fp,-1,1);/首先回溯一个字符，就是将文件所有的字符都在scanner内部判断，外部while循环不会浪费任何字符ch=fgetc (fp);/scanner中要想判断字符，必须开头先读一个字

16、符while( =ch|n=ch|t=ch)/消耗文件中空字符串if(n=ch)row+;ch=fgetc (fp);if(EOF=ch)return;if (isalpha (ch) /*it must be a identifer!*/TOKEN0=ch; ch=fgetc (fp); i=1;while (isalnum (ch)TOKENi=ch; i+;ch=fgetc (fp);TOKENi= 0;fseek(fp,-1,1); /* retract*/c=lookup (TOKEN);if (c!=6) out (c+13,TOKEN); else out (c+14,TOKEN

17、);/此处加13或者14因为一些常量的定义产生冲突，被迫修改以适应else if(isdigit(ch)| .=ch)fseek (fp,-1,1);/回溯一个字符，为下面循环内部使用先读字符后判断的格式。int Type; CurrentState=0;i=0;doch=fgetc(fp);TOKENi=ch;i+;TOKENi=0;Type=GetChar(ch);EXCUTE (CurrentState,Type,fp,TOKEN,row,i); while(CurrentState!=EndState);elseswitch(ch)case : ch=fgetc(fp);if(ch=)

18、out(LE,) out (NE,);elseout (LT,: ch=fgetc(fp);if(ch=)out(GE,=);elseout(GT,);break;case +:InputWordType=PL;out(PL,+);break;case -:InputWordType=MI;out(MI,-);break;case *:InputWordType=MU;out(MU,*);break;case /:InputWordType=DI;out(DI,/);break;case (:InputWordType=LB;out(LB,();break;case ):InputWordTy

19、pe=RB;out(RB,);break;case #:InputWordType=OVER;out(OVER,#);break;default:InputWordType=UNKNOWN;report_error(row);break;return;/无符号数判断矩阵执行程序int EXCUTE (int state, int symbol,FILE *fp,char JudgeStr,int row,int index)/row用于指示出错的行数，index用于为待输出的字符串赋结束符0时用 switch (state) case 0:switch (symbol) case DIGIT:

20、 n=0;p=0;e=1;w=d;CurrentState=1;Class=UCON;break; case POINT: w=0;n=0;p=0;e=1;CurrentState=3;Class=UCON;break; default: Class=ClassOther; CurrentState=EndState; InputWordType=UNKNOWN; printf(无符号数的第一个字符是非法的！n); break; case 1:switch (symbol) case DIGIT: w=w*10+d;break; /CurrentState=1 case POINT: Curr

21、entState=2;break; case POWER: CurrentState=4;break; default: if (ch!=EOF)/如果是因为读到文件结束字符而终止识别（是正确识别一个无符号数结束），就不应该回退，否则可能造成死循环 fseek(fp,-1,1);/遇到其他的字符，可能是一条语句中的其他字符，需后退，因为主函数外层循环每次都要读一个字符进行判断，而这个判读不回溯，所以在内部把这个多读的字符回溯 ICON=w;CurrentState=EndState;JudgeStrindex-1=0;InputWordType=UCON; printf(UCON,%i)对应%

22、sn,ICON,JudgeStr); break; break; case 2:switch (symbol) case DIGIT: n+;w=w*10+d;break; case POWER: CurrentState=4;break; default: if (ch!=EOF) fseek(fp,-1,1); FCON=w*pow(10,e*p-n);CurrentState=EndState; JudgeStrindex-1=0; InputWordType=UCON; printf(UCON,%f)对应于%sn,FCON,JudgeStr); break; case 3:switch

23、 (symbol) case DIGIT: n+;w=w*10+d;CurrentState=2;break; default: InputWordType=UNKNOWN; HandleError(JudgeStr,row);CurrentState=EndState; break; case 4:switch (symbol) case DIGIT: p=p*10+d;CurrentState=6;break; case MINUS: e=-1;CurrentState=5;break; case PLUS: CurrentState=5;break; default: InputWord

24、Type=UNKNOWN; HandleError(JudgeStr,row);CurrentState=EndState; break; case 5:switch (symbol) case DIGIT: p=p*10+d;CurrentState=6;break; default: InputWordType=UNKNOWN;/判断一个无符号数的最后一个字符应该都是多余读取的，所以为了防止引起后面再次判断下一无符号数时产生呑字符的现象，都应该回溯一个字符 HandleError(JudgeStr,row);CurrentState=EndState; break; case 6:swit

25、ch (symbol) case DIGIT:p=p*10+d;break; default: if (ch!=EOF) fseek(fp,-1,1); FCON=w*pow(10,e*p-n);CurrentState=EndState; JudgeStrindex-1=0; InputWordType=UCON; printf(UCON,%f)对应 %sn,FCON,JudgeStr); break; break; return CurrentState; /无符号数判断过程中的字符类型判断程序int GetChar (char ch)if(isdigit(ch) d=ch-0;retur

26、n DIGIT;if (ch=.) return POINT;if (ch=E|ch=e) return POWER;if (ch=+) return PLUS;if (ch=-) return MINUS;return OTHER;/判断出错报错程序int HandleError (char StrJudge,int row)printf (Row: %d*%s 不合法的无符号数!n,row,StrJudge); return 0;/语法分析程序int SLRControl(FILE* fp)while(ActionTopStateInputWordType0 != A)if (UNKNOW

27、N=InputWordType)printf(*分析语句 %i 时词法分析出错*n,SentenceCount);return 0;printf(栈顶状态：%in,TopState); printf(扫描的单词类型：%in,InputWordType); if (-1=TopState) printf(分析语句 %i 时状态栈栈顶指针错误！分析结束n,SentenceCount); return 0; if ( = ActionTopStateInputWordType0) printf(分析语句 %i 时语法分析出错！分析结束n,SentenceCount); return 0; else

28、if(s=ActionTopStateInputWordType0) Push(atoi(&ActionTopStateInputWordType1); printf(执行压栈操作n); if (EOF!=fgetc(fp) scanner(fp); else printf(语句 %i 不完整！分析结束n,SentenceCount); return 0; else if(r=ActionTopStateInputWordType0) int ProductionNum=atoi(&ActionTopStateInputWordType1); int ProdutionLeft=0; if (

29、1=ProductionNum) ProdutionLeft=E;/为下面差goto表提供列坐标 Pop(3); printf(用产生式 1 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(+,E_Place,T_Place,Temp); strcpy(E_Place,Temp); printf(生成四元式：(+，E_Place，T_Place，E_Place)n); else if(2=ProductionNum) ProdutionLeft=E; Pop(3); printf(用产生式 2 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(-,E_Place,

30、T_Place,Temp); strcpy(E_Place,Temp); printf(生成四元式：(-，E_Place，T_Place，E_Place)n); else if(3=ProductionNum) ProdutionLeft=E; Pop(1); printf(用产生式 3 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(,T_Place,Temp); strcpy(E_Place,Temp); else if(4=ProductionNum) ProdutionLeft=T; Pop(3); printf(用产生式 4 归约n); char* Temp=NewT

31、emp(); GEN(*,T_Place,F_Place,Temp); strcpy(T_Place,Temp); printf(生成四元式：(*，T_Place，F_Place，T_Place)n); else if(5=ProductionNum) ProdutionLeft=T; Pop(3); printf(用产生式 5 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(/,T_Place,F_Place,Temp); strcpy(T_Place,Temp); printf(生成四元式：(/，T_Place，F_Place，T_Place)n); else if(6=P

32、roductionNum) ProdutionLeft=T; Pop(1); printf(用产生式 6 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(+,F_Place,Temp); strcpy(T_Place,Temp); else if(7=ProductionNum) ProdutionLeft=F; Pop(3); printf(用产生式 7 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(+,EBracket_Place,Temp); strcpy(F_Place,Temp); else if(8=ProductionNum) Prodution

33、Left=F; Pop(1); printf(用产生式 8 归约n); char* Temp=NewTemp(); GEN(+,i_Place,Temp); strcpy(F_Place,Temp); else printf(分析语句 %i 时产生式编号超出范围！分析结束n,SentenceCount); return 0; Push(GotoTopStateProdutionLeft); printf(栈顶状态：%in,TopState);printf(扫描的单词类型：%in,InputWordType);printf(语句 正确n);return 1;/状态栈的压栈和出栈程序int Push( int State ) if (SMAX=Stack