编译原理实验教(学)案
实验教学进度表
实验一 C语言子集编译程序
一、实验目的
用C语言对一个C语言的子集编制一个一遍扫描的编译程序，以加深对编译原理的理解，掌握编译程序的实现方法和技术。
1．设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。
2．编制一个递归下降分析程序，并对C语言的简单子集进行分析。
3．通过上机实习，加深对语法制导翻译原理的理解，掌握将语法分析所识别的语法成分变换中间代码的语义翻译方法。
二、实验要求、容及学时
词法分析部分：2学时
（一）待分析的C语言子集的词法：
1．关键字
main if else int return void while
所有关键字都是小写。
2．专用符号
= + - * / < <= > >= == != ; : , { } [ ] ( )
3.其他标记ID和NUM
通过以下正规式定义其他标记：
ID→letter(letter|digit)*NUM→digit(digit)*
letter→a|…|z|A|…|Z digit→0|…|9
4.空格由空白、制表符和换行符组成
空格一般用来分隔ID、NUM、专用符号和关键字，词法分析阶段空格通
（二）词法分析程序的功能：
输入：所给文法的源程序字符串。
输出：二元组（syn,token或sum）构成的序列。其中，
syn 为单词类别码。
token 为存放的单词自身字符串。
sum 为整型常量。
具体实现时，可以将单词的二元组用结构进行处理。
例如：对源程序
main()
{
int i=10;
while(i) i=i-1;
}
的源文件，经词法分析后输出如下序列：
(1,main) (26,() (27,)) (30,{) (2,int) (10,i) (21,=) (20,10) (34,;) (7,while) (26,() (10,i) (27,)) (10,i) (21,=) (10,i) (23,-) (20,1) (34,;) (31, })
（三）词法分析程序主要算法思想：
算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。
：
注：
①关键字表初值
关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一表格中（称为关键字），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。关键字表可处理为一个字符串数组（实际为指向字符数组的指针数组），其描述如下：
char *KEY_WORDS[8]=
{“main”,”int”,”char”,”if”,”else”,”for”,”while”};
为分析方便,这里把main作关键字处理。
②程序中需要用到的主要变量：syn,token和sum。
2．扫描子程序（scaner）的算法思想
首先设置三个变量：token用来存放构成单词符号的字符串；sum用来存放整型单词；syn用来存放单词的类别码。扫描子程序主要部分N—S图
语法分析部分：2学时
（一）待分析的C语言子集的语法
用扩充的BNF表示如下：
1．<程序>→main()<语句块>
2. <语句块>→’{‘<语句串>’}’
3. <语句串>→<语句>{;<语句>};
4. <语句>→<赋值语句>|<条件语句>|<循环语句>
5. <赋值语句>→ID=<表达式>
6. <条件语句>→if(<条件表达式>)<语句块>
7. <循环语句>→while(<条件表达式>)<语句块>
8. <条件表达式>→<表达式><关系运算符><表达式>
9. <表达式>→<项>{+<项>|-<项>}
10.<项>→<项>{*<因子>|/<因子>}
11.<因子>→ID|NUM|(<表达式>)
12.<关系运算符>→<|<=|>|>=|==|!=
（二）语法分析程序的主要算法思想
1．主程序结构示意图如下：
2．递归下降分析程序结构示意图如下：
4．语句串分析结构示意图如下：
6．expression函数结构示意图如下：
编译原理语法分析实验报告
编译原理语法分析实验报告 - 班级:XXX 学号:XXX 姓名:XXX 年月日 1、摘要: 用递归子程序法实现对pascal的子集程序设计语言的分析程序 2、实验目的: 通过完成语法分析程序，了解语法分析的过程和作用 3、任务概述 实验要求:对源程序的内码流进行分析，如为文法定义的句子输出”是”否则输出”否”,根据需要处理说明语句填写写相应的符号表供以后代码生成时使用 4、实验依据的原理 递归子程序法是一种自顶向下的语法分析方法，它要求文法是LL(1)文法。通过对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串，当某非终结符的产生式有多个候选式时，程序能够按LL(1)形式唯一地确定选择某个候选式进行推导，最终识别输入串是否与文法匹配。 递归子程序法的缺点是:对文法要求高，必须满足LL(1)文法，当然在某些语言中个别产生式的推导当不满足LL(1)而满足LL(2)时，也可以采用多向前扫描一个符号的办法;它的另一个缺点是由于递归调用多，所以速度慢占用空间多，尽管这样，它还是许多高级语言，例如PASCAL，C等编译系统常常采用的语法分析方法。
为适合递归子程序法，对实验一词法分析中的文法改写成无左递归和无左共因子的,,,如下: <程序>?<程序首部><分程序>。 <程序首部>?PROGRAM标识符; <分程序>?<常量说明部分><变量说明部分><过程说明部分> <复合语句> <常量说明部分>?CONST<常量定义><常量定义后缀>;|ε <常量定义>?标识符=无符号整数 <常量定义后缀>?，<常量定义><常量定义后缀> |ε <变量说明部分>?VAR<变量定义><变量定义后缀> |ε <变量定义>?标识符<标识符后缀>:<类型>; <标识符后缀>?，标识符<标识符后缀> |ε <变量定义后缀>?<变量定义><变量定义后缀> |ε <类型>?INTEGER | LONG <过程说明部分>?<过程首部><分程序>;<过程说明部分后缀>|ε <过程首部>?PROCEDURE标识符<参数部分>; <参数部分>?(标识符: <类型>)|ε <过程说明部分后缀>?<过程首部><分程序>;<过程说明部分后缀>|ε <语句>?<赋值或调用语句>|<条件语句>|<当型循环语句>|<读语句> |<写语句>|<复合语句>|ε <赋值或调用语句>?标识符<后缀> <后缀>?:=<表达式>|(<表达式>)|ε <条件语句>?IF<条件>THEN<语句> <当型循环语句>?WHILE<条件>DO <语句> <读语句>?READ(标识符<标识符后缀>)
编译原理实验报告实验一编写词法分析程序
编译原理实验报告实验名称：实验一编写词法分析程序 实验类型：验证型实验 指导教师：何中胜 专业班级：13软件四 姓名：丁越 学号： 电子邮箱： 实验地点：秋白楼B720 实验成绩： 日期：2016年3 月18 日
一、实验目的 通过设计、调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；熟悉词法分析 程序所用的工具自动机，进一步理解自动机理论。掌握文法转换成自动机的技术及有穷自动机实现的方法。确定词法分析器的输出形式及标识符与关键字的区分方法。加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、实验过程 以编写PASCAL子集的词法分析程序为例 1.理论部分 （1）主程序设计考虑 主程序的说明部分为各种表格和变量安排空间。 数组 k为关键字表，每个数组元素存放一个关键字。采用定长的方式，较短的关键字 后面补空格。 P数组存放分界符。为了简单起见，分界符、算术运算符和关系运算符都放在 p表中 （编程时，还应建立算术运算符表和关系运算符表，并且各有类号），合并成一类。 id和ci数组分别存放标识符和常数。 instring数组为输入源程序的单词缓存。 outtoken记录为输出内部表示缓存。 还有一些为造表填表设置的变量。 主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造 k表；再输入分界符等造p表。 主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。每个循环处理一个单词；接收键盘上 送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。 ⑵词法分析过程考虑 将词法分析程序设计成独立一遍扫描源程序的结构。其流程图见图1-1。 图1-1 该过程取名为 lexical，它根据输入单词的第一个字符（有时还需读第二个字符），判断单词类，产生类号：以字符 k表示关键字；i表示标识符；c表示常数；p表示分界符；s表示运算符（编程时类号分别为 1，2，3，4，5）。 对于标识符和常数，需分别与标识符表和常数表中已登记的元素相比较，如表中已有 该元素，则记录其在表中的位置，如未出现过，将标识符按顺序填入数组id中，将常数 变为二进制形式存入数组中 ci中，并记录其在表中的位置。 lexical过程中嵌有两个小过程：一个名为getchar，其功能为从instring中按顺序取出一个字符，并将其指针pint加1；另一个名为error，当出现错误时，调用这个过程， 输出错误编号。 2.实践部分
编译原理-编写递归下降语法分析器
学号107 成绩 编译原理上机报告 名称：编写递归下降语法分析器 学院：信息与控制工程学院 专业：计算机科学与技术 班级：计算机1401班 姓名：叶达成 2016年10月31日
一、上机目的 通过设计、编制、调试一个递归下降语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，掌握常用的语法分析方法。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、基本原理和上机步骤 递归下降分析程序实现思想简单易懂。程序结构和语法产生式有直接的对应关系。因为每个过程表示一个非终结符号的处理，添加语义加工工作比较方便。 递归下降分析程序的实现思想是：识别程序由一组子程序组成。每个子程序对应于一个非终结符号。 每一个子程序的功能是：选择正确的右部，扫描完相应的字。在右部中有非终结符号时，调用该非终结符号对应的子程序来完成。 自上向下分析过程中，如果带回溯，则分析过程是穷举所有可能的推导，看是否能推导出待检查的符号串。分析速度慢。而无回溯的自上向下分析技术，当选择某非终结符的产生时，可根据输入串的当前符号以及各产生式右部首符号而进行，效率高，且不易出错。 无回溯的自上向下分析技术可用的先决条件是：无左递归和无回溯。 无左递归：既没有直接左递归，也没有间接左递归。 无回溯：对于任一非终结符号U的产生式右部x1|x2|…|x n，其对应的字的首终结符号两两不相交。 如果一个文法不含回路（形如P?+ P的推导），也不含以ε为右部的产生式，那么可以通过执行消除文法左递归的算法消除文法的一切左递归（改写后的文法可能含有以ε为右部的产生式）。 三、上机结果 测试数据： (1)输入一以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串例如：i+i*i# (2)输出结果：i+i*i#为合法符号串 (3)输入一符号串如i+i*#,要求输出为“非法的符号串”。 程序清单： #include
编译原理实验指导书2010
《编译原理》课程实验指导书 课程编号： 课程名称：编译原理/Compiler Principles 实验总学时数： 8 适用专业：计算机科学与技术、软件工程 承担实验室：计算机学院计算机科学系中心实验室、计算机技术系中心实验室 一、实验教学的目的与要求 上机实习是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实习题中的问题比平时的练习题要复杂，也更接近实际。编译原理这门课程安排的2次上机实验都属于一种设计类型的实验，每个实验的训练重点在于基本的编译技术和方法，而不强调面面俱到；实验的目的是旨在使学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容；培养学生编制算法的能力和编程解决实际问题的动手能力。 要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法设计和程序代码的编写；上机时应随带有关的编译原理教材或参考书；要学会程序调试与纠错。 每次实验后要交实验报告，实验报告的内容应包括： （1）实验题目、班级、学号、姓名、完成日期； （2）简要的需求分析与概要设计； （3）详细的算法描述； （4）源程序清单； （5）给出软件的测试方法和测试结果； （6）实验的评价、收获与体会。 开发工具： （1）DOS环境下使用Turbo C； （2）Windows环境下使用Visual C++ 。 考核： 实验成绩占编译原理课程结业成绩的10%。 三、单项实验的内容和要求： 要求每个实验保证每个学生一台微机。 实验一（4学时）：单词的词法分析程序设计。 （一）目的与要求 1．目的 通过设计、编制、调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解，并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。
编译原理实验报告
编译原理实验报告 班级 姓名： 学号： 自我评定：
实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。 二、实验内容 根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。 输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。 输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。 三、实现方法与环境 词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。如美国BELL实验室研制的LEX就是一个被广泛使用的词法分析程序的自动生成工具。 总的来说，开发一种新语言时，由于它的单词符号在不停地修改，采用LEX等工具生成的词法分析程序比较易于修改和维护。一旦一种语言确定了，则采用手工编写词法分析程序效率更高。 四、实验设计 1）题目1：试用手工编码方式构造识别以下给定单词的某一语言的词法分析程序。 语言中具有的单词包括五个有代表性的关键字begin、end、if、then、else；标识符；整型常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符。参考实现方法简述如下。 单词的分类：构造上述语言中的各类单词符号及其分类码表。 表I 语言中的各类单词符号及其分类码表 单词符号类别编码类别码的助记符单词值
编译原理词法分析和语法分析报告 代码(C语言版)
词法分析 三、词法分析程序的算法思想： 算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。 3.1 主程序示意图： 扫描子程序主要部分流程图 其他
词法分析程序的C语言程序源代码： // 词法分析函数: void scan() // 数据传递: 形参fp接收指向文本文件头的文件指针； // 全局变量buffer与line对应保存源文件字符及其行号，char_num保存字符总数。 void scan() { char ch; int flag,j=0,i=-1; while(!feof(fp1)) { ch=fgetc(fp1); flag=judge(ch); printf("%c",ch);//显示打开的文件 if(flag==1||flag==2||flag==3) {i++;buffer[i]=ch;line[i]=row;} else if(flag==4) {i++;buffer[i]='?';line[i]=row;} else if(flag==5) {i++;buffer[i]='~';row++;} else if(flag==7) continue; else cout<<"\n请注意，第"< 《编译原理》课程实验报告 题目词法分析 专业计算机 指导教师签名 华东理工大学信息学院计算机系 2013年4月10日 一.实验序号：《编译原理》第一次实验 二.实验题目：词法分析 三.实验日期：2013.3.27-2013.4.10 四.实验环境（操作系统，开发语言） 操作系统：Windows 开发语言：C 五.实验要求 ●修改词法： 1)将标识符的词法改为“以大写字母或小写字母开头，后面可以跟大写字母 或小写字母或数字或下划线”。 把while ((isalpha(buffer))||(isdigit(buffer)))改成while ((isalpha(buffer))||(isdigit(buffer))||buffer==’_’) 2)将<条件>中的表示相等关系的单词“=”改为“= =” char *relation[6]={"<","<=","=",">",">=","<>"}; 把其中的=改成==即可 3)将原来无小数的数改为可以有小数的数 把while (isdigit(buffer))改成while (isdigit(buffer)||buffer==’.’) ●用C语言开发词法分析程序。读入用PL/0语言编写的测试用例源程序， 将识别出的一个个单词组成单词流依序同时输出到屏幕和文件中。 六.实验步骤 1)根据修改词法后的PL/0语言编写测试用例源程序。 2)用C语言编写词法分析程序。读入PL/0语言的测试用例源程序，进行 词法分析，将识别出的一个个单词组成单词流依序同时输出到屏幕和文 件中。 3)设立断点，单步运行词法分析程序，依次单个输出单词。分析和理解词 法分析程序，解释词法分析程序中的数据和变量变化的原因和输出结果。 七.实验结果（测试用例源程序，运行结果部分截图，词法分析函数主要部分源程序 PL0程序： const a=6,b=81; var x,y; procEdure p; procedure q; x:=2; begin 编译原理综合实验指导书 一、实验任务 设计、编制并调试一个中缀表达转换为后缀表达的实验程序，加深对词法分析、语法分析、语义分析及代码生成的理解。 二、实验内容 1、词法 输入：扩展ASCII码字符集字符。除大小写26英文字母（letter）和数字0-9（digit）以及+ - * / ^ = ; , ( )以外，所有其他字符一律按等同于空格处理，一般用来分隔单词。 输出：识别单词，单词包括关键字、运算符、界符、标识符和整型常数。 （1）关键字：var （2）运算符和界符：+ - * / ^ = ; , ( ) 其中：乘除运算符（*， /）返回具有不同属性值的单词mulop， 加减运算符（+， -）返回具有不同属性值的单词addop。 （3）标识符（id）和整型常数（num）： 标识符（id）和整型常数（num）最大长度为8个字符，定义如下。 id = letter (letter | digit)* num = digit digit* 2、语法 根据输入的单词序列，分析是否符合语法规则，如果不符合，应指明位置与理由；如果符合，则执行相应的语义子程序完成语义分析及中缀表达转换为后缀表达的过程。需注意的是，这里给出的是二义文法，从语义上考虑，表达式的计算按先幂次运算（^），再乘除运算（*， /）的最后加减运算（+， - ）的优先顺序；括号（(， )）用于调整运算先后顺序，既括号内部分先计算；赋值运算（=）最后进行。本实验系统的语法规则是： program → compound compound → declaration assignstatement compound | ε declaration → var identifier_list ; | ε dentifier_list →id, dentifier_list | id assignstatement →id= expression ; | ε expression → expression addop expression | expression mulop expression | expression ^ expression | ( expression ) | id | num 3、语义分析及代码生成 语义分析的主要任务是判断变量是否先定义后使用。代码生成的的主要任务是将赋值语句从中缀表达转换为后缀表达。 编译原理实验报告 实验名称：编写语法分析分析器实验类型： 指导教师： 专业班级： 学号： 电子邮件： 实验地点： 实验成绩： 一、实验目的 通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，进一步掌握常用的语法分析方法。 1、选择最有代表性的语法分析方法，如LL(1) 语法分析程序、算符优先分析程序和LR分析分析程序，至少选一题。 2、选择对各种常见程序语言都用的语法结构，如赋值语句（尤指表达式）作为分析对象，并且与所选语法分析方法要比较贴切。 二、实验过程 编写算符优先分析器。要求： （a）根据算符优先分析算法，编写一个分析对象的语法分析程序。读者可根据自己的能力选择以下三项(由易到难)之一作为分析算法中的输入： Ⅰ：通过构造算符优先关系表，设计编制并调试一个算法优先分析程序Ⅱ：输入FIRSTVT，LASTVT集合，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。 Ⅲ：输入已知文法，由程序自动生成该文法的算符优先关系矩阵。（b）程序具有通用性，即所编制的语法分析程序能够使用于不同文法以及各种输入单词串，并能判断该文法是否为算符文法和算符优先文法。 （c）有运行实例。对于输入的一个文法和一个单词串，所编制的语法分析程序应能正确地判断，此单词串是否为该文法的句子，并要求输出分析过程。 三、实验结果 算符优先分析器： 测试数据：E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 实验结果：(输入串为i+i*i+i) 四、讨论与分析 自下而上分析技术－算符优先分析法： 算符文法：一个上下无关文法G，如果没有且没有P→..QR...(P ,Q ,R属于非终结符)，则G是一个算符文法。 FIRSTVT集构造 1、若有产生式P →a...或P →Qa...，则a∈FIRSTVT(P)。 2、若有产生式P→...，则FIRSTVT(R)包含在FIRSTVT(P)中。由优先性低于的定义和firstVT集合的定义可以得出：若存在某个产生式：…P…，则对所有：b∈firstVT(P)都有：a≦b。 构造优先关系表： 1、如果每个非终结符的FIRSTVT和LASTVT集均已知,则可构造优先关系表。 2、若产生式右部有...aP...的形式，则对于每个b∈FIRSTVT(P)都有 《编译原理》课程 实验报告 题目词法分析 专业计算机科学与技术 班级2013级计双班 学号2013708033 姓名刘畅 指导老师郑瑶 石河子大学信息学院计算机系 2014 年11 月20 日 一. 实验序号：《编译原理》词法分析实验 二. 实验题目：词法分析 三. 实验日期： 2014年11月20日 四. 实验环境（操作系统，开发语言） 操作系统：Windows 开发语言：C 五. 实验要求 1)将标识符的词法改为“以大写字母或小写字母开头或下划线开头，后面 可以跟大写字母或小写字母或数字或下划线”。 2)将<条件>中的表示相等关系的单词“=”改为“= =”；增加用于识别自增、 自减、关系运算符、逻辑运算符及逗号运算符的相关语句。 3)将原来无小数的数改为可以识别整数和小数的数。 4)增加识别字符常量和字符串常量的识别。 5)或按C语言要求编写一个完整的用于识别C语言中各类单词的词法分析 程序。 六. 实验步骤 1)用PL/0语言编写测试用例源程序。用C语言编写词法分析程序。 2)运行词法分析程序，读入PL/0语言的测试用例源程序，进行词法分析。 3)设立断点，单步运行词法分析程序，依次单个输出单词。分析和理解词 法分析程序，解释词法分析程序中的数据和变量变化的原因和输出结果。 4)根据上述“实验要求”修改词法分析程序，同时也应修改PL/0语言测试 用例源程序中的相应的单词。 5)运行修改后的词法分析程序，读入修改后的PL/0语言测试用例源程序， 进行词法分析。 七. 实验结果（测试用例源程序，运行结果截图） 测试用例源程序： const c1=5.61,c2=20,c3='S',c4="abc"; var num1,num2,count,sum1,sum2; procedure func1; var y1,y2; begin y1:=1; y2:=x2 end; 学年第学期《编译原理》实验报告 学院（系）：计算机科学与工程学院 班级：11303070A 学号：11303070*** 姓名：无名氏 指导教师：保密式 时间：2016 年7 月 目录 1．实验目的 (1) 2．实验内容及要求 (1) 3．实验方案设计 (1) 3.1 编译系统原理介绍 (1) 3.1.1 编译程序介绍 (2) 3.1.2 对所写编译程序的源语言的描述 (2) 3.2 词法分析程序的设计 (3) 3.3 语法分析程序设计 (4) 3.4 语义分析和中间代码生成程序的设计 (4) 4. 结果及测试分析 (4) 4.1软件运行环境及限制 (4) 4.2测试数据说明 (5) 4.3运行结果及功能说明 (5) 5．总结及心得体会 (7) 1．实验目的 根据Sample语言或者自定义的某种语言，设计该语言的编译前端。包括词法分析，语法分析、语义分析及中间代码生成部分。 2．实验内容及要求 （1）词法分析器 输入源程序，输出对应的token表，符号表和词法错误信息。按规则拼单词，并转换成二元形式；滤掉空白符，跳过注释、换行符及一些无用的符号；进行行列计数，用于指出出错的行列号，并复制出错部分；列表打印源程序；发现并定位词法错误； （2）语法分析器 输入token串，通过语法分析，寻找其中的语法错误。要求能实现Sample 语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析：算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while语句、do while语句等。 （3）语义分析和中间代码生成 输入token串，进行语义分析，修改符号表，寻找其中的语义错误，并生 成中间代码。要求能实现Sample语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析：算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while 语句、do while语句等。 实验要求：功能相对完善，有输入、输出描述，有测试数据，并介绍不足。3．实验方案设计 3.1 编译系统原理介绍 编译器逐行扫描高级语言程序源程序，编译的过程如下： (1).词法分析 识别关键字、字面量、标识符(变量名、数据名)、运算符、注释行(给人看的，一般不处理)、特殊符号(续行、语句结束、数组)等六类符号，分别归类等待处理。 (2).语法分析 一个语句看作一串记号(Token)流，由语法分析器进行处理。按照语言的文法检查判定是否是合乎语法的句子。如果是合法句子就以内部格式保存，否则报错。直至检查完整个程序。 (3).语义分析 语义分析器对各句子的语法做检查：运算符两边类型是否相兼容；该做哪些类型转换(例如，实数向整数赋值要"取整")；控制转移是否到不该去的地方；是 编译原理复习材料 选择题 1. 文法S→0S | S1 | 0的语言是( )。 A. { 0 m1m| m >=0 } B. { 0 m1m| m >=1 } C. { 0 m1n | m>=1,n>=0 } D. { 0 m1n | m>=0,n>=1 } 2. 描述程序语言所采用的Ⅲ型文法是( )。 A. 短语文法 B.正规文法 C.上下文无关文法 D.上下文有关文法 3. 状态转换图实现的简单方法是使每个状态结对应( )。 A.一个终结符 B.一个非终结符 C.一段小程序 D.一个函数 4. 规范归约的关键问题是寻找( )。 A. 最左素短语 B.句柄 C.直接短语 D.短语 5. 一个算符文法的任何产生式的右部都不含有两个相继的( )。 A.终结符 B.非终结符 C.终结符和非终结符 D.空字 6. 算符优先分析法的关键在于规定( )。 A.算符优先顺序和结合性质 B.算符优先顺序 C.结合性质 D.终结符和非终结符之间关系 7. 优先函数的优点是( )。 A.形象直观 B.便于进行比较运算 C.语法分析速度快 D.语法分析方法简单 8. 文法符号的属性通常分为( )两类。 A. 共用属性和私有属性 B.固有属性和可变属性 C.语法属性和语义属性 D.综合属性和继承属性 9. 在程序流图中，组成循环的结点序列应满足( ) A. 它们是强连通的 B.它们中间有唯一的入口结点 C.它们中间有一条回边 D.它们是强连通的且有唯一的入 口结点 10. 在利用寄存器R生成T1:=C/B的目标代码同时,还应记录信息( )。 A. C/B在T1中 B. T1在C/B中 C. R含有T1, T1在R中 D. R含有C/B, C/B在R中 1.D 2.B 3.C 4.B 5.B 6.A 7.B 8.D 9.D 10.C 课程设计 题目：简单编译器实现 学院：信息工程学院计算机系专业：计算机科学与技术班级：计科1103班 组长： 小组成员： 指导教师： 2014 年12 月19 日 目录 1 概述 (3) 1.1源、目标语言简介 (3) 1.2实现平台与运行平台简介 (3) 1.3其它 (4) 2简单词法分析器的设计与实现 (4) 2.1 基础理论说明 (4) 2.2 需求分析 (4) 2.3 概要设计 (5) 2.4 详细设计 (5) 2.5 测试数据与结果 (7) 2.6 心得体会 (7) 3 简单语法分析器设计与实现 (8) 3.1 基础理论说明 (8) 3.2 需求分析 (8) 3.3 概要设计 (8) 3.4 详细设计 (8) 3.5 测试数据与结果 (9) 3.6 心得体会 (10) 4 中间代码产生器的设计与实现 (10) 4.1 基础理论说明 (10) 4.2 需求分析 (10) 4.3 概要设计 (10) 4.4 详细设计 (11) 4.5 测试数据与结果 (12) 4.6 心得体会 (12) 附录： (14) 附录A：主要源程序与系统截图 (14) 附录B：任务分配表及个人完成的程序模块 (33) 附录C：小组讨论与研发记录 (34) 编译程序的工作过程一般可以分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码产生、优化、目标代码生成。每一个阶段在功能上是相对独立的，它一方面从上一个阶段获取分析的结果来进行分析，另一方面由将结果传递给下一个阶段。由编译程序的五个阶段就对应了编译系统的结构。 其中词法分析器利用超前搜索、状态转换等方法，将源程序转化成为一个一个的单词符号二元式。一般程序语言的单词符号包括关键字、运算符、常数、标识符和界符。语法分析器将这些单词符号作为输入，对它进行语法分析。语法分析分为两种方法：自上而下分析法和自下而上分析法。针对不同程序语言的语法规则可以采取不同的分析方法，当然两种方法也可以同时使用。语法分析器把语法单元作为输入供语义分析器使用。一般的语义分析器主要采用的是语法制导方法，即在语法分析的同时进行语法分析，并产生一定的语义动作，来生成中间代码。上面三个过程可以与硬件无关，而接下来的优化器和目标代码生成器是针对某一种处理器而言的。代码优化是将语义分析生成的中间代码进行优化，产生执行效率更高的代码。目标代码生成器最终生成可以在某种机器上运行的机器语言或者汇编语言。在整个编译过程中还包括对表格的操作和对错误的处理，这些也都是非常重要的环节。 1.1源、目标语言简介 使用C语言做简单语法分析器，C语言是一门高级计算机编程语言，设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言 1.2实现平台与运行平台简介 在win32环境下进行编译，Win32是指Microsoft Windows操作系统的32位环境，是目前使用最多的操作系统。 实验环境：需要TC、VC++ 6.0等开发工具作为本次试验的环境。 编译原理实验报告 课程：编译原理 系别：计算机系 班级：11网络 姓名：王佳明 学号：110912049 教师：刘老师 实验小组：第二组 1 实验一熟悉C程序开发环境、进行简单程序的调试 实验目的： 1、初步了解vc++6.0环境； 2、熟悉掌握调试c程序的步骤： 实验内容： 1、输入下列程序，练习Turbo C 程序的编辑、编译、运行。 #include 实验二词法分析器 一、实验目的： 设计、编制、调试一个词法分析子程序－识别单词，加深对词法分析原理的理解。 二、实验要求： 1.对给定的程序通过词法分析器弄够识别一个个单词符号，并以二元式(单词种别码，单词符号的属性值)显示。而本程序则是通过对给定路径的文件的分析后以单词符号和文字提示显示。 2.本程序自行规定： (1)关键字"begin","end","if","then","else","while","write","read", "do", "call","const","char","until","procedure","repeat" (2)运算符："+","-","*","/","=" (3)界符："{","}","[","]",";",",",".","(",")",":" (4)其他标记如字符串，表示以字母开头的标识符。 (5)空格、回车、换行符跳过。 在屏幕上显示如下： ( 1 , 无符号整数) ( begin , 关键字) ( if , 关键字) ( +, 运算符) ( ；, 界符) ( a , 普通标识符) 三、使用环境： Windows下的visual c++6.0; 四、调试程序： 1.举例说明文件位置：f：、、11.txt目标程序如下： begin x:=9 if x>0 then x:=x+1; while a:=0 do 3 实验二语法分析器 一、实验目的 通过完成预测分析法的语法分析程序，了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。使学生了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法，训练学生掌握开发应用程序的基本方法。有利于提高学生的专业素质，为培养适应社会多方面需要的能力。 二、实验内容 ◆根据某一文法编制调试LL （1 ）分析程序，以便对任意输入的符号串 进行分析。 ◆构造预测分析表，并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分 析程序。 ◆分析法的功能是利用LL（1）控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号 以及LL（1）分析表，对输入符号串自上而下的分析过程。 三、LL（1）分析法实验设计思想及算法 ◆模块结构： （1）定义部分：定义常量、变量、数据结构。 （2）初始化：设立LL(1)分析表、初始化变量空间（包括堆栈、结构体、数组、临时变量等）； （3）控制部分：从键盘输入一个表达式符号串； （4）利用LL(1)分析算法进行表达式处理：根据LL(1)分析表对表达式符号串进行堆栈（或其他）操作，输出分析结果，如果遇到错误则显示错误信息。 四、实验要求 1、编程时注意编程风格：空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。 2、如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息。 3、对下列文法，用LL（1）分析法对任意输入的符号串进行分析：（1）E->TG （2）G->+TG|—TG （3）G->ε （4）T->FS （5）S->*FS|/FS （6）S->ε （7）F->(E) （8）F->i 输出的格式如下： 五、实验源程序 LL1.java import java.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; import javax.swing.table.DefaultTableModel; import java.sql.*; import java.util.Vector; public class LL1 extends JFrame implements ActionListener { /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; JTextField tf1; JTextField tf2; JLabel l; JButton b0; JPanel p1,p2,p3; JTextArea t1,t2,t3; JButton b1,b2,b3; 实验一词法分析程序实现 一、实验目得与要求 通过编写与调试一个词法分析程序,掌握在对程序设计语言得源程序进行扫描得过程中,将字符流形式得源程序转化为一个由各类单词符号组成得流得词法分析方法 二、实验内容 基本实验题目：若某一程序设计语言中得单词包括五个关键字begｉｎ、end、if、then、elsｅ；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符与四个算术运算符，试构造能识别这些单词得词法分析程序（各类单词得分类码参见表Ｉ）。 表Ｉ语言中得各类单词符号及其分类码表 输入:由符合与不符合所规定得单词类别结构得各类单词组成得源程序文件。 输出：把所识别出得每一单词均按形如(CLASS，VＡLUE）得二元式形式输出,并将结果放到某个文件中。对于标识符与无符号常数，CＬASS字段为相应得类别码得助记符;V AL ＵＥ字段则就是该标识符、常数得具体值；对于关键字与运算符,采用一词一类得编码形式，仅需在二元式得CLASS字段上放置相应单词得类别码得助记符，V ALUE字段则为“空". 三、实现方法与环境 词法分析就是编译程序得第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序.其一就是根据对语言中各类单词得某种描述或定义(如BＮF)，用手工得方式（例如可用Ｃ语言)构造词法分析程序。一般地,可以根据文法或状态转换图构造相应得状态矩阵,该状态矩阵连同控制程序一起便组成了编译器得词法分析程序;也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序得另外一种途径就是所谓得词法分析程序得自动生成，即首先用正规式对语言中得各类单词符号进行词型描述,并分别指出在识别单词时,词法分析程 编译原理上机实验试题 一、实验目的 通过本实验使学生进一步熟悉和掌握程序设计语言的词法分析程序的设计原理及相关的设计技术， 如何针对确定的有限状态自动机进行编程序；熟悉和 掌握程序设计语言的语法分析程序的设计原理、熟悉 和掌握算符优先分析方法。 二、实验要求 本实验要求：①要求能熟练使用程序设计语言编程；②在上机之前要有详细的设计报告（预习报告）； ③要编写出完成相应任务的程序并在计算机上准确 地运行；④实验结束后要写出上机实验报告。 三、实验题目 针对下面文法G(S)： S→v = E E→E+E│E-E│E*E│E/E│（E）│v │i 其中，v为标识符，i为整型或实型数。要求完成 ①使用自动机技术实现一个词法分析程序； ②使用算符优先分析方法实现其语法分析程序，在 语法分析过程中同时完成常量表达式的计算。 1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第一项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理： (1)单词分类：标识符，保留字，常数，运算符，分隔符等等 (2)单词类型编码 (3)自动机 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。 1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第二项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理：构造出算法优先关系表 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2011 —2012 学年第 1 学期） 课程名称：编译原理开课实验室： 445 2011年 12 月 19日年级、专业、 班 计科093 学号200910405310 姓名孙浩川成绩 实验项目名称语法分析器指导教师严馨 教 师评语 该同学是否了解实验原理： A.了解□ B.基本了解□ C.不了解□ 该同学的实验能力： A.强□ B.中等□ C.差□ 该同学的实验是否达到要求： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□ 实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□ 实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般□ C.没有□ 教师签名： 年月日 一、实验目的及内容 实验目的：编制一个语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检 查和结构分析。 实验内容：在上机(一)词法分析的基础上,采用递归子程序法或其他适合的语法分析方法,实现其语法分析程序。要求编译后能检查出语法错误。 已知待分析的C语言子集的语法，用EBNF表示如下： <程序>→main()<语句块> <语句块> →‘{’<语句串>‘}’ <语句串> → <语句> {; <语句> }; <语句> → <赋值语句> |<条件语句>|<循环语句> <赋值语句>→ID=<表达式> <条件语句>→if‘(‘条件’)’<语句块> <循环语句>→while’(‘<条件>’)‘<语句块> <条件> → <表达式><关系运算符> <表达式> <表达式> →<项>{+<项>|-<项>} <项> → <因子> {* <因子> |/ <因子>} <因子> →ID|NUM| ‘(’<表达式>‘)’ <关系运算符> →<|<=|>|>=|==|!= 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图） 编译原理课程设计实验报告-(川大张兵) 编译原理课程设计报告 课题名称： C-词法扫描器及语法分析器实现 提交文档学生姓名：刘佳玉 提交文档学生学号： 2012141461134 同组成员名单：无 指导教师姓名：张兵 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间： 2015 年 6 月 10 日 1、课程设计目标 学生在学习《编译原理》课程过程中，结合各章节的构造编译程序的基本理论，要求用C或C++语言描述及上机调试，实现一个C-Minus 小编译程序（包括词法分析，语法分析等重要子程序），使学生将理论与实际应用结合起来，受到软件设计等开发过程的全面训练，从而提高学生软件开发的能力。 要求：实现scanner和parser功能 2、分析与设计 2.1程序结构 语法分析采用递归下降方法的程序结构： 本程序采用面向对象的思想编写，使用C语言实现，程序分为两部分：词法分析（scan）和语法分析（parse），分别将两个处理阶段写在两个函数中，分别是scan()和parse()，两个函数分别完成词法分析和语法分析的任务。scan()函数主要的工作是检查注释是否合法、词法分析获取token。parse()函数的主要工作是根据scan()词法分析之后的token进行语法分析，生成语法树，最后并输出语法树。 2.2程序流程 递归下降方法的程序流程图 2.3词法分析 2.3.1代码结构分析 词法分析阶段的代码写在一个函数中——scan()。main函数读取程序数据，将其存储在一 个二维数组中，调用函数zhushierror()，确定程序是否存在注释错误，注释的错误主要是注释的符号不匹配。如果不存在注释错误，则调用scan()函数进行词法分析，否则报错。词法分析是对输入的数据一个字符一个字符的分析，将所分析出来的token存储在一个vector数组中，方便后面语法分析时调用。词法分析没有什么错误限制，基本不会报错。所以在分析的同时，就会将所分析出的token输出 2.3.2token定义和类型 token结构体定义如下： struct token//token结构体 { Tokentype tokentype;//token类型 char tokenstring[1100];//token串 int lineno;//token行号 }; token类型： //定义的T oken的类型(29种)，分别对应于else、if、int、return、void、while、 //+、-、*、/、<、<=、>、>=、==、 /////!=、=、;、,、(、)、[、]、{、}、num、id、错误、结束《编译原理》课程实验报告(词法分析)完整版
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