江蘇大學編譯課程設計

第19頁編譯技術(shù)課程設計班級學號姓名指導老師2015年6月

目錄TOC\o"1-3"\h\u20597一、目的 218106二﹑題目 215979三、要求 217037四、實驗環(huán)境 217532五、系統(tǒng)實現(xiàn) 3255621.詞法分析 3260262.語法分析 746573.中間代碼 8168104.錯誤處理 1329508六、程序運行結(jié)果 14165961.成功用例 1424902.出錯處理用例 1520537七、總結(jié) 18

一、目的<<編譯技術(shù)>>是理論與實踐并重的課程，而其課程設計要綜合運用一、二年級所學的多門課程的內(nèi)容，用來完成一個小型編譯程序。從而鞏固和加強對詞法分析、語法分析、語義分析、代碼生成和報錯處理等理論的認識和理解；培養(yǎng)學生對完整系統(tǒng)的獨立分析和設計的能力，進一步培養(yǎng)學生的獨立編程能力。二﹑題目表達式的小型編譯器三、要求表達式的小型編譯器：詞法分析產(chǎn)生語言的單詞序列語法分析能識別由加+乘*括號（）操作數(shù)（變量或常數(shù)）所組成的算術(shù)表達式，其文法如下：E→E+T|TT→T*F|FF→(E)|i使用的分析方法可以是：遞歸下降分析法或LR分析法。中間代碼生成產(chǎn)生上述算術(shù)表達式的中間代碼錯誤處理給出錯誤信息輸入：算術(shù)表達式輸出：符號表，常數(shù)表。遞歸下降分析法：遞歸調(diào)用過程/LR分析法：語義棧和符號棧四元式序列四、實驗環(huán)境操作系統(tǒng)：Win8.1實驗軟件：VisualStudio2013五、系統(tǒng)實現(xiàn)1.詞法分析（1）單詞符號表單詞符號種別編碼助記符內(nèi)碼值while1while--if2if--Else3else--switch4switch--case5case--標識符6idid在符號表中的位置常數(shù)7numnum在常數(shù)表中的位置+8+9*10*--<=11relopLE<11relopLT==11relopEQ=12=--;13;--(14(--)15)--#16#--狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（只畫出算數(shù)表達式需要部分）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單詞二元式：（單詞種別，單詞自身的值）符號表：（表序號，符號表自身的值）常數(shù)表：（表序號，常數(shù)表自身的值）函數(shù)說明//判斷是否為字母boolletter(){ if((('a'<=character)&&(character<='z'))||(('A'<=character)&&(character<='Z'))) returntrue; else returnfalse;}//判斷是否為數(shù)字booldigit(){ if(('0'<=character)&&(character<='9')) returntrue; else returnfalse;}//將token中的字符串與character的字符連接voidconcatenation(){ token[a]=character; a++; p++; character=in[p];}//掃描指針回退一個字符voidretract(){ p--;}//將token中的字符串與關(guān)鍵字比較intreserve(){ stringTo=token; for(intj=0;j<5;j++){ if(To==keyword[j]){ returnj+1; break; } } return0;}//變量表去重intvarilist(stringtoken){ inti; for(i=0;i<a1;i++) { if(token==blmb[i]) { break; } } if(i==a1) { blmb[a1]=token; a1++; } return0;}//常數(shù)表去重intconslist(){ inti; for(i=0;i<b;i++) { if(token==csb[i]) { break; } } if(i==b) { csb[b]=token; b++; } return0;}//顯示變量名表voidshowVari(){ cout<<endl; cout<<"變量名表"<<endl; for(inti=0;i<a1;i++) { cout<<i<<""<<blmb[i]<<endl; }}//顯示常量名表voidshowCons(){ cout<<endl; cout<<"常數(shù)表"<<endl; for(inti=0;i<b;i++) { cout<<i<<""<<csb[i]<<endl; }}2.語法分析（1）分析方法說明LR分析法指從左至右掃描和自底向上的語法分析，且在分析的每一步，只須根據(jù)分析棧當前已移進和歸約出的全部文法符號，并至多再向前查看K個輸入符號，就能確定相對于某一產(chǎn)生式左部符號的句柄是否已在分析棧的頂部形成，從而也就可以確定當前所應采取的分析動作(是移進還是按某一產(chǎn)生式進行歸約等)。每一項ACTION[s,a]所規(guī)定的動作是以下四種情況之一：(1)移進：使(s,a)的下一狀態(tài)s'=ACTION[s,a]和輸入符號a進棧(注：對終結(jié)符a來說，下一狀態(tài)s'=GOTO[s,a]的值實際上是放在ACTION[s,a]中的)，下一輸入符號變成現(xiàn)行輸入符號。(2)歸約：指用某一產(chǎn)生式A→β進行歸約。假若β的長度為γ，則歸約的動作是去掉棧頂?shù)摩脗€項，即使狀態(tài)sm-γ變成棧頂狀態(tài)，然后使(sm-γ,A)的下一狀態(tài)s'=GOTO[sm-γ,A]和文法符號(非終結(jié)符)A進棧。歸約的動作不改變現(xiàn)行輸入符號，執(zhí)行歸約的動作意味著呈現(xiàn)于棧頂?shù)姆柎甔m-γ+1…Xm是一個相對于A的句柄。(3)接受：宣布分析成功，停止分析器的工作。(4)報錯：報告發(fā)現(xiàn)源程序含有錯誤，調(diào)用出錯處理程序。LR分析器的總控程序本身的工作十分簡單，它的任何一步只需按分析棧的棧頂狀態(tài)s和現(xiàn)行輸入符號a執(zhí)行ACTION[s,a]所規(guī)定的動作即可。文法LR分析表如下：狀態(tài)ACTIONGOTOi+*()#E0S3S211S4S5acc2S3S263r4r4r4r44S3S275S3S286S4S5S97r1S5r1r18r2r2r2r29r3r3r3r3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：（3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)stack<int>status; //狀態(tài)棧stack<char>sign;//符號棧函數(shù)說明voidshowLR()//棧遍歷3.中間代碼（1）屬性文法 產(chǎn)生式 語義規(guī)則 (1)?S→E print(E.val) (2)?E→E(1)+T E.val=E(1).val+T.val (3)?E→T E.val=T.val (4)?T→T(1)*F T.val=T(1).val*F.val (5)?T→T(1) T.val=T(1).val (6)?F→(E) F.val=E.val (7)?F→i F.val=i.lexval數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)stack<string>yuyi;//語義棧yuyi.push();//入棧yuyi.pop();//出棧stringv1,v2,v3,v4;//四元式v1="+"/"*"http://四元式第一位顯示操作符v2=tempYuyiPush.top();//四元式第二位顯示操作數(shù)v3=tempYuyiPush.top();//四元式第三位顯示操作數(shù)v4=intToStr(strToInt(v2)+strToInt(v3));//四元式第四位顯示結(jié)果函數(shù)說明voidyffxSolve()//規(guī)約和移進處理，以及四元式的輸出{ stack<string>tempYuyiPush; showLR(); inti=-1; if(cifa[m][0]=="6"||cifa[m][0]=="7"){//標識符或數(shù)字 i=0; } if(cifa[m][0]=="8"){//+ i=1; } if(cifa[m][0]=="10"){//* i=2; } if(cifa[m][0]=="14"){//（ i=3; } if(cifa[m][0]=="15"){//） i=4; } if(cifa[m][0]=="16"){//# i=5; } if(i==-1){ cout<<"輸入了錯誤的種別編碼"<<endl; m++; return; } if(action[status.top()-48][i]>0) { if(action[status.top()-48][i]>100) { if(action[status.top()-48][i]==1000) { cout<<"acc"<<endl; system("pause"); exit(0); } //規(guī)約 ints=action[status.top()-48][i]-100; for(intj=0;j<gyLen[s-1];j++) { if(s!=4) { tempYuyiPush.push(yuyi.top()); yuyi.pop(); } status.pop(); sign.pop(); } intcurrent=status.top(); status.push(action[current-48][6]+48); sign.push('E'); if(s==4) { } else{ v2=tempYuyiPush.top(); tempYuyiPush.pop(); stringv2plus5=tempYuyiPush.top(); tempYuyiPush.pop(); v3=tempYuyiPush.top(); tempYuyiPush.pop(); if(isdigit(v2)&&isdigit(v3)) { if(s==1) { v4=intToStr(strToInt(v2)+strToInt(v3)); } if(s==2) { v4=intToStr(strToInt(v2)*strToInt(v3)); } yuyi.push(v4); } else{ if(v2=="_"&&isdigit(v2plus5)&&v3=="_") { v4=v2plus5; yuyi.push(v4); } else{ stringtempNum=intToStr(yuyiNum); stringtempS="T"+tempNum; yuyiNum++; yuyi.push(tempS); v4=tempS; } } if(s==1) { v1="+"; } if(s==2) { v1="*"; } } } else { //移進 status.push(action[status.top()-48][i]+48); sign.push(inputSign[i]); if(cifa[m][0]=="6"||cifa[m][0]=="7") { if(cifa[m][0]=="6") { yuyi.push(cifa[m][1]); } else{ stringstreams1; s1<<cifa[m][1]; stringtempVal; s1>>tempVal; yuyi.push(tempVal); } } else{ yuyi.push("_"); } m++; } } else { interr=action[status.top()-48][i]; cout<<"第"<<m+1<<"個單詞錯誤："<<"\t"<<showErr[err+12]<<endl; system("pause"); m++; } lrNum++;}流程圖4.錯誤處理（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在分析表的空格中分別確定各種不同的錯誤類型stringshowErr[12]={ "+前缺少變量或常量", "*前缺少變量或常量", ")前缺少對應(", "連續(xù)的變量或常量,缺少+/*", "(前缺少+/*", "(后缺少常量或變量", "()內(nèi)無表達式", "+后缺少變量或常量", "*后缺少變量或常量", "算數(shù)表達式為空", "缺少對應)", "語法分析錯誤" };(2)函數(shù)說明staticintaction[10][7]={//在分析表的數(shù)組中插入出錯的序列 {3,-12,-11,2,-10,-3,1}, {-9,4,5,-8,-10,1000,-1}, {3,-7,-7,2,-6,-2,6}, {-9,104,104,-8,104,104,-1}, {3,-5,-5,2,-10,-5,7}, {3,-