编译原理-可编程计算器.doc

郑州大学软件学院可编程计算器（项目报告）专 业： 计算机辅助设计专业 院（系）： 软件学院 学生姓名： 古双军 学号：20097720219 学生姓名： 孔德汉 学号：20097720225 学生姓名： 孟晓帆 学号：20097720240 学生姓名： 周 干 学号：20097720267 完成时间： 2012年6月 18日 年 月 日1、编译器的功能 支持数值运算、逻辑运算和字符串运算，不区分大小写。 其中优先级定义 + - * / % mod = = = = != & & | | and or not xor sin cos min max left right abs if round pi 可实现自顶向下的词法运算。 1）词法分析TokenKeywordFactory：用于处理关键字TokenSymbolFactory：用于处理运算符TokenStringFactory：用于处理字符串TokenNumberFactory：用于处理数字这里的处理过程是1.取字符“1”，转到TokenNumberFactory，把分析取到的字符串“123.3”转换为TokenNumber并存到TokenList中2.取字符“*”，转到TokenSymbolFactory，把“*”转换成TokenMultiply并存到TokenList中3.取字符“2”，转到TokenNumberFactory，把分析取到的字符串“2”转换为TokenNumber并存到TokenList中4.取字符“- ”，转到TokenSymbolFactory，把“-”转换成TokenMinus并存到TokenList中5.取字符“( ”，转到TokenSymbolFactory，把“(”转换成TokenLeftBracket并存到TokenList中6.取字符“2”，转到TokenNumberFactory，把分析取到的字符串“24”转换为TokenNumber并存到TokenList中7.取字符“+”，转到TokenSymbolFactory，把“+”转换成TokenPlus并存到TokenList中8.取字符“3”，转到TokenNumberFactory，把分析取到的字符串“34”转换为TokenNumber并存到TokenList中9.取字符“) ”，转到TokenSymbolFactory，把“)”转换成TokenRightBracket并存到TokenList中 2）语法分析1. 列表分析状态：TokenValue(3)TokenMultiplayTokenValue(7).TokenValue(3)栈底堆栈分析：当前堆栈为空，将当前分析的TokenRecord压栈。对应列表 2. 列表分析状态：TokenValue(3)TokenMultiplyTokenValue(7).TokenMultiply栈底堆栈分析：栈顶为TokenValue，当前TokenRecord为TokenMultiply，TokenValue优先级最高。遵循高出低入原则，将TokenValue弹栈并添加到TokenMultiply的ChildList中，然后将TokenMultiplay压栈。3. 列表分析状态.TokenMultiplyTokenValue(7)TokenPlus.堆栈分析：栈顶为TokenMultiplay，当前TokenRecord为TokenValue，TokenMultiply优先级高于TokenValue，则将TokenValue加入TokenMultiplay的ChildList中。4. 列表分析状态TokenValue(7)TokenPlusTokenValue(56).TokenPlus栈底堆栈对应视图5. 列表分析状态TokenPlusTokenValue(56)TokenDivide.TokenValue(56)TokenPlus栈底堆栈分析：栈顶为TokenPlus，当前TokenRecord为TokenValue，TokenPlus优先级低于TokenValue。遵循高出低入原则，不需要弹栈，直接将TokenValue压栈。 堆栈对应视图6. 列表分析状态TokenValue(56)TokenDivideTokenValue(8).TokenDivideTokenPlus栈底堆栈分析：栈顶为TokenValue，当前TokenRecord为TokenDivide，TokenValue优先级高于TokenDivide。遵循高出低入原则，将TokenValue弹栈并加入TokenDivide的ChildList中。此时栈顶为TokenPlus，TokenDivide优先级高于TokenPlus，遵循高出低入原则，将TokenDivide压栈。 堆栈对应视图 7. 列表分析状态TokenDivideTokenValue(8)TokenMinus.TokenDivideTokenPlus栈底堆栈分析：栈顶为TokenDivide，当前TokenRecord为TokenValue，TokenDivide优先级高于TokenValue。遵循高出低入原则，将TokenValue加入TokenDivide的ChildList中 堆栈对应视图8. 列表分析状态TokenValue(8)TokenMinusTokenValue(2)堆栈分析：栈顶为TokenDivide，当前TokenRecord为TokenMinus，TokenDivde优先级高于TokenMinus。遵循高出低入原则，将TokenDivide弹栈到临时变量。检测到堆栈不为空，此时栈顶为TokenPlus，TokenPlus优先级和TokenMinus一样。这里相同优先级的按高优先级处理，遵循高出低入原则，则将临时变量中的TokenDivide加入高优先级TokenPlus的ChildList中。继续用高出低入原则，将TokenPlus弹栈并加入TokenMinus的ChildList中，再将TokenMinus压栈。TokenMinus栈底堆栈对应视图 9. 列表分析状态TokenMinusTokenValue(2)TokenMultiply.TokenValue(2)TokenMinus栈底堆栈分析：栈顶是TokenMinus，当前TokenRecord是TokenValue，TokenMinus优先级低于TokenValue。遵循高出低入原则，将TokenValue压栈。堆栈对应视图10. 列表分析状态TokenValue(2)TokenMultiplyTokenValue(5)TokenMultiplyTokenMinus栈底堆栈分析：栈顶是TokenValue，当前TokenRecord是TokenMultiply，TokenValue优先级高于TokenMultiply。遵循高出低入原则，将TokenValue弹栈到临时变量，检测堆栈不为空，此时栈顶为TokenMinus，TokenMinus优先级低于TokenMultiply，则将临时变量中的TokenValue加入TokenMultiplay的ChildList中。遵循高出低入原则，将TokenMultiplay加入到栈顶TokenMinus的ChildList中。 堆栈对应树视图： 11. 列表分析状态TokenValue(2)TokenMultiplyTokenValue(5)TokenMultiplyTokenMinus栈底堆栈分析：栈顶是TokenMultiply，当前是TokenValue，TokenMultiply优先级高于TokenValue。遵循高出低入原则，将TokenValue加入TokenMultiply的ChildList中。 堆栈对应视图12. 列表分析状态此时列表分析结束，堆栈不为空，需要对堆栈进行处理。经过上面的堆栈分析，遵循高出低入原则，堆栈中的TokenRecord肯定是栈底优先级最低，栈顶优先级最高。只需要将堆栈中的TokenRecord依次弹栈，然后加入到新栈顶的ChildList中即可。最后弹栈的一个TokenRecord就是整个树视图的根节点，也就是返回值。到此，堆栈为空，也得到了预期的树视图，返回根节点TokenRecord即可。 2、 使用说明在左侧计算表达式一栏中选择计算所需要的关键字和运算符，即可计算出结果（支持多行运算）在执行完运行结果后，可点击右侧语法树分析一栏观看语法书运算顺序。3、编译技术本编译器采用C#编写核心代码为：/ / 表达式分析计算类，功能入口 / / Author:Alex Leo public class SyntaxAnalyse / / 构造函数 / / Author:Alex Leo; Date:2007-8-2 public SyntaxAnalyse() / / 分析语句并返回记号记录对象 / / 运算表达式 / 顶级TokenRecord对象 public TokenRecord Analyse(string Code) if (Code.Trim().Equals(string.Empty) return new TokenValue(0,1); List ListToken = new List();/TokenRecord列表 int intIndex = 0; TokenFactory.LexicalAnalysis(ListToken, Code, ref intIndex);/词法分析，将代码转换为TokenRecord列表 /语法树分析，将Token列表按优先级转换为树 TokenRecord TokenTop = SyntaxTreeAnalyse.SyntaxTreeGetTopTokenAnalyse(ListToken, 0, ListToken.Count - 1); TokenTop.Execute(); return TokenTop; 首先是词法分析，得到一个记号对象列表List，然后进行语法分析，调用SyntaxTreeAnalyse的SnytaxTreeGetTopTokenAnalyse方法，分析出顶级记号对象，这样一棵树就出来了。接下来执行顶级节点的Execute方法，该方法中首先会执行下级节点的Execute方法，然后再针对下级节点的值执行自身的运算。所有的TokenRecord都是这样的模式，逐级递归调用，最后得到计算结果。TokenRe