IF-ELSE条件语句的翻译程序设计(LR方法、输出四元式)

1、精选优质文档-倾情为你奉上目录10本科生课程设计成绩评定表.22IF-ELSE条件语句的翻译程序设计（LR方法、输出四元式）1 系统描述（问题域描述）对条件语句： if 布尔表达式then赋值语句 else 赋值语句， 进行词法，LR(1)语法分析，并根据语法制导翻译方法将条件语句翻译成四元式中间代码形式，最后输出翻译后的四元式代码。2 文法及属性文法的描述2.1文法GS: S->CS S->TS S->A C->if E then T->CS else T->else其中，E代表布尔表达式，可由界符（）括起来，A代表赋值表达式。在这里E、A都代表终结符，具

2、体的表达式在程序会判断其类型。2.2 属性文法S->C S S.clain:=merge(C.clain,S.clain)S->T S S.clain:=merge(T.clain,S.clain)S->A S.clain:0/* 空链 */C->if E then backpatch(E.true,nextstat) C.clain:=E.falseT->C S else q:=nextstatEmit(GOTO )Backpatch(C.clain,nextstat)T.clain:=merge(S.clain,q)3 语法分析方法描述及语法分析表设计3.1语

3、法分析方法描述3.11 LR方法的基本思想一个LR分析器实质上是一个带先进后出存储器的确定有限状态自动机。我们将把“历史”和“展望”材料综合地抽象成某些“状态”。分析栈用来存放状态。栈里的每个状态概括了从分析开始直到某一归约阶段的全部“历史”和“展望”资料。任何时候，栈顶的状态都代表了整个的历史和已推测出的展望。因此，在任何时候都可从栈顶状态得知所想了解的一切，而绝对没有必要从称底而上翻阅整个栈。LR分析器的每一步工作都是由栈顶状态和现行输入符号所唯一决定的。为了有助于明确归约手续，我们把已归约出的文法符号串也同时放在栈里。于是，我们可以把栈的结构看成是:栈的每一项内容包括状态S和文法符号X两

4、部分。（S0，#）为分析开始前预先放到栈里的初始状态和句子括号。栈顶状态为SM，符号串X1X2.XM是至今已移进归约出的部分。3.1.2 LR分析器模型LR分析器模型如下图:LR分析器的核心部分是一张分析表。这张分析表包括两部分，一是“动作”（ACTION）表，另一个是“状态转换表”（GOTO）表。它们都是二维数组。ACTIONs，a规定了当状态s面临输入符号a时应采取什么动作。GOTOs，a规定了状态s面对文法符号X（终结符或非终结符）时下一个状态是什么。显然GOTOS，x定义了一个以文法符号为字母表的DFA。每一项ACTIONs，a所规定的动作不外是下述四种可能之一：1.移进 把（S，A）

5、的下一状态SGOTOS，A和输入符号A推进栈，下一输入符号变成现行输入状态。2.规约 指用某一产生式A> 进行规约。假若 的长度为r，归约动作是A，去除栈顶的r个项，使状态Sm-r变成栈顶状态，然后把（Sm-r，A）的下一状态S1GOTOSm-r,A和文法符号A推进栈。归约动作不改变现行输入符号。执行归约动作意味着（Xm-r+1.Xm）已呈现于栈顶而且是一个相对于A的句柄。3.接受 宣布分析成功，停止分析器的工作。4.报错 发现源程序含有错误，调用出错处理程序。LR分析器的总控程序本身的工作是非常简单。它的任何一步只需要按栈顶状态和现行输入符号a执行ACTIONS，a所规定的动作。不管什

6、么分析表，总控程序都是一样地工作。一个LR分析器的工作过程可看成是栈里的状态序列，已归约串和输入串所构成的三元式的变化过程。分析地的初始三元式（S0,#,a1a2an#）其中，S0为分析器的初态；#为句子的左括号；a1a2an为输入串；其后的#为结束符。分析过程每步的结果可表示为（s0s1sm,# X1X2,ai.an#）分析器的下一步动作是由栈顶状态Sm和现行输入符号ai所唯一决定。即，执行ACTIONSm,ai所规定的动作。经执行每种可能的动作之后，三元式的变化的情形是：（1）若ACTIONSm,ai为移进，且S=GOTOSm,ai,则三元式变成： （S0S1Sm,#X1X2Xmaian#

7、）（2）若ACTIONSm,aiA> ，则按产生式A> 进行归约。此时三元式变为 (S0S1Sm-rS,#X1Xm-rA,aiai+1an#) 此处S GOTOSm-r,A，r为 的长度， Xm-r+1Xm。（3）若ACTIONSm,ai为：接受，则三元式不再变化，变化过程终止，宣布分析成功。（4）若ACTIONSm,ai为“报错”，则三元式的变化过程终止，报告错误。 一个LR分析器的工作过程就是一步一步地变换三元式，直至执行“接受”或“报错”为止。3.2语法分析表设计在做语法分析前需建立SLR(1)语法分析表ACTIONGOTOiteAE#SCT0S5S4S1S2S31ACC2S

8、5S4S6S2S33S5S4S10S2S34r3r35S86S7r17r5r58S99r4r410r2r2此表中引用记号的意义是：（1）Sj 把下一状态j和现行输入符号移进栈；（2）rj 按第j个产生式进行规约；（3）acc 接受；（4）空白格 出错标志，报错；4中间代码形式的描述及中间代码序列的结构设计4.1中间代码形式的描述四元式是一种比较普遍采用的中间代码形式。四元式的四个组成部分是：操作符OP，第一个和第二个运算 对象ARG1和ARG2及运算结果RESULT。运算对象和运算结果有时指用户自己定义的变量，有时指编译程序引进的临时变量。例如a:=b*c+b*d的四元式表示如下：(1) (*

9、,b,c,t1)(2) (*,b,d,t2)(3) (+,t1,t2,t3)(4) (:=,t3,-,a)4.2中间代码序列的结构设计If E then A1else A2100 （关于E的布尔表达式）101 （goto, - , - ,104）102 (关于A1的赋值表达式)103 （goto, - , - ,105）104 (关于A2的赋值表达式)105 exit5 编译系统的概要设计本课程设计需要写一个条件语句的LR文法及其属性文法，运用LR分析方法对此文法进行语法和语义分析，中间代码采用四元式输出。在这个条件语句的翻译分析程序设计中，主要通过以下四个过程来完成：1.词法分析。由于编译程

10、序是在单词的级别上来分析和翻译源程序的，那么在这里，词法分析的任务是：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个一个的单词符号，把作为字符串的源程序改造成为单词符号串的中间程序。所以词法分析是编译的基础。在此程序中是将词法分析作为一遍处理的，通过一次分析把全部的字符串都分析完成，并将其保存在数组中便于下一步进行语法分析。 2.语法分析。在完成词法分析的基础上对条件语句进行语法分析，在这里我采用了自下而上分析法SLR(1)分析方法，来分析判定程序的语法结构是否符合语法规则，在分析前首先要构造SLR(1)分析表，然后在进行语法分析，在此程序中，以；为结束符号来判断一条条的条件语句，并且独立的对每

11、条语句进行语法分析。并把算法中的移近、规约操作3.语义分析、输出四元式。在进行语法分析的同时进行语义分析，在此次设计中式将二者结合起来作为一遍进行处理的。在进行语义时同时生成中间语言四元式。4.出错处理。如果在词法分析时遇到非法字符就会输出出错信息，同时输出从出错点开始往后的一串字符，但是它仍然能跳过该非法字符继续分析；如果在语法分析中有错误的话，就会显示在DOS环境下输出“ERROR”,但是它能跳过出错的地方继续往后执行，分析出一部分结果并保存在文件中。6 详细的算法描述6.1系统流程图开始词法分析语法分析出错处理语义分析中间代码生成 结束初始化语法6.2算法描述本程序中，选用C+程序设计语

12、言的部分常用的单词作为词法分析的对象，词法分析后，将识别的所有单词符号以及相关信息保存在数组中，以便后面语法分析和语意分析及中间代码生成使用，同时将识别出的单词符号输出到文件中，并分类别地存储到相应的数组中一便进行查看。采用SLR(1)分析法，生成状态表，然后根据栈的移近、移出生成分析过程表。在经过语法、语义分析之后，生成中间代码四元式，同时进行出错管理。void initGrammar();/初始化产生式表bool isJchar(char c)/检测是否为分界符int word() /进行词法分析，并存到fenxi.txt文件中wnode* lexcial(wnode *head)/把词法

13、分析得来的词分类别放到表达式数组int check(int s,char v);/查LR分析表void gammarAnalysis(wnode *head);/语法分析及进行相应的语义操作并产生四元式void showS(int opS,int tops,char opC,int topc,wnode *hp);/显示分析栈的内源程序代码：# include <iostream>#include<fstream>#include<math.h># include <string>#include<iomanip>#include &

14、lt;fstream>using namespace std;char Filename100;struct wnodechar id;int n;/编号char text20;wnode * next;struct Gnode/存储产生式string gen;int id;Gnode grammar6;void initGrammar();/初始化产生式表wnode* lexcial(wnode *head);int check(int s,char v);/查LR分析表void gammarAnalysis(wnode *head);/语法分析及进行相应的语义操作并产生四元式void

15、 showS(int opS,int tops,char opC,int topc,wnode *hp);/显示分析栈的内容/用于if-else分析 int LR119=/_ACTION_|_GOTO_/ i t e A E # S C T105, 0, 0,104, 0, 0,101,102,103,/0 0, 0, 0, 0, 0, -1, 0, 0, 0,/1105, 0, 0,104, 0, 0,106,102,103,/2105, 0, 0,104, 0, 0,110,102,103,/3 0, 0, 3, 0, 0, 3, 0, 0, 0,/4 0, 0, 0, 0,108, 0,

16、 0, 0, 0,/5 0, 0,107, 0, 0, 1, 0, 0, 0,/6 5, 0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 0,/7 0,109, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,/8 4, 0, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 0,/9 0, 0, 2, 0, 0, 2, 0, 0, 0 /10;void initGrammar()grammar0.gen="S'->S"grammar0.id=0;grammar1.gen="S->CS"grammar1.id=1;grammar2.gen="S->

17、;TS"grammar2.id=2;grammar3.gen="S->A"grammar3.id=3;grammar4.gen="C->if E then"grammar4.id=4;grammar5.gen="T->CS else"grammar5.id=5;cout<<"所用文法:"<<endl;int i,j;for(i=1;i<6;i+)cout<<grammari.id-1<<'t'<<gramm

18、ari.gen<<endl;cout<<"5"<<'t'<<"T->else"<<endl;cout<<"注：i-if t-then e-else"<<endl;cout<<" E布尔表达式（在语法分析中看成是终结符）"<<endl;cout<<" A赋值语句（在语法分析中看成是终结符）"<<endl;cout<<"SLR

19、(1)分析表："<<endl;cout<<setw(22)<<"ACTION"<<setw(18)<<"|"<<setw(10)<<"GOTO"<<endl;cout<<setw(8)<<"i"<<setw(6)<<"t"<<setw(6)<<"e"<<setw(6)<<&qu

20、ot;A"<<setw(6)<<"E"<<setw(6)<<"#"<<setw(6)<<"S"<<setw(6)<<"C"<<setw(6)<<"T"<<endl;for(i=0;i<11;i+)cout<<setw(2)<<i;for(j=0;j<9;j+)if(LRij>=110)cout<<set

21、w(4)<<"S"<<LRij-100;else if(LRij>100)cout<<setw(5)<<"S"<<LRij-100;else if(LRij>0)cout<<setw(5)<<"r"<<LRij;else if(LRij=0)cout<<setw(6)<<" "else cout<<setw(6)<<"ACC"cout<

22、<endl;bool isJchar(char c)/检测是否为分界符bool r=false;switch(c)case ' ':case 'n':case '':r=true;break;default:;return r;int word()char ch=' 'int num=0;ifstream source("source.txt");ofstream fenxi("fenxi.txt");char yunsuanfu11='+','-',&

23、#39;*','/','<','>','=','!','%','&','|'char jiefu9=',','','(',')','','','','','#'char *guanjianzi20="int","if","else",&qu

24、ot;then","do","while","break","continue","switch","return","when","for","double","main","break","include","short","long","float","char"

25、,;char *biaoshifu100="0" / while(!source.eof()source.get(ch);char shuzi20=""int i=1;if(ch>='0'&&ch<='9') /判断数字shuzi0=ch;source.get(ch);while(ch>='0'&&ch<='9')|ch='.')&&!source.eof()cout<<ch; shuzii+

26、=ch;source.get(ch);fenxi<<shuzi<<"数字"<<endl;for(i=0;i<=10;i+) /运算符判断if(ch=yunsuanfui)fenxi<<ch<<"运算符"<<endl;for(i=0;i<9;i+) /界符if(ch=jiefui)fenxi<<ch<<"界符"<<endl;if(ch>='a'&&ch<='z'

27、;) /关键字判断char str120;int sign=0;int n=0;while(ch>='a'&&ch<='z')|(ch>='0'&&ch<='9')|ch='_')&&!source.eof()str1n=ch;source.get(ch);n+;str1n='0'for(i=0;i<20;i+)if(!strcmp(str1,guanjianzii)fenxi<<str1<<&qu

28、ot;关键字"<<endl;sign=1;if(sign=0)fenxi<<str1<<"标识符"<<endl;for(i=0;i<=10;i+) /运算符判断 if(ch=yunsuanfui) fenxi<<ch<<"运算符"<<endl; for(i=0;i<9;i+) /界符 if(ch=jiefui) fenxi<<ch<<"界符"<<endl; fenxi.close();sourc

29、e.close();return 0;wnode* lexcial(wnode *head) string str; int loc=-1; char c; int i,k=0,mark=0; int Acount=0,Ecount=0; wnode *p,*q; p=head; q=new wnode; q->text0='0' q->n=0; q->next=NULL; fstream infile(Filename);/根据输入的路径名来打开这个文件 while (infile.get(c) if(isJchar(c) if(mark=1) q->

30、textk='0' for(i=0;q->texti!='0'i+) if(q->texti='=') loc=i; if(p->id='i') q->id='E'q->n=+Ecount; else if(loc!=-1) q->id='A'q->n=+Acount; else q->id=q->text0; if(q->id='i') head->n+; p->next=q; p=q; mark=0; els

31、e if(mark=0) q=new wnode; q->n=0; q->next=NULL; loc=-1; k=0; mark=1; q->textk+=c; /在末尾加上一个'#' q=new wnode; q->next=NULL; q->id='#' q->text0='0' q->n=0; p->next=q; return head;/语法分析void gammarAnalysis(wnode *head)char E20;char A20;char r,d1,d2;int tn=0,

32、en=head->n;ofstream table;table.open("siyuanshi.txt");if(!table)cout<<"Cannot open output file!"<<endl;exit(1); cout<<"语法分析过程："<<endl; cout<<"分析栈 输入串 操作"<<endl;int opS20;/记录状态，状态栈char opC20;/记录符号，符号栈int mark=-1,i,count=0;

33、int loc=99;/指示程序指令地址char c;wnode *p;p=head->next;int tops=0;int topc=0;opStops=0;opCtopc='#'while(p)showS(opS,tops,opC,topc,p);if(tops<topc)c=opCtops+1;else c=p->id;if(c='E')for(i=0;i<20&&p->texti!='0'i+)Ei=p->texti;Ei='0'if(c='A')for

34、(i=0;i<20&&p->texti!='0'i+)Ai=p->texti;Ai+=''Ai='0'mark=check(opStops,c);switch(mark)case -1:cout<<'t'<<"语法分析,翻译成功"<<endl;table<<+loc;table.close();return;case 1:tops=tops-2;topc=topc-1;opCtopc='S'cout<<

35、't'<<'t'<<" 归约 "<<grammar1.gen<<endl;break;case 2:tops=tops-2;topc=topc-1;opCtopc='S'cout<<'t'<<'t'<<" 归约 "<<grammar2.gen<<endl;break;case 3:tops=tops-1;topc=topc-0;opCtopc='S'co

36、ut<<'t'<<'t'<<" 归约 "<<grammar3.gen<<endl;r=A3;d1=A2;d2=A4;table<<+loc<<"t("<<r<<'t'<<d1<<'t'<<d2<<'t'<<'T'<<+tn<<')'<<endl

37、;table<<+loc<<"t("<<'='<<'t'<<'T'<<tn<<'t'<<'t'<<A0<<')'<<endl;break;case 4:tops=tops-3;topc=topc-2;opCtopc='C'cout<<'t'<<'t'<<"

38、归约 "<<grammar4.gen<<endl;r=E2;d1=E1;if(r='=')d2=E4;else d2=E3;table<<+loc<<"t("<<r;if(r='=')table<<r<<'t'<<d1<<'t'<<d2<<'t'<<loc+2<<')'<<endl;else table&

39、lt;<'t'<<d1<<'t'<<d2<<'t'<<loc+2<<')'<<endl;if(en=1)table<<+loc<<"t("<<"goto"<<'t'<<'t'<<'t'<<loc+4<<')'<<endl;elseta

40、ble<<+loc<<"t("<<"goto"<<'t'<<'t'<<'t'<<loc+4+2*(en)<<')'<<endl;break;case 5:tops=tops-3;topc=topc-2;opCtopc='T'cout<<'t'<<'t'<<" 归约 "<<

41、grammar5.gen<<endl;table<<+loc<<"t("<<"goto"<<'t'<<'t'<<'t'<<loc+3<<')'<<endl;break;case 101: case 102:case 103:case 104: case 105:case 106: case 107: case 108:case 109:case 110:if(tops=to

42、pc)p=p->next;opS+tops=mark-100;if(tops>topc)opC+topc=c; cout<<'t'<<'t'<<" 移入"<<endl;break;case 0:cout<<"ERROR!"<<endl;return;void showS(int opS,int tops,char opC,int topc,wnode *hp)/cout<<endl;int i=0,j=0;wnode *tp=h

43、p;for(i=0;i<=topc;i+)cout<<opCi;cout<<'t'while(tp)cout<<tp->id;tp=tp->next;cout<<endl;for(i=0;i<=tops;i+)cout<<opSi;/cout<<endl;int check(int s,char v)int t=-1;switch(v)case 'i':t=0;break;case 't':t=1;break;case 'e':t=2;

44、break;case 'A':t=3;break;case 'E':t=4;break;case '#':t=5;break;case 'S':t=6;break;case 'C':t=7;break;case 'T':t=8;break;default:;int r=LRst;return r;int main() FILE *fp; int n=100; cout<<"n*IF-ELSE条件语句的翻译程序设计（LR方法、输出四元式）*"<<endl;

45、initGrammar(); cout<<"请输入文件名:" cin.getline(Filename,n); fp=fopen(Filename,"r"); while (fp=NULL)/若打入的文件没有，则提示继续打入有效的路径名 cout<<"Sorry,文件不存在!"<<endl; cout<<"请重新输入文件名:" cin.getline(Filename,n); fp=fopen(Filename,"r"); wnode *wlist; wlist=new wnode; wlist->id='#&#