编译原理课设

1、精选优质文档-倾情为你奉上编译技术课程设计班 级 学 号 姓 名 指导老师 2015年 6月目录一、目的<<编译技术>>是理论与实践并重的课程，而其课程设计要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。二、题目题目1 表达式的小型编译器三、要求1.词法分析产生语言的单词序列 2.语法分析能识别由加+ 乘* 括号（）操作数（变量或常数）所组成的算术表达式，其文法如下：EE+T|TTT*F|FF(E

2、)|i 使用的分析方法可以是：递归下降分析法或LR分析法。 3.代码生成 产生上述算术表达式的中间代码4.错误处理给出错误信息输入：算术表达式输出：符号表，常数表。 归下降分析法：递归调用过程/ LR分析法：语义栈和符号栈四元式序列四、实验环境1.开发环境: Visual Studio 20132.程序语言: C+五、系统实现1.词法分析（1）单词符号表（2）状态转换图 （3）数据结构 （4）函数说明void getonechar() /*从输入的算数表达式中读取一个字符*/void concatenation()/*将token中的字符串与character中的字符并作为token中新的字符

3、串*/bool letter() /*判断character中的字符是否为字母的布尔函数,是则返回true,否侧返回false*/bool digit()/*判断character中的字符是否为数字的布尔函数,是则返回true,否侧返回false */void retract()/*扫描指针回退一个字符,同时将character置为空白*/int reserve() /*将token中的字符查找保留字数组,若是保留字就返回它的种别编码,否则返回0*/void buildlist1()/*将标识符登录到符号表中(value2)*/void buildlist2()/*将常数登录到常数表中(val

4、ue1)*/void resolve()/*词法分析的主要函数,每次识别一个单词,将种别编码放入cf中,填入对应的value1和value*/void cffx()/*词法分析,读入输入的算数表达式,循环执行resolve(),直到所有单词识别完毕*/2.语法分析（1）分析方法说明 本程序采用LR分析法,存在4种动作:移进:使(s,a)的下一个状态s= ACTIONs,a和输入符号a进栈,下一输入符号变成现行输入符号.规约: 指用某一产生式A进行规约,假若的长度为,则规约动作是去掉栈顶的个栈,即是状态Sm-变成栈顶状态,然后使(Sm-,A)的下一状态s=GOTOSm-,A和文法符号A进栈.规约

5、的动作不改变现行输入符号,执行规约的动作意味着呈现于栈顶的符号串Xm-+1Xm是一个相对于A的句柄.接受: 宣布分析成功,停止分析器工作.报错: 报告发现源程序含有错误,调用错误处理程序.（2）文法（3）数据结构#include<stack> /*引入c+标准库*/stack<int> status;/*状态栈*/stack<char> sign; /*符号栈*/（4）函数说明Void initYffx() /*语法分析初始化,状态栈放0,符号栈放#,语义栈放_*/Void showLR()/*遍历状态栈,符号栈,语义栈,并显示出来*/Void yffxSo

6、lve() /*查action二维数组,进行移进,规约处理*/Void yyfx()/*循环执行yffxSolve(),直到分析成功或出现错误*/Void showBlm()/*显示变量名表*/Void showCsb()/*显示常数表*/3.中间代码（1）属性文法 移进时: 如果输入的是终结符,语义栈就移进”_”,如果是非终结符,则语义栈移进对应的常数或变量名.规约时: 如果规约对应的文法是(4)Ei时语义栈不变,对应其他文法时,先pop出栈顶3个元素,再如果是(3)E(E)文法时,语义栈push刚才出栈的第二个元素,如果是(1)EE+E文法时,判断刚才出栈的第一个和第三个元素是否是常数,是

7、则push两个常数的和,否则push临时变量Tn;如果是(1)EE*E文法时,判断刚才出栈的第一个和第三个元素是否是常数,是则push两个常数的积,否则push临时变量Tn;（2）数据结构#include<stack> /*引入c+标准库*/stack<int> yuyi;/*语义栈*/string v1,v2,v3,v4;/*分别表示四元式的参数1,参数2,参数3,参数4*/（3）函数说明语义栈和四元式的产生是在语法分析一起的,在yffxSolve().void yffxSolve()stack<string> tempYuyiPush;showLR();

8、int i = -1;if (cfm = 6 | cfm = 7)i = 0;if (cfm = 8)i = 1;if (cfm = 10)i = 2;if (cfm = 14)i = 3;if (cfm = 15)i = 4;if (cfm = 16)i = 5;if (i = -1) cout << "输入了错误的种别编码" << endl;m+;return;if (actionstatus.top()i > 0)if (actionstatus.top()i > 100)if (actionstatus.top()i = 1000

9、)cout << "acc" << endl;system("pause");exit(0);/*规约*/cout << "gy" << endl;int s = actionstatus.top()i - 100;for (int j = 0; j < gyLens - 1; j+)if (s != 4)tempYuyiPush.push(yuyi.top();yuyi.pop();status.pop();sign.pop();status.push(actionstatus.

10、top()6);sign.push('E');if (s = 4)else v2 = tempYuyiPush.top();tempYuyiPush.pop();string v2plus5 = 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

11、(strToInt(v2) * strToInt(v3);yuyi.push(v4);else if (v2 = "_" && isdigit(v2plus5) && v2 = "_")v4 = v2plus5;yuyi.push(v4);else string tempNum = intToStr(yuyiNum);string tempS = "T" + tempNum;yuyiNum+;yuyi.push(tempS);v4 = tempS;if (s = 1)v1 = "+"

12、if (s = 2)v1 = "*"else/*移近*/cout << "yj" << endl;status.push(actionstatus.top()i);sign.push(inputSigni);if (cfm = 6 | cfm = 7)if (cfm = 6)yuyi.push(value2m);else string tempVal = intToStr(value1m);yuyi.push(tempVal);else yuyi.push("_");m+;elseint err = actio

13、nstatus.top()i;cout << "第" << m << "个单词后" << showErrerr + 12<<endl;system("pause");exit(0);lrNum+;（4）流程图4.错误处理（1）数据结构string showErr12 = "FOUND ERROR: +前缺少变量或常量" ,/*0,e1*/ "FOUND ERROR: *前缺少变量或常量" ,/*1,e2*/ "FOUND ER

14、ROR: )前缺少对应(" ,/*2,e3*/ "FOUND ERROR: 连续的变量或常量,缺少+/*" ,/*3,e4*/ "FOUND ERROR: (前缺少+/*" ,/*4,e5*/ "FOUND ERROR: (后缺少常量或变量" ,/*5,e6*/ "FOUND ERROR: ()内无表达式" ,/*6,e7*/ "FOUND ERROR: +后缺少变量或常量" ,/*7,e8*/ "FOUND ERROR: *后缺少变量或常量" ,/*8,e9*/

15、"FOUND ERROR: 算数表达式为空" ,/*9,e10*/ "FOUND ERROR: 缺少对应)" ,/*10,e11*/ "FOUND ERROR: 语法分析错误" /*11,e12*/; （2）函数说明yffxSolve()中,查action数组时,遇到e时输出错误位置和错误信息,跳过此单词,继续进行语法分析.六、程序运行结果1.连乘2.连加3.加乘混合4.带括号5.常数6.错误的算术表达式1)缺少操作符2)缺少操作数3)不完整的()七、总结通过课程设计更加深入地理解了LR分析法对算数表达式处理的过程,熟悉了编译的四个阶

16、段:词法分析,语法分析,语义分析和中间代码,以及错误处理.在运用c+编写程序时,也熟悉了c+标准库中stack的使用.程序是一段一段写下来的,整个程序没有整体的规划,定义的变量又多又乱,造成许多变量需要不断的修改,而且不利于程序的理解.在对栈处理的时候,发现标准库定义的stack的函数太少,只有pop,push,empty,top,size,没有遍历,需要自己写.程序需要不断修改才能完成.检查时发现:显示错误处理时没有给出错误位置;当出现多个错误时,只能显示第一个错误.完整代码:#include <iostream>#include <string>#include &

17、lt;stack>#include <iomanip>#include <sstream>using namespace std;string str;/*源程序*/char character;/*源程序当前字符*/int p = -1;/*源程序游标*/string token = ""string blz5 = "while", "if", "else", "switch", "case" ;int c; /*标示符种类编码*/int le

18、ngth;/*输入源程序的长度*/int statue = 0;/*判断词法分析完成*/int cf50;/*词法分析后的种类编码数组*/int value150;/*cf对应常数*/string value250;/*cf对应变量名*/int q = 0;/*cf创建的游标*/int m = 0;/*cf语法分析的游标*/string blmb50;/*变量名表*/int a = 0;/*变量名表的游标*/string csb50;/*常数表*/int b = 0;/*常数表的游标*/static int action107 = 3, -12, -11, 2, -10, -3, 1 , -9

19、, 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, -4, -4, 2, -10, -4, 8 , -9, 4, 5, -9, 9, -2, -1 , -9, 101, 5, -9, 101, 101, -1 , -9, 102, 102, -9, 102, 102, -1 , -9, 103, 103, -9, 103, 103, -1 ;stack<int> status;stack<char

20、> sign;stack<string> yuyi;int lrNum = 0;/*分析表步骤号*/char inputSign7 = 'i', '+', '*', '(', ')', '#', 'E' ;/*进栈符号*/int gyLen4 = 3, 3, 3, 1 ;int yuyiNum = 1;/*语义临时变量序号*/string v1, v2, v3, v4;string showErr12 = "发现错误: +前缺少变量或常量" ,/

21、*0,e12*/ "发现错误: *前缺少变量或常量" ,/*1,e11*/ "发现错误: )前缺少对应(" ,/*2,e10*/ "发现错误: 连续的变量或常量,缺少+/*" ,/*3,e9*/ "发现错误: (前缺少+/*" ,/*4,e8*/ "发现错误: (后缺少常量或变量" ,/*5,e7*/ "发现错误: ()内无表达式" ,/*6,e6*/ "发现错误: +后缺少变量或常量" ,/*7,e5*/ "发现错误: *后缺少变量或常量&qu

22、ot; ,/*8,e4*/ "发现错误: 算数表达式为空" ,/*9,e3*/ "发现错误: 缺少对应)" ,/*10,e2*/ "发现错误: 语法分析错误" /*11,e1*/;void getonechar()/*if (p >= length)system("pause");exit(0);*/p+;while (strp = ' '&& strp + 1 = ' ')p+;character = (char)strp;void concatenation

23、()token += character;bool letter()if (character >= 'a' && character <= 'z') | (character >= 'A' && character <= 'Z')return true;elsereturn false;bool digit()if (character >= '0' && character <= '9')return true;

24、elsereturn false;int reserve()for (int i = 0; i < 5; i+)if (token = blzi)return i + 1;return 0;void retract()p-;/*变量名表*/void buildlist1(string token)int i;for (i = 0; i < a; i+)if (token = blmbi)break;if (i = a)blmba = token;a+;value2q = token;/*常数表*/void buildlist2(string token)int i;for (i =

25、 0; i < b; i+)if (token = csbi)break;if (i = b)csbb = token;b+;stringstream ss;ss << token;int num;ss >> num;value1q = num;void resolve()token = ""getonechar();switch (character)case 'a':case 'b':case 'c':case 'd':case 'e':case 'f&

26、#39;:case 'g':case 'h':case 'i':case 'j':case 'k':case 'l':case 'm':case 'n':case 'o':case 'p':case 'q':case 'r':case 's':case 't':case 'u':case 'v':case 'w':case &

27、#39;x':case 'y':case 'z':while (letter() | digit()concatenation();getonechar();retract();c = reserve();if (c = 0)buildlist1(token);cout << "(6, " << token << ")" << endl;cfq = 6;q+;elsecout << "(" << c << &qu

28、ot;, " << blzc - 1 << ")" << endl;cfq = c;q+;break;case '0':case '1':case '2':case '3':case '4':case '5':case '6':case '7':case '8':case '9':while (digit()concatenation();getonechar();ret

29、ract();buildlist2(token);cfq = 7;q+;cout << "(7, " << token << ")" << endl;break;case '+':cfq = 8;q+;cout << "(8, +)" << endl;break;case '-':cfq = 9;q+;cout << "(9, -)" << endl;break;case '(&#

30、39;:cfq = 14;q+;cout << "(14, ()" << endl;break;case ')':cfq = 15;q+;cout << "(15, )" << endl;break;case '*':cfq = 10;q+;cout << "(10, *)" << endl;break;case '<':getonechar();if (character = '=')cfq

31、= 11;q+;cout << "(11, LE)" << endl;elseretract();cfq = 11;q+;cout << "(11, LT)" << endl;break;case '=':getonechar();if (character = '=')cfq = 11;q+;cout << "(11, EQ)" << endl;elseretract();cfq = 12;q+;cout << &qu

32、ot;(12, =)" << endl;break;case '':cfq = 12;q+;cout << "(13, ;)" << endl;break;case '#':cfq = 16;statue = 1;break;case '0':statue = 1;break;case ' ':break;default:cfq = 16;q+;cout << "词法分析 FOUND ERROR" << endl;brea

33、k;void cffx()cout << "请输入源程序:" << endl;statue = 0;getline(cin, str);cout << "*词法分析结果*" << endl;while (true)if (statue = 1)break;resolve();void initYffx()sign.push('#');status.push(0);yuyi.push("_");void showLR()/*栈遍历 先pop再push*/string tem

34、pSign;string tempStatus;string tempYuyi;string tempFour;stack<char> tempSi;stack<int> tempSt;stack<string> tempYu;int tempLen1 = sign.size();int tempLen2 = status.size();int tempLen3 = yuyi.size();for (int i = 0; i < tempLen1; i+)tempSign = tempSign + sign.top();tempSi.push(sign

35、.top();sign.pop();for (int i = 0; i < tempLen2; i+)tempStatus = tempStatus + (char)(status.top()+48);tempSt.push(status.top();status.pop();for (int i = 0; i < tempLen3; i+)tempYuyi = tempYuyi + yuyi.top();tempYu.push(yuyi.top();yuyi.pop();if (v1 = "")tempFour = ""else tempF

36、our = "(" + v1 + "," + v2 + "," + v3 + "," + v4 + ")"cout << setw(2) << lrNum << setw(15) << tempSign << setw(15) << tempStatus << setw(15) << tempYuyi << " " << setw(15) <<

37、tempFour << endl;for (int i = 0; i < tempLen1; i+)sign.push(tempSi.top();tempSi.pop();for (int i = 0; i < tempLen2; i+)status.push(tempSt.top();tempSt.pop();for (int i = 0; i < tempLen3; i+)yuyi.push(tempYu.top();tempYu.pop();v1 = ""bool isdigit(string str)for (int i = 0; i

38、< str.size(); i+)if (str.at(i) > '9') | (str.at(i) < '0')return false;return true;int strToInt(string str)stringstream s;s << str;int tempInt;s >> tempInt;return tempInt;string intToStr(int inter)stringstream s;s << inter;string tempStr;s >> tempStr;r

39、eturn tempStr;void yffxSolve()stack<string> tempYuyiPush;showLR();int i = -1;if (cfm = 6 | cfm = 7)i = 0;if (cfm = 8)i = 1;if (cfm = 10)i = 2;if (cfm = 14)i = 3;if (cfm = 15)i = 4;if (cfm = 16)i = 5;if (i = -1) cout << "输入了错误的种别编码" << endl;m+;return;if (actionstatus.top()

40、i > 0)if (actionstatus.top()i > 100)if (actionstatus.top()i = 1000)cout << "acc" << endl;system("pause");exit(0);/*规约*/cout << "gy" << endl;int s = actionstatus.top()i - 100;for (int j = 0; j < gyLens - 1; j+)if (s != 4)tempYuyiPush.push

41、(yuyi.top();yuyi.pop();status.pop();sign.pop();status.push(actionstatus.top()6);sign.push('E');if (s = 4)else v2 = tempYuyiPush.top();tempYuyiPush.pop();string v2plus5 = 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 = "_&q