中南大学软件学院编译原理实验报告

《320144X1（编译原理）》实验报告项目名称编译原理专业班级软件工程1403学号姓名温睿诚实验成绩：批阅教师：年月日

第一部分词法分析（实验一必作）实验一词法分析程序设计与实现实验报告要求详细说明你的程序的设计思路和实现过程。用有限自动机或者文法的形式对词法定义做出详细说明，说明词法分析程序的工作过程，说明错误处理的实现。设计思路：首先把单词进行分类，分为String[]keyword={"if","int"};

ArrayList<String>biaoshi=newArrayList<>();

ArrayList<Integer>changshu=newArrayList<>();

String[]yunsuan={"+","=","-",">","==","!="};

String[]spilt={",","(",")","{","}",";"};五类，分别是关键字、标识符、常数、运算符以及分隔符。然后逐个字符读入，对于关键字或标识符这类英文单词开始的单词，用空格隔开，其他可以用分隔符、运算符、空格、回车等。读入一个单词后对照一开始的五类分析出是哪一类，符合后交给语法分析器处理。实现过程：importjava.io.*;

importjava.util.ArrayList;

/**

*Createdby温睿诚on2016/5/11/0011.

*/

publicclassCiFa{

String[]keyword={"if","int"};

ArrayList<String>biaoshi=newArrayList<>();

ArrayList<Integer>changshu=newArrayList<>();

String[]yunsuan={"+","=","-",">","==","!="};

String[]spilt={",","(",")","{","}",";"};

//记录结果的符号表

//用什么数据结构呢？

//当前单词

StringBuilderstr=newStringBuilder("");

//下一个要读的字符

charnow;

//一个栈

ArrayList<Character>stack=newArrayList<>();

privatevoidput(){

stack.add(newCharacter(now));

}

privatecharpop(){

if(stack.size()>0){

return((Character)stack.remove(stack.size()-1)).charValue();

}else{

return0;

}

}

//错误信息

StringerrorMsg;

Readerreader=null;

publicstaticvoidmain(String[]args){

CiFacifa=newCiFa();

cifa.fenXi(args[0]);

}

privatevoidfenXi(Stringfilename){

//读取文件

Filefile=newFile(filename);

try{

reader=newInputStreamReader(newFileInputStream(file));

}catch(FileNotFoundExceptione){

System.out.println("读取文件字符失败！");

e.printStackTrace();

}

//不断读取字符直到结束

getChar();

intresult;

//使用预测分析法

YuFayuFa=newYuCeFenXi();

booleanflag=true;

while(!(now<0||now>=65535)){

//根据返回数值查找或插入，错误则打印并提示。正确则记录到map

result=read();

if(result!=6){

System.out.println("("+result+",\""+str+"\")");

if(!yuFa.fenxi(result,str.toString())){

flag=false;

System.err.println("语法分析出错！出错单词:"+str.toString());

}

}else{

System.err.println("("+errorMsg+",\""+str+"\")");

}

str.delete(0,str.length());

}

//结束

booleantempResult=false;

if(yuFa!=null)

tempResult=yuFa.fenxi(6,"#");

if(tempResult&&flag)

System.out.println("语法分析通过！");

}

//判断是否为数字

privatebooleanisDigit(){

if('0'<=now&&now<='9')

returntrue;

else

returnfalse;

}

//判断是否为字母

privatebooleanisLetter(){

if(('a'<=now&&now<='z')||('A'<=now&&now<='Z'))

returntrue;

else

returnfalse;

}

//赋值下一字符给now,返回true表示读到空格、换行等空白字符

privatebooleangetChar(){

booleanflag=false;

try{

now=(char)reader.read();

while(now==0||now=='\t'||now=='\r'||now=='\n'||now==32){

flag=true;

now=(char)reader.read();

}

}catch(IOExceptione){

e.printStackTrace();

}

returnflag;

}

//连接字符到单词

privatevoidconcat(){

str.append(now);

}

privatebooleanisSpilt(){

Stringtemp=String.valueOf(now);

for(Stringstr:spilt){

if(str.startsWith(temp)){

returntrue;

}

}

returnfalse;

}

privatebooleaninAL(Stringstr,ArrayList<String>strings){

if(strings.contains(str))

returntrue;

returnfalse;

}

privatebooleaninShuzu(Stringstr,String[]strings){

for(Stringstr1:strings){

if(str.equals(str1)){

returntrue;

}

}

returnfalse;

}

privatebooleanisYun(){

Stringtemp=String.valueOf(now);

for(Stringstr:yunsuan){

if(str.startsWith(temp)){

returntrue;

}

}

returnfalse;

}

//词法分析器

privateintread(){

if(isLetter()){

//字母开始的，要么关键字，要么标识符，其用空格、tab、回车之类的分隔，

//而标识符还可以用分割符号、运算符号分割。暂不判断标识符是否定义

concat();

booleanflag;

flag=getChar();

while((isDigit()||isLetter())&&flag==false){

concat();

flag=getChar();

}

if(inShuzu(str.toString(),keyword)){

return1;

}else{

if(!inAL(toString(),biaoshi)){

biaoshi.add(str.toString());

}

return2;

}

}elseif(isDigit()){

//数字开头的，是常数，以空格、tab等以及分隔符、运算符分割

concat();

getChar();

while(isDigit()){

concat();

getChar();

}

return3;

}elseif(isSpilt()){

//分隔符，当出现｛、（时入栈，接收到｝、）时判断是否符合。单个字符，不需要分隔

if(now=='{'||now=='('){

put();

}elseif(now=='}'){

chartemp=pop();

if(temp!='{'){

errorMsg="没有'{'与'}'匹配";

concat();

getChar();

return6;

}

}elseif(now==')'){

chartemp=pop();

if(temp!='('){

errorMsg="没有'('与')'匹配";

concat();

getChar();

return6;

}

}

concat();

getChar();

return5;

}elseif(isYun()){

//运算符，一般为单个符号，例外如下

concat();

if(now=='<'||now=='>'||now=='!'){

getChar();

if(now=='='){

concat();

getChar();

}

}else{

getChar();

}

return4;

}else{

//ERROR

errorMsg="无法识别\""+now+"\"";

concat();

getChar();

return6;

}

}

}结果：对于文件：输出：等第二部分语法分析（任选其中一个做实验）实验二预测分析法设计与实现实验报告要求详细说明你的程序的设计思路和实现过程。实验报告要求用文法的形式对语法定义做出详细说明，说明语法分析程序的工作过程，说明错误处理的实现。设计思路：首先写出文法，然后作出预测分析表，再根据算法查表判断是否符合改文法。这是自己写的文法。模仿C++文法，但有不少局限性。实现过程：importjava.util.Stack;

/**

*Createdby温睿诚on2016/6/1/0001.

*预测分析法

*/

publicclassYuCeFenXiimplementsYuFa{

Stack<String>stack;

String[]t={"int"};

String[]o={"+","-"};

String[]k={"if"};

String[]c={">","==","!="};

String[]spilt={",","(",")","{","}",";"};

privatestaticString[][]map=newString[15][14];

//横排SABCNDEFGHIJKL

//对应1234567891011121314

//竖排tbz(o),;=k{}#

//对应12345678910111213

YuCeFenXi(){

//null即出错，空字符串即空字

map[1][1]="tb(A){N}S";

map[1][13]="#";

map[2][1]="B";

map[2][6]="";

map[3][1]="tbC";

map[4][6]="";

map[4][7]=",tbC";

map[5][1]="tbD;N";

map[5][2]="bI;N";

map[5][10]="k(E){N}N";

map[5][12]="";

map[6][7]=",bD";

map[6][8]="";

map[7][2]="bJ";

map[7][3]="F";

map[8][3]="zG";

map[9][5]="oHcH";

map[9][6]="";

map[10][2]="b";

map[10][3]="z";

map[11][4]="(A)";

map[11][9]="=K";

map[12][4]="(A)";

map[12][5]="oHcH";

map[12][6]="";

map[13][2]="HL";

map[13][3]="HL";

map[14][5]="oHL";

map[14][8]="";

stack=newStack<>();

stack.push("#");

stack.push("S");

}

//判断是否非终结符

privatebooleanisN(Stringstr){

if(str.length()!=1)

returnfalse;

chartemp=str.charAt(0);

if((temp>='A'&&temp<='L')||(temp=='S')||temp=='N')

returntrue;

returnfalse;

}

//把非终结符转换为表中对应数字

privateintn2I(Stringstr){

chartemp=str.charAt(0);

switch(temp){

case'S':

return1;

case'A':

return2;

case'B':

return3;

case'C':

return4;

case'N':

return5;

default:

returntemp-'A'+3;

}

}

//把终结符转换为表中对应数字

privateintt2I(Stringstr){

chartemp=str.charAt(0);

switch(temp){

case't':

return1;

case'b':

return2;

case'z':

return3;

case'(':

return4;

case'o':

return5;

case')':

return6;

case',':

return7;

case';':

return8;

case'=':

return9;

case'k':

return10;

case'{':

return11;

case'}':

return12;

case'#':

return13;

default:

return-1;

}

}

privatebooleaninArray(Stringstr,String[]array){

for(Stringtemp:array){

if(str.equals(temp))

returntrue;

}

returnfalse;

}

publicstaticbooleanisNumeric(Stringstr){

for(inti=0;i<str.length();i++){

System.out.println(str.charAt(i));

if(!Character.isDigit(str.charAt(i))){

returnfalse;

}

}

returntrue;

}

//若word是常规终结符如{,;则返回原值，若是int这种，则返回t

publicStringword2T(inttype,Stringword){

switch(type){

case1:

if(inArray(word,t))

return"t";

elseif(inArray(word,k))

return"k";

else

returnnull;

case2:

return"b";

case3:

return"z";

case4:

if(inArray(word,o))

return"o";

elseif(inArray(word,c))

return"c";

elseif(word.equals("="))

returnword;

else

returnnull;

case5:

returnword;

case6:

returnword;

default:

returnnull;

}

}

@Override

publicbooleanfenxi(inttype,Stringstr){

Stringstr1=stack.peek();//str1是栈顶符号

//str是当前输入符号

if(!isN(str1)){

//栈顶符号是终结符

if(str1.equals("#")&&str.equals(str1)){

//System.out.println("语法分析通过");

returntrue;

}elseif(str1.equals(word2T(type,str))){

stack.pop();

returntrue;

}else{

returnfalse;

}

}else{

//栈顶符号是非终结符

Stringchanshengshi=map[n2I(str1)][t2I(word2T(type,str))];

if(chanshengshi==null)

returnfalse;

else{

stack.pop();

for(inti=chanshengshi.length()-1;i>=0;i--){

stack.push(String.valueOf(chanshengshi.charAt(i)));

}

//这里写语义分析

returnfenxi(type,str);

}

}

}

}结果：对于输入文件：输出：对于输入文件：输出：实验四递归下降分析法设计与实现实验报告要求详细说明递归下降分析法程序的工作过程，并且详细说明你的程序的设计思路和实现。设计思路：根据文法写几个函数即可。这是这次实验的文法（之前自己写的文法画出的LL(1)分析表实在太大了，画不下去……就换了个实验做）：/*文法

E→T{+T}

T→F{*F}

F→i

F→(E)

*/实现：importjava.util.Scanner;

/**

*Createdby温睿诚on2016/6/12/0012.

*/

publicclassDiGuiDown{