编译程序构造.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.63M 资料格式：doc 举报版权申诉

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第1章课程设计目的

第2章课程设计要求

第3章课程设计内容

第4章设计方案

4.1 模块划分

4.1.1 词法分析

4.1.2 语法分析

4.1.3 语义分析

4.1.4 错误处理

4.2 模块调用

4.3 模块程序流程图

4.3.1 词法分析流程图

4.3.2 语法分析流程图

4.3.3 语义分析流程图

第5章程序源代码

5.1.1词法分析：”词法分析.h”

5.1.1语法分析： “Main.cpp”

第6章程序测试数据和结果

6.1 源文件内容

6.2 文法分析表

6.2.1 文法语义函数

6.2.2 分析表

5.3 测试结果

6.1 设计体会

6.1.1 程序不足及改进

6.1.2 系统特色

北华航天工业学院目录第 1 章第 2 章第 3 章第 4 章课程设计目的 ................................................................................................................ 1 课程设计要求 ................................................................................................................ 1 课程设计内容 ................................................................................................................ 1 设计方案 ........................................................................................................................ 4 4.1 模块划分 ............................................................................................................................. 4 4.1.1 词法分析 .................................................................................................................. 4 4.1.2 语法分析 .................................................................................................................. 4 4.1.3 语义分析 .................................................................................................................. 5 4.1.4 错误处理 .................................................................................................................. 5 4.2 模块调用 ............................................................................................................................. 5 4.3 模块程序流程图................................................................................................................. 7 4.3.1 词法分析流程图......................................................................................................7 4.3.2 语法分析流程图......................................................................................................8 4.3.3 语义分析流程图......................................................................................................9 程序源代码 .................................................................................................................. 10 5.1.1 词法分析：”词法分析.h”...................................................................................... 10 5.1.1 语法分析： “Main.cpp”...................................................................................... 15 程序测试数据和结果 ..................................................................................................22 6.1 源文件内容....................................................................................................................... 22 6.2 文法分析表..................................................................................................................... 22 6.2.1 文法语义函数 ......................................................................................................22 6.2.2 分析表.................................................................................................................... 24 5.3 测试结果 ........................................................................................................................... 27 6.1 设计体会 ........................................................................................................................... 31 6.1.1 程序不足及改进....................................................................................................31 6.1.2 系统特色 ................................................................................................................ 31 6.2 结束语...............................................................................................错误！未定义书签。第 5 章第 6 章

北华航天工业学院第 1 章课程设计目的《编译原理》课程设计是编译原理课程必不可少的一个环节，通过课程设计，加深对编译原理的教学内容的了解，以及实现编译原理各部分知识的融合。进而提高学生分析问题、解决问题，从而运用所学知识解决实际问题的能力。第 2 章课程设计要求 1．明确课设任务，复习与查阅有关资料 2．按要求完成课设内容，课设报告要求文字和图工整、思路清楚、正确。 3．注意增强程序界面的友好性。凡用户输入时，给出足够的提示信息使用户感到方便使用。 4．注意提高程序的可读性和可理解性：程序中应有适当的注释，变量命名应符合实际含义，程序结构清晰，易于阅读和理解。第 3 章课程设计内容一、课程设计目的《编译原理》课程设计是编译原理课程必不可少的一个环节，通过课程设计，加深对编译原理的教学内容的了解，以及实现编译原理各部分知识的融合。进而提高学生分析问题、解决问题，从而运用所学知识解决实际问题的能力。二、课程设计要求 1．明确课设任务，复习与查阅有关资料 2．按要求完成课设内容，课设报告要求文字和图工整、思路清楚、正确。 3．注意增强程序界面的友好性。凡用户输入时，给出足够的提示信息使用户感到方便使用。 4．注意提高程序的可读性和可理解性：程序中应有适当的注释，变量命名应符合实际含义，程序结构清晰，易于阅读和理解。三、课程设计内容 1．题目：编译程序构造 2．内容：涉及词法分析、自下而上语法分析程序的实现：SLR（1）分析器的实现以及生成中间代码。 3．具体要求根据 LR 分析算法构造 SLR（1）分析程序，并完成语法分析动作（当需要一个单词时，调用词法分析程序获取），同时完成语义分析生成四元式输出。要求程序具有通用性，改变文法时只需改变程序的数据初值，无需改变程序主体；（1）基本要求：完成 1 条说明语句、2 条算数表达式和赋值语句的翻译，生成中间代码。 1

北华航天工业学院（2）高级要求：在完成基本要求的基础上，实现 if 语句和布尔表达式的翻译。if 语句的文法和翻译方案参见课本。变量说明语句的文法及相应的语义子程序：.att 表示数据类型属性，fill 函数表示将单词 id 及其类别属性填写符号表。（0）S→D； {acc} （1）D→int id （2）D→float id （3）D→D（1），id { fill（id，int）；D.att=int; } {fill(id,float); D.att=float; { fill(id,D(1).att);D.att=D(1).att; } } 算数表达式和赋值语句的文法及相应的语义子程序。（1）A→id=E； {p=lookup(id.name); emit（E.PALCE, , p）;} （2）E→E(1)+T （3）E→T {E.PALCE=newtemp(); emit(+，E(1).PALCE，T.PALCE，E.PALCE)} {E.PALCE=T.PALCE;} （4）T→T(1)*F {T.PALCE=newtemp(); emit(+，T(1).PALCE，F.PALCE，T.PALCE)} （5）T→F （6）F→(E) （7）F→id （8）F→num {T.PALCE=F.PALCE;} { F.PALCE=E.PALCE;} {P=LOOKUP(id.name) F.PALCE=P;} { P=LOOKUP(num.value) F.PALCE=P;} 构造其用于 SLR（1）分析的识别活前缀的 DFA 以及 action 表和 goto 表。然后编程实现。（关于词法分析部分只需识别出与此文法相关的单词即可（+，*，（，），id，=））。 4．程序设计提示：（1）分析栈设计时可以用一个栈完成，也可以设计三个栈：一个符号栈，一个状态栈，一个语义栈，则归约时，则需要在符号栈中退掉 n 个符号，在状态栈中退掉 n 个符号（n 为产生式符号个数），语义栈中退掉 n 个符号对应的语义；（2）终结符表和非终结符表的组织和预测分析程序中相同（将符号对应到一个数字，表示在分析表中对应的下标）。（3）action 表中的错误处理：简化的错误处理：当查找 action 表出现空白时，则当前单词无法移进和规约，可简单的认为当前单词为多余的单词，则抛弃当前单词，读下一单词继续分析。 5．测试数据：作为程序测试数据，以赋值语句 area=r*r+r$作为测试输入（源程序）。程序要求输出二元式序列、符号表、语法分析过程、四元式序列。假设 AA.TXT 的文件内容如下： int area，r； r=1； area=r*r+r；程序运行情况如下：请输入源文件名称：E：\AA.TXT<回车> 2

北华航天工业学院语义栈动作说明语法分析过程如下：状态栈符号栈源程序对应的二元式如下：（int，-）（id，0）（，，-）（id，1）（；，-）（id，1）（=，）（num，0）（id，0）（=，）（id，1）（*，）（id，1）（+，）（id，1）（；，-）符号表如下： Name area r 0 1 value addr type int int 数字表如下源程序对应的四元式序列如下：（=，1，， r）（*，r，r，T1）（+，T1，r，T2）（=，T2，，area）分析过程完成。 6．程序扩展要求有能力的同学可将编译程序扩展布尔表达式、if 语句的分析和四元式生成，布尔表达式和 if 语句的翻译参见教材。四、课程设计过程要求每人独立完成上述设计内容，完成后由教师验收认可，最后上交实验报告和设计成果以及成果使用说明书，实验报告每人独立撰写，设计成果放在一个文件夹中，文件夹用学生学号+姓名命名。 3

北华航天工业学院第 4 章设计方案 4.1 模块划分 4.1.1 词法分析词法分析程序是编译程序主要组成部分之一，它的主要任务是从构成源程序的字符串中识别出一个个具有独立意义的最小语法单位(单词)。词法分析程序的输入为字符串，而输出为提供给语法分析的单词串。为了能有效地从源程序文本中分离出这些单词，词法分析程序必须对源程序文本进行编辑，例如消除文本中的注释、空格、换行符以及其它一切对语法分析和代码生成均无关的信息。除此之外，为了能正确识别出单词，有时还需要区别一串字符究竟是保留字(如 IF)还是标识符。有时为了将标识符、常量等转换为内部形式并插入表格中，词法分析程序还需要执行维护符号表的工作，等等。词法也是语法的一部分，词法描述完全可以归并到语法描述中去，只不过词法规则更简单些。这在后面的章节中可以看到。为什么将词法分析做为一个独立的阶段? 为什么把编译过程的分析工作划分成词法分析和语法分析两个阶段? 主要的考虑因素为： 1．使整个编译程序的结构更简洁、清晰和条理化。词法分析比语法分析简单的多，但是由于源程序结构上的一些细节，常使得识别单词的工作甚为曲折和费时。例如，空白和注释的处理； 2．编译程序的效率会改进。大部分编译时间是花费在扫描字符以把单词符号分离出来。把词法分析独立出来，采用专门的读字符和分离单词的技术可大大加快编译速度。另外，由于单词的结构可用有效的方法和工具进行描述和识别，进而可建立词法分析程序的自动构造工具。 3．增强编译程序的可移植性。在同一个语言的不同实现中，或多或少地会涉及到与设备有关的特征，比如采用 ASCII 还是 EBCDIC 字符编码。都可置于词法分析程序中解决而不影响编译程序其它成分的设计。处理词法分析程序与语法分析程序之间的关系又可采用两种方式：一种方式是将词法分析作为单独一遍扫描，即在语法分析之前，实现源程序的全部词法分析工作，其输出(单词申)形成一个中间文件(内部符号形式的源程序表)，移交给语法程序。另一种方式为将词法分析程序编写成一个子程序，每当语法分析程序需要读一个新单词时，便去调用它。本次课程设计采用前一种方式。 4.1.2 语法分析语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序语言的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行语法检查，为语义分析和代码生成作准备。执行语法分析任务的程序叫语法分析程序或语法分析器。语法分析程序以词法分析输出的符号串作为输入，在分析过程中检查这个符号串是否为该程序语言的句子。若是，输出该句子的分析树；若不是，则表示源程序存在语法错误，需 4

北华航天工业学院要报告错误的性质和位置。常用的语法分析方法大体上可以分成自顶向下和自底向上两大类： 1. 自顶向下分析方法：语法分析从顶部(树根、语言的识别符号)到底部(叶子、语言的终结符号)为输入的符号串建立分析树。本章介绍的递归下降分析方法和 LL 分析方法就属于自顶向下分析方法。 2. 自底向上分析方法：语法分析从底部到顶部为输入的符号串建立分析树。最常见的 LR 分析方法采用的就是自底向上分析方法。我们将在第五章介绍这种分析方法。无论采用哪种分析方法，语法分析都是自左向右地读入符号。 4.1.3 语义分析语义分析是编译过程的一个逻辑阶段，语义分析的任务是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查，进行类型审查。语义分析是审查源程序有误语义错误，为代码生成阶段收集类型信息。比如语义分析的一个工作是进行类型审查，审查每个算符是否具有语言规范允许的运算对象，当不符合语言规范时，编译程序应报告错误。如有的编译程序要对实数用作数组下标的情况报告错误。又比如某些某些程序规定运算对象可被强制，那么当二目运算施于一整型和一实型对象时，编译程序应将整型转换为实型而不能认为是源程序的错误。 4.1.4 错误处理错误处理在整个编译程序中都占有很重要的地位，它贯穿于整个编译程序的前后，词法分析，语法分析，语义分析，中间代码生成，代码优化，目标代码生成都涉及错误处理，一个好的词法分析器，错误处理应该占有举足轻重的地位。错误处理的完善是一个编译程序功能强大的后盾。 4.2 模块调用语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序语言的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行语法检查，为语义分析和代码生成作准备。 5

如图 4-2-1 所示。词法分析器错误处理北华航天工业学院语法分析器错误处理语义分析错误处理图 4-2-1 模块调用中间代码生错误处理 6

北华航天工业学院 4.3 模块程序流程图 4.3.1 词法分析流程图 N 数字 Y 读取数 N Error 特殊字符 Y 读取字符错误状态查询常量相同 N 填常数 Y 图 3-3-1 所示开始初始 N 字母 Y 读标识查关键字关键 N 查标识表 Y 相同 Y N 填标识符写到输出流 N EOF Y 结束结束图 3-3-1 词法分析流程图 7

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