編譯技術課程設計班 級 學 號 姓 名 指導老師 2015年 6月目錄一、目的2二、題目2三、要求21.詞法分析22.語法分析23.代碼生成24.錯誤處理2四、實驗環境31.開發環境:32.程序語言:3五、系統實現31.詞法分析32.語法分析43.中間代碼64.錯誤處理7六、程序運行結果81.連乘82.連加93.加乘混合94.帶括號105.常數106.錯誤的算術表達式11七、總結12一、目的是理論與實踐并重的課程，而其課程設計要綜合運用一、二年級所學的多門課程的內容，用來完成一個小型編譯程序。從而鞏固和加強對詞法分析、語法分析、語義分析、代碼生成和報錯處理等理論的認識和理解；培養學生對完整系統的獨立分析和設計的能力，進一步培養學生的獨立編程能力。二、題目題目1 表達式的小型編譯器三、要求1.詞法分析產生語言的單詞序列 2.語法分析能識別由加+ 乘* 括號（）操作數（變量或常數）所組成的算術表達式，其文法如下：EE+T|TTT*F|FF(E)|i 使用的分析方法可以是：遞歸下降分析法或LR分析法。 3.代碼生成 產生上述算術表達式的中間代碼4.錯誤處理給出錯誤信息輸入：算術表達式輸出：符號表，常數表。 歸下降分析法：遞歸調用過程/ LR分析法：語義棧和符號棧四元式序列四、實驗環境1.開發環境: Visual Studio 20132.程序語言: C+五、系統實現1.詞法分析（1）單詞符號表（2）狀態轉換圖 （3）數據結構 （4）函數說明void getonechar() /*從輸入的算數表達式中讀取一個字符*/void concatenation()/*將token中的字符串與character中的字符并作為token中新的字符串*/bool letter() /*判斷character中的字符是否為字母的布爾函數,是則返回true,否側返回false*/bool digit()/*判斷character中的字符是否為數字的布爾函數,是則返回true,否側返回false */void retract()/*掃描指針回退一個字符,同時將character置為空白*/int reserve() /*將token中的字符查找保留字數組,若是保留字就返回它的種別編碼,否則返回0*/void buildlist1()/*將標識符登錄到符號表中(value2)*/void buildlist2()/*將常數登錄到常數表中(value1)*/void resolve()/*詞法分析的主要函數,每次識別一個單詞,將種別編碼放入cf中,填入對應的value1和value*/void cffx()/*詞法分析,讀入輸入的算數表達式,循環執行resolve(),直到所有單詞識別完畢*/2.語法分析（1）分析方法說明 本程序采用LR分析法,存在4種動作:移進:使(s,a)的下一個狀態s= ACTIONs,a和輸入符號a進棧,下一輸入符號變成現行輸入符號.規約: 指用某一產生式A進行規約,假若的長度為,則規約動作是去掉棧頂的個棧,即是狀態Sm-變成棧頂狀態,然后使(Sm-,A)的下一狀態s=GOTOSm-,A和文法符號A進棧.規約的動作不改變現行輸入符號,執行規約的動作意味著呈現于棧頂的符號串Xm-+1Xm是一個相對于A的句柄.接受: 宣布分析成功,停止分析器工作.報錯: 報告發現源程序含有錯誤,調用錯誤處理程序.（2）文法（3）數據結構#include /*引入c+標準庫*/stack status;/*狀態棧*/stack sign; /*符號棧*/（4）函數說明Void initYffx() /*語法分析初始化,狀態棧放0,符號棧放#,語義棧放_*/Void showLR()/*遍歷狀態棧,符號棧,語義棧,并顯示出來*/Void yffxSolve() /*查action二維數組,進行移進,規約處理*/Void yyfx()/*循環執行yffxSolve(),直到分析成功或出現錯誤*/Void showBlm()/*顯示變量名表*/Void showCsb()/*顯示常數表*/3.中間代碼（1）屬性文法 移進時: 如果輸入的是終結符,語義棧就移進”_”,如果是非終結符,則語義棧移進對應的常數或變量名.規約時: 如果規約對應的文法是(4)Ei時語義棧不變,對應其他文法時,先pop出棧頂3個元素,再如果是(3)E(E)文法時,語義棧push剛才出棧的第二個元素,如果是(1)EE+E文法時,判斷剛才出棧的第一個和第三個元素是否是常數,是則push兩個常數的和,否則push臨時變量Tn;如果是(1)EE*E文法時,判斷剛才出棧的第一個和第三個元素是否是常數,是則push兩個常數的積,否則push臨時變量Tn;（2）數據結構#include /*引入c+標準庫*/stack yuyi;/*語義棧*/string v1,v2,v3,v4;/*分別表示四元式的參數1,參數2,參數3,參數4*/（3）函數說明語義棧和四元式的產生是在語法分析一起的,在yffxSolve().void yffxSolve()stack 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 輸入了錯誤的種別編碼 0)if (actionstatus.top()i 100)if (actionstatus.top()i = 1000)cout acc endl;system(pause);exit(0);/*規約*/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.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 = _ & 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 = +;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 = actionstatus.top()i;cout 第 m 個單詞后 showErrerr + 12endl;system(pause);exit(0);lrNum+;（4）流程圖4.錯誤處理（1）數據結構string showErr12 = FOUND ERROR: +前缺少變量或常量 ,/*0,e1*/ FOUND ERROR: *前缺少變量或常量 ,/*1,e2*/ FOUND ERROR: )前缺少對應( ,/*2,e3*/ FOUND ERROR: 連續的變量或常量,缺少+/* ,/*3,e4*/ FOUND ERROR: (前缺少+/* ,/*4,e5*/ FOUND ERROR: (后缺少常量或變量 ,/*5,e6*/ FOUND ERROR: ()內無表達式 ,/*6,e7*/ FOUND ERROR: +后缺少變量或常量 ,/*7,e8*/ FOUND ERROR: *后缺少變量或常量 ,/*8,e9*/ FOUND ERROR: 算數表達式為空 ,/*9,e10*/ FOUND ERROR: 缺少對應) ,/*10,e11*/ FOUND ERROR: 語法分析錯誤 /*11,e12*/; （2）函數說明yffxSolve()中,查action數組時,遇到e時輸出錯誤位置和錯誤信息,跳過此單詞,繼續進行語法分析.六、程序運行結果1.連乘2.連加3.加乘混合4.帶括號5.常數6.錯誤的算術表達式1)缺少操作符2)缺少操作數3)不完整的()七、總結通過課程設計更加深入地理解了LR分析法對算數表達式處理的過程,熟悉了編譯的四個階段:詞法分析,語法分析,語義分析和中間代碼,以及錯誤處理.在運用c+編寫程序時,也熟悉了c+標準庫中stack的使用.程序是一段一段寫下來的,整個程序沒有整體的規劃,定義的變量又多又亂,造成許多變量需要不斷的修改,而且不利于程序的理解.在對棧處理的時候,發現標準庫定義的stack的函數太少,只有pop,push,empty,top,size,沒有遍歷,需要自己寫.程序需要不斷修改才能完成.檢查時發現:顯示錯誤處理時沒有給出錯誤位置;當出現多個錯誤時,只能顯示第一個錯誤.完整代碼:#include #include #include #include #include using namespace std;string str;/*源程序*/char character;/*源程序當前字符*/int p = -1;/*源程序游標*/string token = ;string blz5 = while, if, else, switch, case ;int c; /*標示符種類編碼*/int length;/*輸入源程序的長度*/int statue = 0;/*判斷詞法分析完成*/int cf50;/*詞法分析后的種類編碼數組*/int value150;/*cf對應常數*/string value250;/*cf對應變量名*/int q = 0;/*cf創建的游標*/int m = 0;/*cf語法分析的游標*/string blmb50;/*變量名表*/int a = 0;/*變量名表的游標*/string csb50;/*常數表*/int b = 0;/*常數表的游標*/static int action107 = 3, -12, -11, 2, -10, -3, 1 , -9, 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 status;stack sign;stack yuyi;int lrNum = 0;/*分析表步驟號*/char inputSign7 = i, +, *, (, ), #, E ;/*進棧符號*/int gyLen4 = 3, 3, 3, 1 ;int yuyiNum = 1;/*語義臨時變量序號*/string v1, v2, v3, v4;string showErr12 = 發現錯誤: +前缺少變量或常量 ,/*0,e12*/ 發現錯誤: *前缺少變量或常量 ,/*1,e11*/ 發現錯誤: )前缺少對應( ,/*2,e10*/ 發現錯誤: 連續的變量或常量,缺少+/* ,/*3,e9*/ 發現錯誤: (前缺少+/* ,/*4,e8*/ 發現錯誤: (后缺少常量或變量 ,/*5,e7*/ 發現錯誤: ()內無表達式 ,/*6,e6*/ 發現錯誤: +后缺少變量或常量 ,/*7,e5*/ 發現錯誤: *后缺少變量或常量 ,/*8,e4*/ 發現錯誤: 算數表達式為空 ,/*9,e3*/ 發現錯誤: 缺少對應) ,/*10,e2*/ 發現錯誤: 語法分析錯誤 /*11,e1*/;void getonechar()/*if (p = length)system(pause);exit(0);*/p+;while (strp = & strp + 1 = )p+;character = (char)strp;void concatenation()token += character;bool letter()if (character = a & character = A & character = 0 & character = 9)return true;elsereturn false;int reserve()for (int i = 0; i 5; i+)if (token = blzi)return i + 1;return 0;void retract()p-;/*變量名表*/void buildlist1(string token)int i;for (i = 0; i a; i+)if (token = blmbi)break;if (i = a)blmba = token;a+;value2q = token;/*常數表*/void buildlist2(string token)int i;for (i = 0; i b; i+)if (token = csbi)break;if (i = b)csbb = token;b+;stringstream ss;ss num;value1q = num;void resolve()token = ;getonechar();switch (character)case a:case b:case c:case d:case e:case f: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 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 , 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();retract();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 (: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 = 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 (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 詞法分析 FOUND ERROR endl;break;void cffx()cout 請輸入源程序: endl;statue = 0;getline(cin, str);cout *詞法分析結果* endl;while (true)if (statue = 1)break;resolve();void initYffx()sign.push(#);status.push(0);yuyi.push(_);void showLR()/*棧遍歷 先pop再push*/string tempSign;string tempStatus;string tempYuyi;string tempFour;stack tempSi;stack tempSt;stack 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.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 tempFour = ( + v1 + , + v2 + , + v3 + , + v4 + );cout setw(2) lrNum setw(15) tempSign setw(15) tempStatus setw(15) tempYuyi setw(15) 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 9) | (str.at(i) 0)return false;return true;int strToInt(string str)stringstream s;s tempInt;return tempInt;string intToStr(int inter)stringstream s;s tempStr;return tempStr;void yffxSolve()stack 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 輸入了錯誤的種別編碼 0)if (actionstatus.top()i 100)if (actionstatus.top()i = 1000)cout acc endl;system(pause);exit(0);/*規約*/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.top()6);sign.push(E);if (s = 4)else v2 = tempYuyiPush.top();tempYuyiPush.pop();string v2plus5 = tempYuyiPush.top();tempYuyiPush.pop