編譯原理-遞歸下降子程序-課程設(shè)計報告

編譯原理課程設(shè)計報告設(shè)計題目遞歸下降分析程序的實現(xiàn)學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)班級計算機科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師

2011年12月2日

一、實驗?zāi)康模赫莆兆陨隙抡Z法分析的要求與特點。掌握遞歸下降語法分析的基本原理和方法。掌握相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法。實驗內(nèi)容:設(shè)計內(nèi)容及要求：對文法G設(shè)計內(nèi)容及要求：對文法G：E-E+TITT-T*F|FFf(E)|i構(gòu)造岀G的遞歸下降分析程序。程序顯示輸出匹配過程(即自上而下生成語法分析樹的步驟，輸出各匹配產(chǎn)生式序號即可)。三、設(shè)計思路:語法分析：語法分析是編譯程序的核心部分，任務(wù)是分析一個文法的句子結(jié)構(gòu)。遞歸下降分析程序的實現(xiàn)的功能:按照文法的產(chǎn)生式(語言的語法規(guī)則)，識別輸入符號串是否為一個句子(合式程序)。自上而下分析：從文法的開始符號出發(fā)，向下推導(dǎo)，推出句子?？煞譃閹А盎厮荨钡暮筒粠Щ厮莸倪f歸子程序(遞歸下降)分析方法。它的主旨是對任何輸入串，試圖用一切可能的辦法，從文法開始符號(根結(jié)點)出發(fā)，自上而下地為輸入串建立一棵語法樹。或者說，為輸入串尋找一個最左推導(dǎo)。也即從文法的開始符號出發(fā)，反復(fù)使用各種產(chǎn)生式，尋找〃匹配“的推導(dǎo)。遞歸下降分析法：對每一語法變量(非終結(jié)符)構(gòu)造一個相應(yīng)的子程序，每個子程序識別一定的語法單位，通過子程序間的信息反饋和聯(lián)合作用實現(xiàn)對輸入串的識別。分析過程中遇到的問題：分析過程中，當(dāng)一個非終結(jié)符用某一個候選匹配成功時，這種匹配可能是暫時的。出錯時，不得不“回溯”o文法左遞歸問題。含有左遞歸的文法將使自上而下的分析陷入無限循環(huán)。構(gòu)造不帶回溯的自上而下分析算法：a.要消除文法的左遞歸性：一個文法可以消除左遞歸的條件是①不含以￡為右部的產(chǎn)生式②不含回路。

b?克服回溯，構(gòu)造不帶回溯的自上而下分析的文法條件(6)滿足LL(1)文法的三個條件：?文法不含左遞歸，.對于文法中每一個非終結(jié)符A的各個產(chǎn)生式的候選首符集兩兩不相交。即，若A-cc1a2???|an 則FIRST(ai)QFIRST(aj)=f(iHj).對文法中的每個非終結(jié)符A,若它存在某個候選首符集包含￡，則FIRST(ai)DFOLLOW(A)=f i=l,2,.?.，n(7)因此我們可以把設(shè)計要求的文法首先改寫為LL(1)文法E-TE'E'f+TE：sT-FT'Ff(E)Ff(E)然后構(gòu)造每個非終結(jié)符的FIRST和然后構(gòu)造每個非終結(jié)符的FIRST和FOLLOW集合:FIRST(E)={( ,i}FIRST(Ez)={+,e}FIRST(T) ={ (,I}FIRST(T')={*,s}FOLLOW(E) ={), #}FOLLOW(EO={),#}FOLLOW(T)={+,),#}FOLLOW(F)二{+,),#}FIRST(F)={(,I}FOLLOW(F)FIRST(F)={(,I}FOLLOW(F)二{*, +,),#}確定改寫后的文法為LL(1)文法；然后為每一個非終結(jié)符，構(gòu)造相應(yīng)的遞歸過程，過程的名字表示規(guī)則左部的非終結(jié)符；過程體按規(guī)則右部符號吊的順序編寫。然后再為每個非終結(jié)符設(shè)計一個對應(yīng)的函數(shù)，通過各函數(shù)之間的遞歸調(diào)用從而實現(xiàn)遞歸下降語法分析的功能。(8)編寫C++代碼用到的變量和幾個功能識別函數(shù)：.advanced； //字符串小標(biāo),表示使IP指向下一輸入符號。?voidE()； //功能識別函數(shù)，表示規(guī)則E->TE,voidEl(); //功能識別函數(shù)，表示規(guī)則E—>+TE'/￡voidT(); //功能識別函數(shù)，表示規(guī)則?FT,VOidTl(); //功能識別函數(shù)，表示規(guī)則r-XFT/evoidF(); //功能識別函數(shù)，表示規(guī)則F->(E)/i因為每個非終結(jié)符有對應(yīng)的子程序的定義，功能識別函數(shù)的編寫過程中，當(dāng)需要從某個非終結(jié)符出發(fā)進行展開(推導(dǎo))時，就調(diào)用這個非終結(jié)符對應(yīng)的子程序。功能識別函數(shù)的設(shè)計與編寫：(1)當(dāng)遇到終結(jié)符a時，則編寫語句If(當(dāng)前讀到的輸入符號=&)讀入下一個輸入符號(2)當(dāng)遇到非終結(jié)符A時，則編寫語句調(diào)用A()o

(3)當(dāng)遇到A~>e規(guī)則時，則編寫語句If(X前讀到的輸入符號不屬于Follow(A))error()(4)當(dāng)某個非終結(jié)符的規(guī)則有多個候選式時，按LL(1)文法的條件能唯一地選擇一個候選式進行推導(dǎo).結(jié)果截圖：1、輸入一個正確的句子:2、輸入一個錯誤句子■inputsentence.txt本文件㈢編捐㈢格式9)查看?幫助但)i*i*(i+#|

Boutputrule.tx仁遲事本文件㈢編輯㈢格式9)查看遡幫助凹pleaseinputtherightsentence(endwith#)：E->TE‘t-》ftF->iT->問F->iT-冶E->TE，t->ft"F->i『-〉eE‘-〉+TE'T->FT5(〉isnotmatching,error!3、輸入一個無#結(jié)束的錯誤句子:診inputsenterKe.txt-12爭本文件㈢編輯?格式9）查看2幫肋?i*i*iBoutputrule.txt?記爭本文件㈢編輯⑥格式9）查看⑷幫助凹bTFTFTFTEinputtherightsentence(endwith#)：E~>TEbTFTFTFTEsignalofU.fail!代碼:#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;0}0}#include<string>chara[10];intadvance=0；voidE();voidEI();voidT();//字符串的存入//字符串小標(biāo)，表示使IF指向下一輸入符號//功能識別函數(shù)，表示規(guī)則E->TE,//功能識別函數(shù)，表示規(guī)則E'->+TE‘/e//功能識別函數(shù)，表示規(guī)則T->FT‘ifstreamimport(Hinputsentence.txtn);ofstreamexport(，zoutputrule?txt");voidTl()； //功能識別函數(shù)，表示規(guī)則T—XFT'/voidF();intmain()//功能識別函數(shù)，表示規(guī)則F->(E)/i//主函數(shù)吃xport<</zp1easeinputtherightsentence(endwith#) /輸入提示import?a;E(); //從首個推導(dǎo)式E開始if((a[advance]—#'))export<<Z/Thesentenceisright,success!\n"；e1seexport?，，Nothesignalof#,fail!\n";°return0;}VOidE() //功能識別函數(shù){export?，/E->TE,\n';TO;E10;}voidE1(){if(a[advance]二二'){export?，，E,->+TE,\nH； //輸出使用E‘規(guī)則0advance++; //如果是”，則讀取下一字符T();〃根據(jù)E'—>+TE規(guī)則右部符號串的順序，調(diào)用其他非終結(jié)符的規(guī)則oEl();eIseexport?，，Er~>￡\n";}voidT()export?，，T->FT,\rT;F()；〃根據(jù)T—>FT規(guī)則右部符號串的順序，調(diào)用其他非終結(jié)符的規(guī)則T10;}voidT1(){if(a[advance]==? ) //如果是，則讀取下一字符{export<〈"T->*FT，\n"；advance++;F0;//根據(jù)T‘-XFT'規(guī)則右部符號串的順序，調(diào)用其他非終結(jié)符的規(guī)則呵1();}elseexport?，ZT"—>e\n";}voidF(){if(a[advance]=='i，) //如果是“i”,則讀取下一字符{export?，，F(xiàn)—>i\nz，；advance++；}e1seif(a[advance]=‘(')〃如果是“(J則讀取下一字符{。advance++；E(); //根據(jù)F-XE)規(guī)則右部符號串的順序,調(diào)用非終結(jié)符E的規(guī)則if(a[advance]=')'){Q export?，zF—>(E)\nH;advance++;ooo)Qelse{0 export<<，z\n()isnotmatching,error!\nM;exit(0);〃正常結(jié)束程序運行}}else{export<<n\n()isnotmatehing,error!\n";exit(O)； 〃正常結(jié)束程序運行六、心得體會：一個星期的課程設(shè)計，當(dāng)中有苦也有樂，但從苦樂中我學(xué)到了很多東西。通過這次課程設(shè)計我看到了自己的與別人的差距，有很多我自己不明白的地方別人都會。當(dāng)我自己一開始進行遞歸下降分析程序的課程設(shè)計時，我發(fā)現(xiàn)我有好多相關(guān)的小知識點還不太熟悉，于是我在結(jié)合書本和圖書館相關(guān)資料基礎(chǔ)上，將課堂學(xué)習(xí)的知識予以真正的吸收和應(yīng)用，功夫不負(fù)有心人，我最終琢磨出了解決該設(shè)計題的基本思路和方法。這次課程設(shè)計，不僅鞏固了課堂知識，很好的復(fù)習(xí)了一下編譯原理所學(xué)的內(nèi)容，而且提高了自己的上機實踐能力，有效的和實際結(jié)合在了一起，加強了我的動手、思考、解決問題的能力，并擴展了所學(xué)知識。同時在設(shè)計過程中也發(fā)現(xiàn)了我的許多不足之處，比如對以前所學(xué)的知識理解的不夠深刻，掌握的不夠牢固。此外，因為設(shè)計程序的各項流程需要心靜下來慢慢思考，所以克服了最近比較浮躁的心態(tài)，同時也讓自己充實了很多。在設(shè)計過程中也遇到了一些問題，比如編寫程序時，每讀入一個字符，要執(zhí)行相應(yīng)的遞歸函數(shù)，因為調(diào)用過程中有再次調(diào)用，我有好兒次把函數(shù)的調(diào)用搞混，導(dǎo)致得出的結(jié)果不是我想要的。所以要在草稿紙上先畫出程序的流程圖，理順各子程序之間的調(diào)用關(guān)系，才能避免程序出錯。還有不僅要知道文法要改為LL(1)文法，還要明白為什么要改，修