編譯原理課程設(shè)計(jì)

南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院編譯原理課程設(shè)計(jì)名：賦值語句，if語句，while循環(huán)語句詞法，語法及語義分析，中間代碼生成程序設(shè)計(jì)專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級：計(jì)算機(jī)091姓名：Dragon學(xué)號:20094440116實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：8棟2-209任課老師：劉星完成日期：2012.5.14《編譯原理》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)教學(xué)的目的與要求課程設(shè)計(jì)是對學(xué)生的一種全面綜合訓(xùn)練，是與課堂聽講、自學(xué)和練習(xí)相輔相成的必不可少的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。通常，設(shè)計(jì)題中的問題比平時的練習(xí)題要復(fù)雜，也更接近實(shí)際。編譯原理這門課程安排的課程設(shè)計(jì)的目的是旨在要求學(xué)生進(jìn)一步鞏固課堂上所學(xué)的理論知識，深化理解和靈活掌握教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)表示問題，然后編制算法和程序完成設(shè)計(jì)要求，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、分析問題、解決實(shí)際問題的動手能力。要求學(xué)生在上機(jī)前應(yīng)認(rèn)真做好各種準(zhǔn)備工作，熟悉機(jī)器的操作系統(tǒng)和語言的集成環(huán)境，獨(dú)立完成算法編制和程序代碼的編寫。設(shè)計(jì)時間：1周。開發(fā)工具：DOS環(huán)境下使用TurboC；Windows環(huán)境下使用VisualC++。其它熟悉語言。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容：設(shè)計(jì)題一：算術(shù)表達(dá)式的語法分析及語義分析程序設(shè)計(jì)。1．目的通過設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試一個算術(shù)表達(dá)式的語法及語義分析程序，加深對語法及語義分析原理的理解，并實(shí)現(xiàn)詞法分析程序?qū)卧~序列的詞法檢查和分析。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：算術(shù)表達(dá)式的文法：〈無符號整數(shù)〉∷＝〈數(shù)字〉{〈數(shù)字〉}〈標(biāo)志符〉∷＝〈字母〉{〈字母〉｜〈數(shù)字〉}〈表達(dá)式〉∷＝[＋｜－]〈項(xiàng)〉{〈加法運(yùn)算符〉〈項(xiàng)〉}〈項(xiàng)〉∷＝〈因子〉{〈乘法運(yùn)算符〉〈因子〉}〈因子〉∷＝〈標(biāo)志符〉｜〈無符號整數(shù)〉｜‘（’〈表達(dá)式〉‘）’〈加法運(yùn)算符〉∷＝＋｜－〈乘法運(yùn)算符〉∷＝＊｜／可以選擇遞歸下降法、LL（1）、算符優(yōu)先分析法、LR法完成以上任務(wù)，中間代碼選用逆波蘭式或四元式。寫出算術(shù)表達(dá)式的符合分析方法要求的文法，給出分析方法的思想，完成分析程序設(shè)計(jì)。編制好分析程序后，設(shè)計(jì)若干用例，上機(jī)測試并通過所設(shè)計(jì)的分析程序。設(shè)計(jì)題二：布爾表達(dá)式的語法分析及語義分析程序設(shè)計(jì)。1．目的通過設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試一個布爾表達(dá)式的語法及語義分析程序，加深對語法及語義分析原理的理解，并實(shí)現(xiàn)詞法分析程序?qū)卧~序列的詞法檢查和分析。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）可以選擇遞歸下降法、LL（1）、算符優(yōu)先分析法、LR法完成以上任務(wù)，中間代碼選用逆波蘭式或四元式。（2）如1題寫出符合分析方法要求的文法，給出分析方法的思想，完成分析程序設(shè)計(jì)。（3）編制好分析程序后，設(shè)計(jì)若干用例，上機(jī)測試并通過所設(shè)計(jì)的分析程序。設(shè)計(jì)題三：條件語句的語法分析及語義分析程序設(shè)計(jì)。1．目的通過設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試一個語法及語義分析程序，加深對語法及語義分析原理的理解。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求IF〈布爾表達(dá)式〉THEN〈賦值語句〉ELSE〈賦值語句〉其中（1）可以選擇遞歸下降法、LL（1）、算符優(yōu)先分析法、LR法完成以上任務(wù)，中間代碼選用四元式。（2）如1題寫出符合分析方法要求的文法，給出分析方法的思想，完成分析程序設(shè)計(jì)。（3）編制好分析程序后，設(shè)計(jì)若干用例，上機(jī)測試并通過所設(shè)計(jì)的分析程序。設(shè)計(jì)題四：循環(huán)語句的語法分析及語義分析程序設(shè)計(jì)。1．目的通過設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試一個語法及語義分析程序，加深對語法及語義分析原理的理解。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求WHILE〈布爾表達(dá)式〉DO〈賦值語句〉其中（1）可以選擇遞歸下降法、LL（1）、算符優(yōu)先分析法、LR法完成以上任務(wù)，中間代碼選用四元式。（2）如1題寫出符合分析方法要求的文法，給出分析方法的思想，完成分析程序設(shè)計(jì)。（3）編制好分析程序后，設(shè)計(jì)若干用例，上機(jī)測試并通過所設(shè)計(jì)的分析程序。設(shè)計(jì)題五：自選一種常見高級語言為背景，對其進(jìn)行簡化．例如只包括整型常數(shù)和其四則運(yùn)算以及相應(yīng)的賦值語句，轉(zhuǎn)移語句，條件語句和最簡單的輸入輸出語句等．編制一個包括必要處理階段（詞法分析、語法分析、語義分析、代碼生成）簡化又完整的編譯程序．。1．目的對編譯的完整過程有一個感性認(rèn)識，對各個環(huán)節(jié)的任務(wù)，處理方法有一定的熟悉。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）如1題寫出符合分析方法要求的文法，給出分析方法的思想，完成分析程序設(shè)計(jì)。（2）編制好分析程序后，設(shè)計(jì)若干用例，上機(jī)測試并通過所設(shè)計(jì)的分析程序。三、課程特色《編譯原理》課程是理論性較強(qiáng)的課程。其特點(diǎn)是概念多、內(nèi)容抽象。尤其是文法、形式語言及自動機(jī)的概念是計(jì)算機(jī)專業(yè)的理論學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)。編譯原理與方法對于深刻理解程序設(shè)計(jì)語言、深入了解程序在計(jì)算機(jī)中的運(yùn)行機(jī)制、掌握程序設(shè)計(jì)語言的翻譯方法起到不可替代的作用。同時《編譯原理》課程也是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生在基本掌握了編譯理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用先修課程及本課程的知識，完成課程的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。四、課程設(shè)計(jì)步驟與方法第一步需要同學(xué)給出語法分析方法及中間代碼形式的描述及文法和屬性文法的描述；或者詞法分析方法及符號表和TOKEN代碼的設(shè)計(jì)。第二步需要同學(xué)進(jìn)行簡要的分析與概要設(shè)計(jì)；第三步需要同學(xué)按照學(xué)過的語法分析方法和語法制導(dǎo)翻譯方法進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行實(shí)際編程。五、課程設(shè)計(jì)說明書與圖紙課程設(shè)計(jì)報告書的內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計(jì)題目、班級、學(xué)號、姓名、完成日期；給出語法分析方法及中間代碼形式的描述、文法和屬性文法的設(shè)計(jì)；或者詞法分析方法及符號表和TOKEN代碼的設(shè)計(jì)。簡要的分析與概要設(shè)計(jì)；詳細(xì)的算法描述；源程序清單；給出軟件的測試方法和測試結(jié)果；設(shè)計(jì)的評價、收獲與體會。六、課程設(shè)計(jì)答辯課程設(shè)計(jì)完成后由教師上機(jī)現(xiàn)場檢查并由學(xué)生回答老師的提問七、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度表序號內(nèi)容所用時間1給出語法分析方法及中間代碼形式的描述、文法和屬性文法的設(shè)計(jì)；或者詞法分析方法及符號表和TOKEN代碼的設(shè)計(jì)。

1天2簡要的分析與概要設(shè)計(jì)

1天

3算法設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)3天4撰寫課程設(shè)計(jì)報告書1天合計(jì)

以上布置的任務(wù)是基本設(shè)計(jì)任務(wù)，希望同學(xué)們自己加大難度，取得更好成績；同時要求同學(xué)們不得出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。上交內(nèi)容：1、以學(xué)號命名的文件夾，包括程序源代碼，一組較完備的測試數(shù)據(jù)(存在一個文本文件中)；2、課程設(shè)計(jì)報告（紙質(zhì)版和電子版都要交，電子版放上面那個文件夾下）：包括選題說明，簡單的軟件需求分析說明，軟件設(shè)計(jì)說明，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。功能描述：該程序具有什么功能？程序結(jié)構(gòu)描述：函數(shù)調(diào)用格式、參數(shù)含義、返回值描述、函數(shù)功能；另外可以附加函數(shù)之間的調(diào)用關(guān)系圖、程序總體執(zhí)行流程圖。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)包括下列方面：你對你的軟件如何評價？你的設(shè)計(jì)有何特色？你自己覺得應(yīng)該給多少分？你在編程過程中花時多少？多少時間在紙上設(shè)計(jì)？多少時間上機(jī)輸入和調(diào)試？多少時間在思考問題？遇到了哪些難題？你是怎么克服的？你的收獲有哪些？四、結(jié)果分析：1.輸入條件語句：if(a>0)a=b;#（正確輸入）錯誤輸入：if(;#(錯誤輸入,則判斷有語法錯誤）3.if語句語法，語義，及中間代碼生成中間代碼4.while語句詞法及語義，語法分析While語句的中間代碼生成while和if語句綜合分析圖5-1六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)：詞法分析的基本任務(wù)是從字符串表示的源程序中識別出具有獨(dú)立意義的單詞符號，其基本思想是根據(jù)掃描到單詞符號的第一個字符的種類，拼出相應(yīng)的單詞符號。通過本試驗(yàn)的完成，更加加深了對詞法分析原理的理解。而語法分析的運(yùn)行過程，主程序大致流程為：“置初值”調(diào)用scaner函數(shù)讀下一個單詞符號調(diào)用IrParse結(jié)束。遞歸下降分析的大致流程為：“先判斷是否為begin”不是則“出錯處理”，若是則“調(diào)用scaner函數(shù)”調(diào)用語句串分析函數(shù)“判斷是否為end”不是則“出錯處理”，若是則調(diào)用scaner函數(shù)“判斷syn=0&&kk=0是否成立”成立則說明分析成功打印出來。不成立則“出錯處理”。當(dāng)詞法，語法都分析完成后進(jìn)行重點(diǎn)的語義分析和中間代碼生成。首先，用三地址代碼表示中間代碼，這需要對輸入串判斷，是為if語句，while語句，還是賦值語句，不同的輸入串將跳轉(zhuǎn)到不同的函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，并得出最終的中間代碼。整個過程花費(fèi)2天的時間，一天用于編寫主要代碼，并調(diào)試出詞法功能模塊，第二天主要調(diào)試語法及語義功能模塊的實(shí)現(xiàn)，及中間代碼生成工作。在設(shè)計(jì)條件語句的語義的實(shí)現(xiàn)算法時，遇到的小小的困難，經(jīng)過賴心的調(diào)試后解決。之后while循環(huán)中嘗試加入條件和賦值語句時沒遇到什么困難。自己評分：整個設(shè)計(jì)于調(diào)試總共花費(fèi)4天左右時間，程序基本實(shí)現(xiàn)了賦值語句，if語句，While循環(huán)語句的詞法分析與語法分析及語義分析和中間代碼生成的功能。程序能找出簡單的錯誤所在及原因。因此我自己覺得可以打優(yōu)秀！??！源代碼：//編譯原理實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)行簡單的詞法分析和語法分析和語義分析，中間代碼生成#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>charprog[80],token[8],ch,ana[80];intsyn,p,m,n,sum,i;char*rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};chararray[10][20];intliter=0,W_flag=0,if_flag=0;voidscaner();intdoanaly();intyuyi();voidmiddle_code();intmain(){ while(1) { p=i=0; W_flag=if_flag=liter=0; printf("\npleaseinputastring(endwith'#'):\n\n"); do{ scanf("%c",&ch); prog[p++]=ana[i++]=ch; }while(ch!='#'); ana[i]='\0'; p=0; printf("**開始詞法分析:**\n"); do{ scaner(); switch(syn) { case11:printf("(%-10d%5d)\n",sum,syn); break; case-1:printf("youhaveinputawrongstringwheninscaner\n"); getchar(); break;//exit(0); default:printf("(%-10s%5d)\n",token,syn); break; } }while(syn!=0); printf("\n"); i=doanaly(); if(i==-1) { printf("\n語法分析：awrongstringwheninanalysis\n"); } else { printf("\n語法分析：0error(s),0warning(s)\n"); middle_code(); } getchar(); } return0;}voidscaner(){ sum=0;for(m=0;m<8;m++) token[m++]=NULL;ch=prog[p++];m=0;while((ch=='')||(ch=='\n')) ch=prog[p++];if(((ch<='z')&&(ch>='a'))||((ch<='Z')&&(ch>='A'))){ while(((ch<='z')&&(ch>='a'))||((ch<='Z')&&(ch>='A'))||((ch>='0')&&(ch<='9'))) { token[m++]=ch; ch=prog[p++]; } p--; syn=10; for(n=0;n<6;n++) if(strcmp(token,rwtab[n])==0) { syn=n+1; break; }}elseif((ch>='0')&&(ch<='9')){ while((ch>='0')&&(ch<='9')) { sum=sum*10+ch-'0'; ch=prog[p++]; } p--; syn=11;}elseswitch(ch){ case'<':token[m++]=ch; ch=prog[p++]; if(ch=='=') { syn=22; token[m++]=ch; }else { syn=20; p--; }break;case'>':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){ syn=24;token[m++]=ch;}else{syn=23;p--;}break;case'+':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='+'){syn=17;token[m++]=ch;}else{syn=13;p--;}break;case'-':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='-'){syn=29;token[m++]=ch;}else{syn=14;p--;}break;case'!':ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=21;token[m++]=ch;}else{syn=31;p--;}break;case'=':token[m++]=ch;ch=prog[p++];if(ch=='='){syn=25;token[m++]=ch;}else{syn=18;p--;}break;case'*':syn=15;token[m++]=ch;break;case'/':syn=16;token[m++]=ch;break;case'(':syn=27;token[m++]=ch;break;case')':syn=28;token[m++]=ch;break;case'{':syn=5;token[m++]=ch;break;case'}':syn=6;token[m++]=ch;break;case';':syn=26;token[m++]=ch;break;case'\"':syn=30;token[m++]=ch;break;case'#':syn=0;token[m++]=ch;break;case':':syn=17;token[m++]=ch;break;default:syn=-1;break;}token[m++]='\0';}intdoanaly(){ intlen,i=0,j=0,leftk=0,rightk=0,endofk=0,result=0;while(ana[i]=='') i++; len=strlen(ana)-i-1;equal: //judgethe"if" if(len>2&&(strncmp(ana+i,"if",2)==0)) { if_flag=1; i+=2;//jumpoverthe"if" while(ana[i]=='') i++; if(ana[i]!='(') { printf("Lose'('afterif\n"); result=-1; } i++;//jumpthe'(' leftk++; j=i; while(ana[i]!='#') { if(ana[i]=='(') leftk++; elseif(ana[i]==')') { rightk++; endofk=i; } elseif(ana[i]==';'&&leftk!=rightk) { printf("Lose')'before';'\n"); result=-1; } elseif(ana[i]=='+'||ana[i]=='-'||ana[i]!='&'||ana[i]=='|') { charch=ana[i]; intcount=0; while(ana[i]==ch)//lianxusuanfudegeshubuda2 { count++; i++; } if(count>2) { printf("Theerrornearthe%c\n",ch); result=-1; } i--; } i++; } if(leftk!=rightk)//judgewhetherthenumberof'('equalstothatof')' { if(leftk>rightk) printf("Lose')'intheif\n"); else printf("Lose'('intheif\n"); result=-1; } i=endofk; if(ana[i]==')') i++;//jumptheright')' while(ana[i]=='')//deletethe'' i++; if(ana[i]!=';')//ifnotlikethis"if(....);" gotoequal; } //judgethe"while" elseif(len>5&&(strncmp(ana+i,"while",5)==0)) { W_flag=1; intflag1=0,flag2=0,t=0,s=0; chararg[2][10]; i+=5;//jumpthe"while"fivechars memset(arg,0,20); while(ana[i]=='') i++;if(ana[i]!='(')//judge"while"followedby'(' result=-1;i++; while(ana[i]!='#'&&ana[i]!=')') { if(ana[i]=='<') {flag1++;t++;s=0;} elseif(ana[i]=='>') {flag2++;t++;s=0;}else arg[t][s++]=ana[j];i++; } if(s==0)//judgetheparaminthe"while(param)" { printf("theerrorinthe(),noparam\n"); result=-1; } if(t!=0&&(arg[0][0]==0||arg[1][0]==0)) {//judgethetwosideof">" if(flag1!=0) printf("Theerrornearthe'<'\n"); elseif(flag2!=0) printf("Theerrornearthe'>'\n"); result=-1; } if(ana[i]!=')') { printf("Thewhilelose')'\n"); result=-1; } i++; while(ana[i]=='') i++; if(ana[i]!=';')//goto"="whensuchstring:"a=b"inthewhile gotoequal; } else//finishthe"="analysis { //gettheleftsidestringof"="intre=0,right_para=0;// printf("entryequal\n"); re=yuyi(); if(re!=2) returnre; while((ana[i]>='A'&&ana[i]<='Z')||(ana[i]>='a'&&ana[i]<='z')) i++; while(ana[i]=='') i++; //judgetherightlocaltionof"=" if((ana[i]=='+'&&ana[i+1]!='=')|| (ana[i]=='-'&&ana[i+1]!='=')||(ana[i]=='='&&ana[i+1]=='#')) { printf("Theerrornear'='\n"); 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