C-Minus词法分析和语法分析设计编译器编译原理课程设计(共55页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上编译原理课程设计报告课题名称： C- Minus词法分析和语法分析设计 提交文档学生姓名： X X X 提交文档学生学号： XXXXXXXXXX 同组 成 员 名 单： X X X 指导 教 师 姓 名： X X 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2015年6月10日1. 课程设计目标实验建立C-编译器.只含有扫描程序（scanner）和语法分析（parser）部分.2. 分析与设计C-编译器设计地整体框架，本实验实现扫描处理和语法分析程序（图中粗黑部分）. 2.1 、扫描程序scanner部分2.1.1系统设计思想设计思想：根据DFA图用

2、switch-case结构实现状态转换. 惯用词法： 语言地关键字：else if int return void while 专用符号：+ - * / = = != = 。 , ( ) /* */ 其他标记是ID和NUM，通过下列正则表达式定义： ID = letter letter* NUM = digit digit* letter = a|.|z|A|.|Z digit = 0|.|9大写和小写字母是有区别地 空格由空白、换行符和制表符组成.空格通常被忽略，除了它必须分开ID、NUM关键字. 注释用通常地C语言符号/ * . . . * /围起来.注释可以放在任何空白出现地位置(即注释

3、不能放在标记内)上，且可以超过一行.注释不能嵌套说明：当输入地字符使DFA到达接受状态地时候，则可以确定一个单词了.初始状态设置为START，当需要得到下一个token时，取得次token地第一个字符，并且按照DFA与对此字符地类型分析，转换状态.重复此步骤，直到DONE为止，输出token类型.当字符为“/”时，状态转换为SLAH再判断下一个字符，如果为“*”则继续转到INCOMMENT，最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态，表明是注释，如果其他地则是字符停滞于当前字符，并且输出“/”.2.1.2程序流程图2.1.3 各文件或函数地设计说明扫描程序用到:scanner.h,scanne

4、r.cpp scanner.h：声明词法状态，词法分析/DFA中地状态typedef enumSTART = 1, INNUM, INID, INDBSYM, DONE DFAState。/定义地Token地类型(31种)，分别对应于else、if、int、return、void、while、+、-、*、/、=、=、!=、=、。、,、(、)、/*、*/、num、id、错误、结束typedef enumELSE = 1,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LEQ,GT,GEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPA

5、REN,RPAREN,LMBRACKET,RMBRACKET,LBBRACKET,RBBRACKET,LCOMMENT,RCOMMENT,NUM,ID,ERROR,ENDFILE TokenType。/定义地Token结构体，包括类型、对应地串、所在代码地行号struct TokenTokenType tokenType。string tokenString。int lineNo。 /每种TokenType对应地串，如tokenTypeStringELSE=ELSEconst string tokenTypeString32 = OTHER, ELSE, IF, INT, RETURN, VO

6、ID, WHILE, PLUS, MINUS, TIMES, OVER, LT, LEQ, GT, GEQ, EQ, NEQ, ASSIGN, SEMI, COMMA, LPAREN, RPAREN, LMBRACKET, RMBRACKET, LBBRACKET, RBBRACKET, LCOMMENT, RCOMMENT, NUM, ID, ERROR, ENDFILE。class Scanner:定义scanner.cpp中函数 scanner.cpp文件函数说明void Scanner : scan()：设置输出结果界面以及设置各种输出状态.if(scanSuccess=false)c

7、out词法分析出错！endl。elsecout词法分析成功了！endl。printToken()。/*输出Token到文件Token.txt中*/正在删除注释void Scanner : deleteComments()TokenType Scanner : returnTokenType(string s)/返回Token地类型DFAState Scanner : charType(char c)/返回字符地类型typedef enum ENDFILE,ERROR, IF,ELSE,INT,RETURN,VOID,WHILE, /关键字ID,NUM, ASSIGN,PLUS,MINUS,TI

8、MES,OVER,EQ,UEQ,LT,LPAREN,RPAREN,SEMI,BT,LQ,BQ, DOU,LZGH,RZGH,LDGH,RDGH,/特殊字符：= + - * / = != declaration-list 2.declaration-list-declaration-list declaration | declaration 3.declaration-var-declaration|fun-declaration 4.var-declaration-type-specifier ID。|type-specfier IDNUM 5.type-specifier-int|void

9、 6.fun-specifier ID(parans) compound-stmt 7.params-params-list|void 8.param-list-param-list,param|param 9.param-type-specifier ID|type-specifier ID pound-stmt-local-declarations statement-list 11.local-declarations-local-declarations var-declaration|empty 12.statement-list-statement-list statement|e

10、mpty 13.statement-expression-stmt|compound-stmt|selection-stmt|iteration-stmt|return-stmt 14.expression-stmt-expression。|。 15.selection-stmt-if(expression)statement|if(expression)statement else statement 16.iteration-stmt-while(expression)statement 17.return-stmt-return 。|return expression。 18.expre

11、ssion-var=expression|simple-expression 19.var-ID|IDexpression 20.simple-expression-additive-expression relop additive-expression|additive-expression 21.relop-=|=|=|!= 22.additive-expression-additive-expression addop term|term 23.addop-+|- 24.term-term mulop factor|factor 25.mulop-*|/ 26.factor-(expr

12、ession)|var|call|NUM 27.call-ID(args) 28.args-arg-list|empty 29.arg-list-arg-list,expression|expression2.1.2语法分析程序流程图 2.1.3 各文件或函数地设计说明语法分析程序包括：parser.cpp,parser.h parser.cpp： Parser : Parser()/界面设计 Token Parser : getToken()/获取scanner中保存在TokenList数组中地Token，并且每次获取完之后数组下标指向下一个void Parser : syntaxError

13、(string s)/出错处理void Parser : match(TokenType ex)/匹配出错TreeNode * Parser : declaration(void)/类型匹配错误TreeNode * Parser : param_list(TreeNode * k)/k可能是已经被取出来地VoidK，但又不是(void)类型地参数列表，所以一直传到param中去，作为其一个子节点 parse.h：对parse.c地函数声明 /19种节点类型，分别表示int、id、void、数值、变量声明、数组声明、函数声明、函数声明参数列表、函数声明参数、复合语句体、if、while、retu

14、rn、赋值、运算、数组元素、函数调用、函数调用参数列表、未知节点typedef enum IntK, IdK, VoidK, ConstK, Var_DeclK, Arry_DeclK, FunK, ParamsK, ParamK, CompK, Selection_StmtK, Iteration_StmtK, Return_StmtK, AssignK, OpK, Arry_ElemK, CallK, ArgsK, UnkownK Nodekind。typedef enum Void,Integer ExpType。ofstream fout_Tree(tokenTree.txt)。/输出

15、语法树到文件/treeNode定义 包括子节点、兄弟节点、所处行号、节点类型、属性、表达式返回类型typedef struct treeNode TreeNode * newNode(Nodekind k)。/根据节点类型新建节点TreeNode * declaration_list(void)。TreeNode * declaration(void)。TreeNode * params(void)。TreeNode * param_list(TreeNode * k)。TreeNode * param(TreeNode * k)。TreeNode * compound_stmt(void)。

16、TreeNode * local_declaration(void)。TreeNode * statement_list(void)。TreeNode * statement(void)。TreeNode * expression_stmt(void)。TreeNode * selection_stmt(void)。TreeNode * iteration_stmt(void)。TreeNode * return_stmt(void)。TreeNode * expression(void)。TreeNode * var(void)。TreeNode * simple_expression(Tr

17、eeNode * k)。TreeNode * additive_expression(TreeNode * k)。TreeNode * term(TreeNode * k)。TreeNode * factor(TreeNode * k)。TreeNode * call(TreeNode * k)。TreeNode * args(void)。2.1.4 测试程序说明根据附录A后面地例子，程序输入两个整数，计算并打印出它们地最大公因子，保存为a.txt./* A program to perform Eucilds Algorithm to compute gcd. */int gcd (int

18、u, int v) if (v=0) return u。 else return gcd(v,u-u/v*v)。 /* u-u/v*v= u mod v */void main(void) int x。 int y。 x=input()。 y=input()。 output(gcd(x,y)。3. 程序代码实现按文件列出主要程序代码, 添加必要地注释.Scanner.cpp:#include #include #include #include #include scanner.h#includeusing namespace std。/*Name: 词法分析器Copyright: Autho

19、r: XXXDate: 19-05-14 12:00Description: 提取出token*/Scanner : Scanner()scanSuccess = true。charIndex = 0。str = 。commentFlag = true。sourseString = 。lineCount = 0。void Scanner : scan()cout开始词法分析.endl。bool doubleSym = false。getSourseStringFromFile(sourseFile.txt)。int state = START。lineCount = 0。char ch。whi

20、le(state6)ch = getNextChar()。if(0=ch)Token t。t.lineNo = lineCount。t.tokenString = 。t.tokenType = ENDFILE。tokenList.push_back(t)。break。if(START=state)/初始状态和空格state = charType(ch)。if(state!=START)str += ch。else if(INNUM=state)/digitstate = charType(ch)。if(state!=INNUM)state = DONE。elsestr += ch。else i

21、f(INID=state)/letterstate = charType(ch)。if(state!=INID)state = DONE。elsestr += ch。else if(INDBSYM=state)/除了=!之外地各种符号if(=ch)str += ch。doubleSym = true。elsedoubleSym = false。state = DONE。if(DONE=state)/接收状态int tp = 0。if(n=ch)tp = 1。Token t。t.lineNo = lineCount-tp。t.tokenString = str。t.tokenType = ret

22、urnTokenType(str)。tokenList.push_back(t)。if(ERROR=t.tokenType)scanSuccess = false。int lastState = charType(strstr.length()-1)。if(lastState=INNUM | lastState=INID | (lastState=INDBSYM & doubleSym=false)backToLastChar()。str = 。state = START。if(doubleSym=true)doubleSym = false。 if(scanSuccess=false)cou

23、t词法分析出错！endl。elsecout词法分析成功了！endl。printToken()。/输出Token到文件Token.txt中Token Scanner : getTokenAt(int tokenIndex)Token token。token.lineNo = lineCount。token.tokenString = 。token.tokenType = ENDFILE。if(tokenIndextokenList.size()token = tokenList.at(tokenIndex+)。return token。void Scanner : getSourseString

24、FromFile(string path)ifstream fin(path.c_str()。string temp。 sourseString = 。while(getline(fin,temp)sourseString += temp。sourseString += n。 fin.close()。charIndex = 0。void Scanner : deleteComments()cout正在删除注释.endl。ofstream fout_Sourse(sourseFile.txt)。int state = 1。char ch。while(state6)ch = getNextChar

25、()。if(0=ch)/文件结束break。if(1=state)if(/=ch)state = 2。elsestate = 1。fout_Soursech。else if(2=state)if(*=ch)state = 3。commentFlag = false。 elsestate = 1。fout_Sourse/ch。else if(3=state)if(*=ch)state = 4。elsestate = 3。else if(4=state)if(*=ch)state = 4。else if(/=ch)state = 5。elsestate = 3。if(5=state)/结束状态，处

26、理commentFlag = true。state = 1。if(!commentFlag)cout注释错误，没有结束符！endl。scanSuccess = false。elsecout注释已经成功删除！endl。TokenType Scanner : returnTokenType(string s)/返回Token地类型TokenType t。if(s=else)t = ELSE。else if(s=if)t = IF。else if(s=int)t = INT。else if(s=return)t = RETURN。else if(s=void)t = VOID。else if(s=w

27、hile)t = WHILE。else if(s=+)t = PLUS。else if(s=-)t = MINUS。else if(s=*)t = TIMES。else if(s=/)t = OVER。else if(s=)t = LT。else if(s=)t = GT。else if(s=)t = GEQ。else if(s=)t = EQ。else if(s=!=)t = NEQ。else if(s=)t = ASSIGN。else if(s=。)t = SEMI。else if(s=,)t = COMMA。else if(s=()t = LPAREN。else if(s=)t = RP

28、AREN。else if(s=)t = LMBRACKET。else if(s=)t = RMBRACKET。else if(s=)t = LBBRACKET。else if(s=)t = RBBRACKET。else if(s=/*)t = LCOMMENT。else if(s=*/)t = RCOMMENT。else if(2=charType(ss.length()-1)t = NUM。else if(3=charType(ss.length()-1)t = ID。elset = ERROR。return t。DFAState Scanner : charType(char c)/返回字

29、符地类型if( =c | n=c | t=c |r=c)return START。 else if(c=0&c=A&c=a&c=z)return INID。else if(c= | c= | c=!)return INDBSYM。 elsereturn DONE。char Scanner : getNextChar()if(charIndex0)char ch = sourseStringcharIndex-1。charIndex-。if(n=ch)lineCount-。void Scanner : printToken()ofstream fout_Token(Token.txt)。ifst

30、ream fin(sourseFile.txt)。string temp。 int lineCount = 0。int index = 0。while(getline(fin,temp)fout_TokenlineCount: 。fout_Tokentempendl。while(indextokenList.size()Token t = tokenList.at(index)。if(lineCount=t.lineNo)fout_Token lineCount=1&t.tokenType=6)/关键字string tp = 。for(int i = 0。 iwidth-t.tokenStri

31、ng.length()。 i+)tp += 。fout_TokenkeyWord：headSt.tokenString tptokenTypeStringt.tokenType=7&t.tokenType=27)/符号string tp = 。for(int i = 0。 iwidth-t.tokenString.length()。 i+)tp += 。fout_Tokensymbols：headSt.tokenString tptokenTypeStringt.tokenTypeendl。else if(t.tokenType=28)/NUMstring tp = 。for(int i =

32、0。 iwidth-t.tokenString.length()。 i+)tp += 。fout_Token NUM：headSt.tokenString tptokenTypeStringt.tokenTypeendl。else if(t.tokenType=29)/IDstring tp = 。for(int i = 0。 iwidth-t.tokenString.length()。 i+)tp += 。fout_Token ID：headSt.tokenString tptokenTypeStringt.tokenTypeendl。else if(t.tokenType=30)/错误st

33、ring tp = 。for(int i = 0。 iwidth-t.tokenString.length()。 i+)tp += 。fout_Token error：headSt.tokenString tptokenTypeStringt.tokenTypeendl。else if(t.tokenType=ENDFILE)/结束fout_Token lineCount: 。fout_Tokent.tokenString tokenTypeStringt.tokenTypeendl。if(lineCountt.lineNo)break。lineCount+。fin.close()。fout_

34、Token.close()。scanner.h:#include#includeusing namespace std。/定义地Token地类型(31种)，分别对应于else、if、int、return、void、while、+、-、*、/、=、=、!=、=、。、,、(、)、/*、*/、num、id、错误、结束typedef enumELSE = 1,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LEQ,GT,GEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPAREN,RPAREN,LMBRACKET,RMBRACKET,LBBRACKET,RBBRACKET,LCOMMENT,RCOMMENT,NUM,ID,ERROR,ENDFILE TokenType。typedef enumSTART = 1, INNUM, INID, INDBSYM, DONE DFAState。/定义地Token结构体，包括类型、对应地串、所在代码地行号struct TokenTokenType tokenType。string tokenString。int lineNo。 /每种TokenType对应地串，如tokenTypeStringELSE=ELSEcon