实验1-3-《编译原理》词法分析程序设计方案

编译原理词法分析实验报告实验名称:词法分析器的设计与实现一、实验目的：1.熟悉编译原理中词法分析的基本概念和原理；2.掌握正则表达式的使用方法；3.实现一个简单的词法分析器。

二、实验内容：1.设计一个简单的编程语言，包含如下几种类型的词法单元：关键字、标识符、常量、运算符和界符。

2.使用正则表达式定义每种词法单元的模式。

3.设计一个词法分析器，将源代码中的每个词法单元识别出来并输出。

三、实验步骤：1. 确定编程语言的词法单元类型和正则表达式模式，定义相应的单词类型（如 TokenType）和模式（如 regex）。

2. 实现一个词法分析器的类 Lexer，包含以下方法：(1)一个构造方法，用于初始化词法分析器的输入源代码。

(2) 一个getNextToken方法，用于获取源代码中的下一个词法单元。

3. 在getNextToken方法中，使用正则表达式逐个识别源代码中的词法单元，并返回相应的Token对象。

4. 设计一个Token类，包含以下属性：词法单元类型、词法单元的值和位置信息等。

5.在主程序中使用词法分析器，将源代码中的每个词法单元识别出来并输出。

四、实验结果：1.设计一个简单的编程语言，包含如下词法单元类型（示例）：(1) 关键字：if、else、while、for等；(2)标识符：变量名等；(3)常量：整数、浮点数、字符串等；(4)运算符：+、-、*、/、=等；(5)界符：(、)、{、}、;等。

2. 实现一个词法分析器，识别出源代码中的每个词法单元，并输出相应的Token对象。

五、实验总结：通过本次实验，我熟悉了编译原理中词法分析的基本概念和原理，并掌握了正则表达式的使用方法。

我成功完成了一个简单的词法分析器的设计与实现，实现了源代码中每个词法单元的识别与输出。

这次实验对我深化了对编译原理中词法分析的理解，并提高了我的编程能力。

编译原理实验报告班级姓名：学号：自我评定：实验一词法分析程序实现一、实验目的与要求通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。

二、实验内容根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。

例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。

输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。

输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。

例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。

对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。

对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。

另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。

三、实现方法与环境词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。

其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。

一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。

构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。

编译原理实验报告实验一一、实验名称：词法分析器的设计二、实验目的：1，词法分析器能够识别简单语言的单词符号2，识别出并输出简单语言的基本字.标示符.无符号整数.运算符.和界符。

三、实验要求：给出一个简单语言单词符号的种别编码词法分析器四、实验原理：1、词法分析程序的算法思想算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字符的种类，拼出相应的单词符号。

2、程序流程图（1（2）扫描子程序3五、实验内容：1、实验分析编写程序时，先定义几个全局变量a[]、token[]（均为字符串数组),c,s( char型)，i,j,k （int型），a[]用来存放输入的字符串，token[]另一个则用来帮助识别单词符号，s用来表示正在分析的字符。

字符串输入之后，逐个分析输入字符，判断其是否‘#’，若是表示字符串输入分析完毕，结束分析程序，若否则通过int digit(char c)、int letter(char c)判断其是数字，字符还是算术符,分别为用以判断数字或字符的情况，算术符的判断可以在switch语句中进行，还要通过函数int lookup(char token[])来判断标识符和保留字。

2 实验词法分析器源程序：#include <stdio.h>#include <math.h>#include <string.h>int i,j,k;char c,s,a[20],token[20]={'0'};int letter(char s){if((s>=97)&&(s<=122)) return(1);else return(0);}int digit(char s){if((s>=48)&&(s<=57)) return(1);else return(0);}void get(){s=a[i];i=i+1;}void retract(){i=i-1;}int lookup(char token[20]){if(strcmp(token,"while")==0) return(1);else if(strcmp(token,"if")==0) return(2);else if(strcmp(token,"else")==0) return(3);else if(strcmp(token,"switch")==0) return(4);else if(strcmp(token,"case")==0) return(5);else return(0);}void main(){printf("please input string :\n");i=0;do{i=i+1;scanf("%c",&a[i]);}while(a[i]!='#');i=1;j=0;get();while(s!='#'){ memset(token,0,20);switch(s){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(s)||digit(s)){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();k=lookup(token);if(k==0)printf("(%d,%s)",6,token);else printf("(%d,-)",k);break;case '0':case '1':case '2':case '3':case '4':case '5':case '6':case '7':case '8':case '9':while(digit(s)){token[j]=s;j=j+1;get();}retract();printf("%d,%s",7,token);break;case '+':printf("('+',NULL)");break;case '-':printf("('-',null)");break; case '*':printf("('*',null)");break;case '<':get();if(s=='=') printf("(relop,LE)");else{retract();printf("(relop,LT)");}break;case '=':get();if(s=='=')printf("(relop,EQ)");else{retract();printf("('=',null)");}break;case ';':printf("(;,null)");break;case ' ':break;default:printf("!\n");}j=0;get();} }六：实验结果：实验二一、实验名称：语法分析器的设计二、实验目的：用C语言编写对一个算术表达式实现语法分析的语法分析程序，并以四元式的形式输出，以加深对语法语义分析原理的理解，掌握语法分析程序的实现方法和技术。

编译原理词法分析实验报告实验一词法分析一、实验目的通过设计编制调试一个具体的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。

并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。

编制一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。

并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。

二、实验内容（1）功能描述：该程序是实现一个词法分析器，词法分析器的功能是输入源程序，输出单词符号。

词法分析器的单词符号常常表示成以下的二元式(单词种别码，单词符号的属性值)。

本实验中，采用的是将单词分为五种的方法。

识别关键字：main、if、int、for、while、do、return、break、continue；单词种别码为1。

标识符：单词种别码为2。

常数：为无符号整形数；单词种别码为3。

运算符：包括：+、-、*、/、=、>、<、>=、<=、!= ；单词种别码为4。

分隔符：包括：,、;、{、}、(、)；单词种别码为5。

（2）程序结构描述：输入：从控制台输入一段源程序代码，对输入的代码进行词法分析,处理：分离出关键字、标识符、数值、运算符和界符。

输出：在词法分析结果表中输出每个单词所在行号、类型以及它所对应的编码。

其中，编码是自定义的,一种类型对应一个编码。

词法分析结果显示在控制台上。

（3）程序设计思路1、定义编码表，用ArrayList集合存放单词，如：关键字、运算符、分界符。

这三种单词是固定的，标示符和数字这两种单词不存放在集合中。

编码表是固定的，只需要初始化一次就够了，所以将集合定义为static类型，使其在类加载时，进行一次初始化。

2、static char allstr[] = new char[100000];该数组用于存储用户从控制台输入的所有字符。

3、//从键盘获取一个一个的字符public char Getchar() {try {ch = (char) System.in.read();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return ch;}4、用while循环遍历allstr数组中存放的字符，判断分离出关键字、标示符、数字、运算符、标示符。

实验1－3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案一、实验目的了解词法分析程序的两种设计方法之一:根据状态转换图直接编程的方式;二、实验内容ﻩ1．根据状态转换图直接编程编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描,产生一个个的单词的二元式，形成二元式(记号）流文件输出。

在此,词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。

具体任务有:（1)组织源程序的输入(２)拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出,得到单词流文件（3）删除注释、空格和无用符号（4)发现并定位词法错误,需要输出错误的位置在源程序中的第几行。

将错误信息输出到屏幕上。

（5）对于普通标识符和常量,分别建立标识符表和常量表(使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时,查找标识符表或常量表,若存在，则返回位置，否则返回０并且填写符号表或常量表。

标识符表结构:变量名，类型（整型、实型、字符型),分配的数据区地址注：词法分析阶段只填写变量名,其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。

常量表结构：常量名，常量值三、实验要求1.能对任何S语言源程序进行分析ﻩ在运行词法分析程序时,应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名,然后对该程序完成词法分析任务。

2．能检查并处理某些词法分析错误词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号,错误的编号及错误信息。

本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1,2)：1:非法字符:单词表中不存在的字符处理为非法字符,处理方式是删除该字符，给出错误信息,“某某字符非法”。

２:源程序文件结束而注释未结束。

注释格式为:/* …… */四、保留字和特殊符号表单词的构词规则:字母=[A-Za-z]数字=[0-９]标识符=(字母｜＿)（字母|数字）*数字=数字（数字)＊(.数字+| )四、Ｓ语言表达式和语句说明ﻩ1.算术表达式：+、－、*、/、%ﻩ2．关系运算符：>、>＝、<、<＝、==、！＝3.赋值运算符:=,＋=、-＝、＊=、／=、％=ﻩ4．变量说明:类型标识符变量名表;5.类型标识符:int char flｏaｔﻩ6．If语句：iｆ表达式tｈen 语句[ｅlsｅ语句] ﻩ７.For语句：for(表达式１;表达式２；表达式３) 语句ﻩ8.Whilｅ语句：whｉle表达式ｄo 语句9.S语言程序：由函数构成,函数不能嵌套定义。

编译原理词法分析实验一、实验目的本实验旨在通过编写一个简单的词法分析器，了解编译原理中词法分析的基本原理和实现方法。

二、实验材料1. 计算机编程环境2. 编程语言三、实验步骤1. 了解词法分析的概念和作用。

词法分析是编译器中的第一个阶段，它的主要任务是将源代码中的字符序列转化为有意义的标识符，如关键字、操作符、常量和标识符等。

2. 设计词法分析器的流程和算法。

词法分析器的主要原理是通过有限状态自动机来识别和提取标识符。

在设计过程中，需考虑各种可能出现的字符序列，并定义相应的状态转移规则。

3. 根据设计的流程和算法，使用编程语言编写词法分析器的代码。

4. 编译并运行词法分析器程序，输入待分析的源代码文件，观察程序的输出结果。

5. 分析输出结果，检查程序是否正确地提取了源代码中的标识符。

四、实验结果经过词法分析器的处理，源代码将被成功地转化为有意义的标识符。

结果可以通过以下几个方面来验证：1. 关键字和操作符是否被正确识别和提取。

2. 常量和标识符是否被正确识别和提取。

3. 检查程序的错误处理能力，如能否发现非法字符或非法标识符。

4. 输出结果是否符合预期，可与自己编写的语法规则进行对比。

5. 对于特殊情况，如转义字符等是否正确处理。

五、实验总结通过本次实验，我深入了解了编译原理中词法分析的重要性和基本原理。

编写词法分析器的过程中，我学会了使用有限状态自动机来识别和提取标识符，并通过实践巩固了相关知识。

此外，我还对源代码的结构有了更深入的了解，并且掌握了如何运用编程语言来实现词法分析器。

通过本次实验，我不仅提升了自己的编程技术，也对编译原理有了更深入的认识和理解。

六、实验心得通过实验，我深刻体会到了词法分析在编译过程中的重要性。

合理设计和实现词法分析器，可以大大提高编译器的效率和准确性。

同时，通过编写词法分析器的代码，我不仅锻炼了自己的编程能力，还提升了对编译原理的理解和掌握。

这次实验让我更加深入地了解了编译原理中的词法分析，也为我今后在编程领域的发展打下了坚实的基础。

(完整word版)编译原理词法分析程序实现实验报告实验一词法分析程序实现一、实验内容选取无符号数的算术四则运算中的各类单词为识别对象，要求将其中的各个单词识别出来。

输入：由无符号数和+，－，*，/, ( , ) 构成的算术表达式，如1.5E+2－100。

输出：对识别出的每一单词均单行输出其类别码（无符号数的值暂不要求计算）。

二、设计部分因为需要选取无符号数的算术四则运算中的各类单词为识别对象，要求将其中的各个单词识别出来，而其中的关键则为无符号数的识别，它不仅包括了一般情况下的整数和小数，还有以E为底数的指数运算，其中关于词法分析的无符号数的识别过程流程图如下：GOTO 1:(完整word版)编译原理词法分析程序实现实验报告GOTO 2:三、源程序代码部分#include <stdio.h>#include<stdlib.h>#include <math.h>#define MAX 100#define UNSIGNEDNUMBER 1#define PLUS 2#define SUBTRACT 3#define MULTIPLY 4#define DIVIDE 5#define LEFTBRACKET 6#define RIGHTBRACKET 7#define INEFFICACIOUSLABEL 8#define FINISH 111int count=0;int Class;void StoreType();int Type[100];char Store[20]={'\0'};void ShowStrFile();//已经将要识别的字符串存在文件a中void Output(int a,char *p1,char *p2);//字符的输出过程int Sign(char *p);//'+''-''*''/'整体识别过程int UnsignedNum(char *p);//是否适合合法的正整数0~9int LegalCharacter(char *p);//是否是合法的字符：Sign(p)||UnsignedNum(p)||'E'||'.' void DistinguishSign(char *p);//'+''-''*''/'具体识别过程void TypyDistinguish();//字符的识别过程void ShowType();//将类别码存储在Type[100]中，为语法分析做准备void ShowStrFile()//已经将要识别的字符串存在文件a中{FILE *fp_s;char ch;if((fp_s=fopen("a.txt","r"))==NULL){printf("The FILE cannot open!");exit(0);}elsech=fgetc(fp_s);while(ch!=EOF){putchar(ch);ch=fgetc(fp_s);}printf("\n");}void StoreStr()//将文件中的字符串存储到数组Store[i] {FILE *fp=fopen("a.txt","r");char str;int i=0;while(!feof(fp)){fscanf(fp,"%c",&str);if(str=='?'){Store[i]='\0';break;}Store[i]=str;i++;}Store[i]='\0';}void ShowStore(){int i;for (i=0;Store[i]!='\0';i++)printf("%c",Store[i]);printf("\n");}void Output(int a,char *p1,char *p2){printf("%3s\t%d\t%s\t","CLASS",a,"VALUE");while(p1<=p2){printf("%c",*p1);p1++;}printf("\n");}int Sign(char *p){char ch=*p;if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'||ch=='('||ch==')') return 1;elsereturn 0;}int UnsignedNum(char *p){char ch=*p;if('0'<=ch&&ch<='9')return 1;elsereturn 0;}int LegalCharacter(char *p){char ch=*p;if(Sign(p)||UnsignedNum(p)||ch=='E'||ch=='.')。

实验一词法分析器设计【实验目的】1．熟悉词法分析的基本原理，词法分析的过程以及词法分析中要注意的问题。

2．复习高级语言，进一步加强用高级语言来解决实际问题的能力。

3．通过完成词法分析程序，了解词法分析的过程。

【实验内容】用C语言编写一个PL/0词法分析器，为语法语义分析提供单词，使之能把输入的字符串形式的源程序分割成一个个单词符号传递给语法语义分析，并把分析结果（基本字，运算符，标识符，常数以及界符）输出。

【实验流程图】【实验步骤】1．提取pl/0文件中基本字的源代码while((ch=fgetc(stream))!='.'){int k=-1;char a[SIZE];int s=0;while(ch>='a' && ch<='z'||ch>='A' && ch<='Z'){if(ch>='A' && ch<='Z') ch+=32;a[++k]=(char)ch;ch=fgetc(stream);}for(int m=0;m<=12&&k!=-1;m++)for(int n=0;n<=k;n++){if(a[n]==wsym[m][n]) ++s;else s=0;if(s==(strlen(wsym[m]))) {printf("%s\t",wsym[m]);m=14;n=k+1;} }2．提取pl/0文件中标识符的源代码while((ch=fgetc(stream))!='.'){int k=-1;char a[SIZE]=" ";int s=0;while(ch>='a' && ch<='z'||ch>='A' && ch<='Z'){if(ch>='A' && ch<='Z') ch+=32;a[++k]=(char)ch;ch=fgetc(stream);}for(int m=0;m<=12&&k!=-1;m++)for(int n=0;n<=k;n++){if(a[n]==wsym[m][n]) ++s;else s=0;if(s==(strlen(wsym[m]))) {m=14;n=k+1;}}if(m==13) for(m=0;a[m]!=NULL;m++) printf("%c ",a[m]);3．提取pl/0文件中常数的源代码while((ch=fgetc(stream))!='.'){while(ch>='0' && ch<='9'){num=10*num+ch-'0';ch=fgetc(stream);}if(num!=0) printf("%d ",num);num=0;}4．提取pl/0文件中运算符的源代码int ch=fgetc(stream);while(ch!='.'){switch(ch){case'+': printf("+ ");break;case'-': printf("- ");break;case'*': printf("* ");break;case'/': printf("/ ");break;case'>': if(fgetc(stream)=='=')printf(">= "); else printf("> ");break;case'<': if(fgetc(stream)=='=')printf("<= "); else printf("< ");break;case':': printf(":= ");break;case'#': printf("# ");break;case'=': printf("= ");break;default: break;}ch=fgetc(stream);5．提取pl/0文件中界符的源代码int ch=fgetc(stream);while(ch!='.'){switch(ch){case',': printf(", ");break;case';': printf("; ");break;case'(': printf("( ");break;case')': printf(") ");break;default: break;}ch=fgetc(stream);}【实验结果】1．pl/0文件（222.txt）内容const a=10;var b,c;procedure p;beginc:=b+a;end;beginread(b);while b#0 dobegincall p;write(2*c);read(b)endend .2．实验运行结果【实验小结】1.了解程序在运行过程中对词法分析，识别一个个字符并组合成相应的单词，是机器能过明白程序，定义各种关键字，界符。

实验1-3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案一、实验目的了解词法分析程序的两种设计方法之一：根据状态转换图直接编程的方式；二、实验内容1．根据状态转换图直接编程编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。

在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。

具体任务有：（1）组织源程序的输入（2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件（3）删除注释、空格和无用符号（4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。

将错误信息输出到屏幕上。

（5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。

标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。

常量表结构：常量名，常量值三、实验要求1．能对任何S语言源程序进行分析在运行词法分析程序时，应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名，然后对该程序完成词法分析任务。

2．能检查并处理某些词法分析错误词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号，错误的编号及错误信息。

本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）：1：非法字符：单词表中不存在的字符处理为非法字符，处理方式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符非法”。

2：源程序文件结束而注释未结束。

注释格式为：/* …… */四、保留字和特殊符号表单词的构词规则：字母=[A-Za-z]数字=[0-9]标识符=（字母|_）（字母|数字）*数字=数字(数字)*(.数字+| )四、S语言表达式和语句说明1．算术表达式:+、-、*、/、%2．关系运算符：>、>=、<、<=、==、！=3．赋值运算符：=，+=、-=、*=、/=、%=4．变量说明：类型标识符变量名表；5．类型标识符：int char float6．If语句：if 表达式then 语句[else 语句]7．For语句：for（表达式1；表达式2；表达式3）语句8．While语句：while 表达式do 语句9．S语言程序：由函数构成，函数不能嵌套定义。

《编译原理》实验指导书实验一词法分析器的设计一、实验目的和要求加深对状态转换图的实现及词法分析器的理解。

熟悉词法分析器的主要算法及实现过程。

要求学生掌握词法分析器的设计过程，并实现词法分析。

二、实验基本内容给出一个简单语言的词法规则，画出状态转换图，并依据状态转换图编制出词法分析程序，能从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。

并依次输出各个单Error”，然后跳过错误部分继续显示）词法规则如下：三、实验时间：上机三次。

第一次按照自己的思路设计一个程序。

第二、三次在理论课学习后修改程序，使得程序结构更加合理。

四、实验过程和指导：（一）准备：1.阅读课本有关章节（c/c++，数据结构），花一周时间明确语言的语法，写出基本算法以及采用的数据结构和要测试的程序例。

2.初步编制好程序。

3.准备好多组测试数据。

（二）上课上机：将源代码拷贝到机上调试，发现错误，再修改完善。

（三）程序要求：程序输入/输出示例：输入如下一段：main(){/*一个简单的c++程序*/int a,b; //定义变量a = 10;b = a + 20;}要求输出如右图。

要求：(1) 剔除注解符(2) 常数为无符号整数（可增加实型数，字符型数等）（四）练习该实验的目的和思路：程序开始变得复杂起来，可能是大家以前编过的程序中最复杂的，但相对于以后的程序来说还是简单的。

因此要认真把握这个过渡期的练习。

程序规模大概为200行及以上。

通过练习，掌握对字符进行灵活处理的方法。

（五）为了能设计好程序，注意以下事情：1.模块设计：将程序分成合理的多个模块（函数/类），每个模块（类）做具体的同一事情。

2.写出（画出）设计方案：模块关系简图、流程图、全局变量、函数接口等。

3.编程时注意编程风格：空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。

4．程序设计语言不限，建议使用面向对象技术及可视化编程语言，如C++，VC,JA V A,VJ++等。

广州大学实验课程建设项目《编译原理实验》实验指导书广州大学信息与机电工程学院计算机系2006年10月目录实验1 Pascal 语言的编译器的使用 3 实验2 词法分析（一） 13 (调试一个词法分析程序)实验3 词法分析（二） 16 (设计、编制并调试一个词法分析程序)实验4 语法分析（一） 19 （调试一个语法分析程序，了解编译程序中LR分析表的作用）实验5 语法分析（二） 22（设计、编制并调试一个语法分析程序）实验6 语义分析 24实验7 编译原理综合实验 26 实验报告示例：词法分析程序 47考试考核方式 53实验一：Pascal 语言的编译器的使用实验目的:调试一个Pascal 语言的编译器，加深对语言编译器的理解实验内容：此程序为Pascal 语言的编译器，支持Proc ，Repeat，If，While，For，Fun函数结构代码的编译，能生成变量表、常量表和汇编程序。

界面如下：图1 Pascal 语言的编译器的使用界面下面给出软件所能编译的代码和编译出的结果。

―――――――――――――――――――――――――――――――――――Proc函数结构代码：vara, b, i: integer;procedure p1(arg1: integer; arg2: integer);begina := arg1 * arg2;end;beginb := 123;p1(3, b);――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]b = unsigned[静], OffPos = 0[3]i = unsigned[静], OffPos = 0[4]arg1 = unsigned[参], OffPos = 0[5]arg2 = unsigned[参], OffPos = 1常量[0]Number = 123[静], OffPos = 0[1]Number = 3[静], OffPos = 0方法ID = 1, Name = p1, MethodType = 过程, ParamList = (4, 5), DynaV arList = (), Addr = 2 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = 369[静], OffPos = 0[2]b = 123[静], OffPos = 0[3]i = unsigned[静], OffPos = 0[4]arg1 = unsigned[参], OffPos = 0[5]arg2 = unsigned[参], OffPos = 1汇编语句：0:Goto 0, 71:Return 0, 02:Mov 0, 43:Mov 0, 54:Mul 0, 05:Sto 1, 16:Return 0, 07:LoadConst 0, 08:Sto 0, 29:LoadConst 0, 110:Mov 0, 211:Call 0, 1 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――For结构代码：vara, b, i: integer;a := 0;for i := 0 to 100 dobegina := a + i;end;end;――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]b = unsigned[静], OffPos = 0[3]i = unsigned[静], OffPos = 0常量[0]Number = 0[静], OffPos = 0[1]Number = 0[静], OffPos = 0[2]Number = 100[静], OffPos = 0方法ID = 0, Name = ShowMessage, MethodType = 过程, ParamList = (0), DynaV arList = (), Addr = 1＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = 5050[静], OffPos = 0[2]b = unsigned[静], OffPos = 0[3]i = 101[静], OffPos = 0汇编语句：0:Goto 0, 21:Return 0, 02:LoadConst 0, 03:Sto 0, 14:LoadConst 0, 15:Sto 0, 36:LoadConst 0, 27:Mov 0, 38:>=? 0, 09:IfFalseGoto 0, 1810:Mov 0, 111:Mov 0, 312:Add 0, 013:Sto 0, 114:Mov 0, 315:IncV ar 0, 116:Sto 0, 317:Goto 0, 6 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――While函数结构代码：vara, i: integer;begini := 0;a := 0;while i <= 100 dobegina := a +i;i := i +1;end;end;――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]i = unsigned[静], OffPos = 0常量[0]Number = 0[静], OffPos = 0[1]Number = 0[静], OffPos = 0[2]Number = 100[静], OffPos = 0[3]Number = 1[静], OffPos = 0方法ID = 0, Name = ShowMessage, MethodType = 过程, ParamList = (0), DynaV arList = (), Addr = 1＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = 5050[静], OffPos = 0[2]i = 101[静], OffPos = 0汇编语句：0:Goto 0, 21:Return 0, 02:LoadConst 0, 03:Sto 0, 24:LoadConst 0, 15:Sto 0, 16:Mov 0, 27:LoadConst 0, 28:<=? 0, 09:IfFalseGoto 0, 1910:Mov 0, 111:Mov 0, 212:Add 0, 013:Sto 0, 114:Mov 0, 215:LoadConst 0, 316:Add 0, 017:Sto 0, 218:Goto 0, 6 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――Repeat函数结构代码：vara, i: integer;begina := 0;i := 0;repeata := a + i;i := i + 1;until i > 100;end; ――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]i = unsigned[静], OffPos = 0常量[0]Number = 0[静], OffPos = 0[1]Number = 0[静], OffPos = 0[2]Number = 1[静], OffPos = 0[3]Number = 100[静], OffPos = 0方法ID = 0, Name = ShowMessage, MethodType = 过程, ParamList = (0), DynaV arList = (), Addr = 1＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = 5050[静], OffPos = 0[2]i = 101[静], OffPos = 0汇编语句：0:Goto 0, 21:Return 0, 02:LoadConst 0, 03:Sto 0, 14:LoadConst 0, 15:Sto 0, 26:Mov 0, 17:Mov 0, 28:Add 0, 09:Sto 0, 110:Mov 0, 211:LoadConst 0, 212:Add 0, 013:Sto 0, 214:Mov 0, 215:LoadConst 0, 316:>? 0, 017:IfFalseGoto 0, 6 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――Fun函数结构代码：vara, i: integer;function fun1(arg1, arg2: integer): integer;beginResult := arg1 + arg2;end;begina := 0;for i := 1 to 100 dobegina := fun1(a, i);end;end;――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]i = unsigned[静], OffPos = 0[3]arg1 = unsigned[参], OffPos = 0[4]arg2 = unsigned[参], OffPos = 1[5]Result = unsigned[动], OffPos = 2常量[0]Number = 0[静], OffPos = 0[1]Number = 1[静], OffPos = 0[2]Number = 100[静], OffPos = 0方法ID = 1, Name = fun1, MethodType = 函数, ParamList = (3, 4), DynaV arList = (5), Addr = 2 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = 5050[静], OffPos = 0[2]i = 101[静], OffPos = 0[3]arg1 = unsigned[参], OffPos = 0[4]arg2 = unsigned[参], OffPos = 1[5]Result = unsigned[动], OffPos = 2汇编语句：0:Goto 0, 71:Return 0, 02:Mov 0, 33:Mov 0, 44:Add 0, 05:Sto 0, 56:Return 0, 07:LoadConst 0, 08:Sto 0, 19:LoadConst 0, 110:Sto 0, 211:LoadConst 0, 212:Mov 0, 213:>=? 0, 014:IfFalseGoto 0, 2315:Mov 0, 116:Mov 0, 217:Call 0, 118:Sto 0, 119:Mov 0, 220:IncV ar 0, 121:Sto 0, 222:Goto 0, 11 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――If 结构代码：vara, i: integer;begina := 2;if a = 1 thenbegini := 10;endelse begini := 100;end;end;――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]i = unsigned[静], OffPos = 0常量[0]Number = 2[静], OffPos = 0[1]Number = 1[静], OffPos = 0[2]Number = 10[静], OffPos = 0[3]Number = 100[静], OffPos = 0方法ID = 0, Name = ShowMessage, MethodType = 过程, ParamList = (0), DynaV arList = (), Addr = 1 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = 2[静], OffPos = 0[2]i = 100[静], OffPos = 0汇编语句：0:Goto 0, 21:Return 0, 02:LoadConst 0, 03:Sto 0, 14:Mov 0, 15:LoadConst 0, 16:=? 0, 07:IfFalseGoto 0, 118:LoadConst 0, 29:Sto 0, 210:Goto 0, 1311:LoadConst 0, 312:Sto 0, 2 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――递归结构代码：vara, b: integer;function f1(arg: integer): integer;beginif arg <= 1 thenbeginResult := 1;endelse beginResult := arg * f1(arg - 1);end;end;begina := 10;b := f1(a);ShowMessage(b);end; ――――――――――――――――――――――――――――――――――－编译状态下：变量[0]str = unsigned[参], OffPos = 0[1]a = unsigned[静], OffPos = 0[2]b = unsigned[静], OffPos = 0[3]arg = unsigned[参], OffPos = 0[4]Result = unsigned[动], OffPos = 1常量[0]Number = 1[静], OffPos = 0[1]Number = 1[静], OffPos = 0[2]Number = 1[静], OffPos = 0[3]Number = 10[静], OffPos = 0方法ID = 1, Name = f1, MethodType = 函数, ParamList = (3), DynaV arList = (4), Addr = 2 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋运行状态下：变量：无汇编语句：Goto 0, 171:Return 0, 02:Mov 0, 33:LoadConst 0, 04:<=? 0, 05:IfFalseGoto 0, 96:LoadConst 0, 17:Sto 0, 48:Goto 0, 169:Mov 0, 310:Mov 0, 311:LoadConst 0, 212:Sub 0, 013:Call 0, 114:Mul 0, 015:Sto 0, 416:Return 0, 017:LoadConst 0, 318:Sto 0, 119:Mov 0, 120:Call 0, 121:Sto 0, 222:Mov 0, 223:Call 0, 0 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――实验二：词法分析（一）实验目的:调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解实验内容：（1）设一小型编译程序关于高级语言有如下的规定：高级语言程序具有四种基本结构：顺序结构﹑选择结构﹑循环结构和过程。

编译原理-词法分析器的设计一．设计说明及设计要求一般来说，编译程序的整个过程可以划分为五个阶段：词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成。

本课程设计即为词法分析阶段。

词法分析阶段是编译过程的第一个阶段。

这个阶段的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，从而识别出一个个单词（也称单词符号或符号）。

如保留字（关键字或基本字）、标志符、常数、算符和界符等等。

二．设计中相关关键字说明1．基本字：也称关键字，如C语言中的if , else , while , do ,for,case,break,return 等。

2．标志符：用来表示各种名字，如常量名、变量名和过程名等。

3．常数：各种类型的常数，如12，6.88，和“ABC”等。

4．运算符：如+ ，- , * , / ,%, < , > ,<= , >= 等。

5．界符，如逗点，冒号，分号，括号，# ，〈〈，〉〉等。

三、程序分析词法分析是编译的第一个阶段，它的主要任务是从左到右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词序列，用以语法分析。

词法分析工作可以是独立的一遍，把字符流的源程序变为单词序列，输出在一个中间文件上，这个文件做为语法分析程序的输入而继续编译过程。

然而，更一般的情况，常将词法分析程序设计成一个子程序，每当语法分析程序需要一个单词时，则调用该子程序。

词法分析程序每得到一次调用，便从源程序文件中读入一些字符，直到识别出一个单词，或说直到下一个单词的第一个字符为止。

四、模块设计下面是程序的流程图五、程序介绍在程序当前目录里建立一个文本文档，取名为infile.txt,所有需要分析的程序都写在此文本文档里，程序的结尾必须以“@”标志符结束。

程序结果输出在同一个目录下，文件名为outfile.txt，此文件为自动生成。

本程序所输出的单词符号采用以下二元式表示：（单词种别，单词自身的值）如程序输出结果(57,"#")(33,"include")(52,"<")(33,"iostream") 等。

实验报告
课程名称编译原理实验名称词法分析实验
一、实验目的
1．掌握词法分析程序设计与实现的原理、思想和具体过程；
2．加深对文法概念、扫描器概念、DFA\NFA、带有з动作的NFA、以及NFA的确定化等概念的理解。

二、实验环境
1．硬件环境：PC机；
2．软件环境：Windows环境，C语言系统。

三、实验内容与步骤
1．实验内容
使用高级语言编写一具有识别若干单词的词法分析程序，也可以使用词法分析生成工具Lex构造相应程序，要求能够识别出如下单词：BEGIN,END,IF,THEN,ELSE,标识符，常量，+，-，*，/，=，>，<等单词符号。

2．实验步骤
（1）画出识别各类单词的NFA图；
（2）使用Lex工具编出程序；
（3）上机输入、调试；
（4）分析实验结果；
由实验结果可知，该程序能够识别出源单词文件！
四、实验思考题
1．DFA图如何转换为程序？
（1）可以使用词法分析工具生成
（2）可以手动编写高级语言代码实现
2．实现词法分析的技术有哪些？
（1）正规文法
（2）状态矩阵法
（3）子集法
3．怎样实现更为有效的词法分析程序？
定义正规表达式和正规集，规范词法分析程序。

实习一词法分析一、实验目的：根据活动状态转换图，设计并实现一个具体的C语言的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。

并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。

编写一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。

并依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值。

（遇到错误时可显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示）。

二、实验过程1.活动状态转化图2.设计思路本C语言词法分析器使用JAVA语言编写。

（1）C语言词法分析●关键字将C语言32关键字"auto", "double", "int", "struct", "break","else","long", "switch", "case", "enum", "register", "typedef","char", " extern", "return", "union", "const", "float", "short"," unsigned", "continue", "for", "signed", "void","default", "goto","sizeof", "volatile", "do", "if", "while", "static"存储在keyword[]字符串数组中；●专用符号= + -* / ＜＝＞＞＝ == ！= ；：， { } [ ] （ )将读入的字符与ASCLL表进行比较判断；对于像“==”，“<=”等字符进行超前搜索；●空格和空白、制表符和换行符。

实验1-4 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案一、实验目的了解词法分析程序的两种设计方法：1.根据状态转换图直接编程的方式；2.利用DFA 编写通用的词法分析程序。

二、实验内容1．根据状态转换图直接编程编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。

在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。

具体任务有：（1）组织源程序的输入（2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件（3）删除注释、空格和无用符号（4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。

将错误信息输出到屏幕上。

（5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。

标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。

常量表结构：常量名，常量值2．编写DFA模拟程序算法如下：DFA（S=S0,MOVE[][],F[],ALPHABET[]）/*S为状态，初值为DFA的初态，MOVE[][]为状态转换矩阵，F[] 为终态集，ALPHABET[] 为字母表，其中的字母顺序与MOVE[][] 中列标题的字母顺序一致。

*/{Char Wordbuffer[10]=“”//单词缓冲区置空Nextchar=getchar（）；//读i=0；while（nextchar！=NULL）//NULL代表此类单词{ if （nextcha r！∈ALPHABET[]）{ERROR（“非法字符”），return（“非法字符”）；}S=MOVE[S][nextchar] //下一状态if（S=NULL）return（“不接受”）；//下一状态为空，不能识别，单词错误wordbuffer[i]=nextchar ；//保存单词符号i++；nextchar=getchar（）；}Wordbuffer[i]=‘\0’;If（S∈F）return（wordbuffer）；//接受Else return（“不接受”）；}该算法要求：实现DFA算法，给定一个DFA（初态、状态转换矩阵、终态集、字母表），调用DFA（），识别给定源程序中的单词，查看结果是否正确。