中南大學(xué)軟件學(xué)院編譯原理實驗報告

《320144X1（編譯原理）》實驗報告項目名稱編譯原理專業(yè)班級軟件工程1403學(xué)號姓名溫睿誠實驗成績：批閱教師：年月日

第一部分詞法分析（實驗一必作）實驗一詞法分析程序設(shè)計與實現(xiàn)實驗報告要求詳細說明你的程序的設(shè)計思路和實現(xiàn)過程。用有限自動機或者文法的形式對詞法定義做出詳細說明，說明詞法分析程序的工作過程，說明錯誤處理的實現(xiàn)。設(shè)計思路：首先把單詞進行分類，分為String[]keyword={"if","int"};

ArrayList<String>biaoshi=newArrayList<>();

ArrayList<Integer>changshu=newArrayList<>();

String[]yunsuan={"+","=","-",">","==","!="};

String[]spilt={",","(",")","{","}",";"};五類，分別是關(guān)鍵字、標(biāo)識符、常數(shù)、運算符以及分隔符。然后逐個字符讀入，對于關(guān)鍵字或標(biāo)識符這類英文單詞開始的單詞，用空格隔開，其他可以用分隔符、運算符、空格、回車等。讀入一個單詞后對照一開始的五類分析出是哪一類，符合后交給語法分析器處理。實現(xiàn)過程：importjava.io.*;

importjava.util.ArrayList;

/**

*Createdby溫睿誠on2016/5/11/0011.

*/

publicclassCiFa{

String[]keyword={"if","int"};

ArrayList<String>biaoshi=newArrayList<>();

ArrayList<Integer>changshu=newArrayList<>();

String[]yunsuan={"+","=","-",">","==","!="};

String[]spilt={",","(",")","{","}",";"};

//記錄結(jié)果的符號表

//用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呢？

//當(dāng)前單詞

StringBuilderstr=newStringBuilder("");

//下一個要讀的字符

charnow;

//一個棧

ArrayList<Character>stack=newArrayList<>();

privatevoidput(){

stack.add(newCharacter(now));

}

privatecharpop(){

if(stack.size()>0){

return((Character)stack.remove(stack.size()-1)).charValue();

}else{

return0;

}

}

//錯誤信息

StringerrorMsg;

Readerreader=null;

publicstaticvoidmain(String[]args){

CiFacifa=newCiFa();

cifa.fenXi(args[0]);

}

privatevoidfenXi(Stringfilename){

//讀取文件

Filefile=newFile(filename);

try{

reader=newInputStreamReader(newFileInputStream(file));

}catch(FileNotFoundExceptione){

System.out.println("讀取文件字符失敗！");

e.printStackTrace();

}

//不斷讀取字符直到結(jié)束

getChar();

intresult;

//使用預(yù)測分析法

YuFayuFa=newYuCeFenXi();

booleanflag=true;

while(!(now<0||now>=65535)){

//根據(jù)返回數(shù)值查找或插入，錯誤則打印并提示。正確則記錄到map

result=read();

if(result!=6){

System.out.println("("+result+",\""+str+"\")");

if(!yuFa.fenxi(result,str.toString())){

flag=false;

System.err.println("語法分析出錯！出錯單詞:"+str.toString());

}

}else{

System.err.println("("+errorMsg+",\""+str+"\")");

}

str.delete(0,str.length());

}

//結(jié)束

booleantempResult=false;

if(yuFa!=null)

tempResult=yuFa.fenxi(6,"#");

if(tempResult&&flag)

System.out.println("語法分析通過！");

}

//判斷是否為數(shù)字

privatebooleanisDigit(){

if('0'<=now&&now<='9')

returntrue;

else

returnfalse;

}

//判斷是否為字母

privatebooleanisLetter(){

if(('a'<=now&&now<='z')||('A'<=now&&now<='Z'))

returntrue;

else

returnfalse;

}

//賦值下一字符給now,返回true表示讀到空格、換行等空白字符

privatebooleangetChar(){

booleanflag=false;

try{

now=(char)reader.read();

while(now==0||now=='\t'||now=='\r'||now=='\n'||now==32){

flag=true;

now=(char)reader.read();

}

}catch(IOExceptione){

e.printStackTrace();

}

returnflag;

}

//連接字符到單詞

privatevoidconcat(){

str.append(now);

}

privatebooleanisSpilt(){

Stringtemp=String.valueOf(now);

for(Stringstr:spilt){

if(str.startsWith(temp)){

returntrue;

}

}

returnfalse;

}

privatebooleaninAL(Stringstr,ArrayList<String>strings){

if(strings.contains(str))

returntrue;

returnfalse;

}

privatebooleaninShuzu(Stringstr,String[]strings){

for(Stringstr1:strings){

if(str.equals(str1)){

returntrue;

}

}

returnfalse;

}

privatebooleanisYun(){

Stringtemp=String.valueOf(now);

for(Stringstr:yunsuan){

if(str.startsWith(temp)){

returntrue;

}

}

returnfalse;

}

//詞法分析器

privateintread(){

if(isLetter()){

//字母開始的，要么關(guān)鍵字，要么標(biāo)識符，其用空格、tab、回車之類的分隔，

//而標(biāo)識符還可以用分割符號、運算符號分割。暫不判斷標(biāo)識符是否定義

concat();

booleanflag;

flag=getChar();

while((isDigit()||isLetter())&&flag==false){

concat();

flag=getChar();

}

if(inShuzu(str.toString(),keyword)){

return1;

}else{

if(!inAL(toString(),biaoshi)){

biaoshi.add(str.toString());

}

return2;

}

}elseif(isDigit()){

//數(shù)字開頭的，是常數(shù)，以空格、tab等以及分隔符、運算符分割

concat();

getChar();

while(isDigit()){

concat();

getChar();

}

return3;

}elseif(isSpilt()){

//分隔符，當(dāng)出現(xiàn)｛、（時入棧，接收到｝、）時判斷是否符合。單個字符，不需要分隔

if(now=='{'||now=='('){

put();

}elseif(now=='}'){

chartemp=pop();

if(temp!='{'){

errorMsg="沒有'{'與'}'匹配";

concat();

getChar();

return6;

}

}elseif(now==')'){

chartemp=pop();

if(temp!='('){

errorMsg="沒有'('與')'匹配";

concat();

getChar();

return6;

}

}

concat();

getChar();

return5;

}elseif(isYun()){

//運算符，一般為單個符號，例外如下

concat();

if(now=='<'||now=='>'||now=='!'){

getChar();

if(now=='='){

concat();

getChar();

}

}else{

getChar();

}

return4;

}else{

//ERROR

errorMsg="無法識別\""+now+"\"";

concat();

getChar();

return6;

}

}

}結(jié)果：對于文件：輸出：等第二部分語法分析（任選其中一個做實驗）實驗二預(yù)測分析法設(shè)計與實現(xiàn)實驗報告要求詳細說明你的程序的設(shè)計思路和實現(xiàn)過程。實驗報告要求用文法的形式對語法定義做出詳細說明，說明語法分析程序的工作過程，說明錯誤處理的實現(xiàn)。設(shè)計思路：首先寫出文法，然后作出預(yù)測分析表，再根據(jù)算法查表判斷是否符合改文法。這是自己寫的文法。模仿C++文法，但有不少局限性。實現(xiàn)過程：importjava.util.Stack;

/**

*Createdby溫睿誠on2016/6/1/0001.

*預(yù)測分析法

*/

publicclassYuCeFenXiimplementsYuFa{

Stack<String>stack;

String[]t={"int"};

String[]o={"+","-"};

String[]k={"if"};

String[]c={">","==","!="};

String[]spilt={",","(",")","{","}",";"};

privatestaticString[][]map=newString[15][14];

//橫排SABCNDEFGHIJKL

//對應(yīng)1234567891011121314

//豎排tbz(o),;=k{}#

//對應(yīng)12345678910111213

YuCeFenXi(){

//null即出錯，空字符串即空字

map[1][1]="tb(A){N}S";

map[1][13]="#";

map[2][1]="B";

map[2][6]="";

map[3][1]="tbC";

map[4][6]="";

map[4][7]=",tbC";

map[5][1]="tbD;N";

map[5][2]="bI;N";

map[5][10]="k(E){N}N";

map[5][12]="";

map[6][7]=",bD";

map[6][8]="";

map[7][2]="bJ";

map[7][3]="F";

map[8][3]="zG";

map[9][5]="oHcH";

map[9][6]="";

map[10][2]="b";

map[10][3]="z";

map[11][4]="(A)";

map[11][9]="=K";

map[12][4]="(A)";

map[12][5]="oHcH";

map[12][6]="";

map[13][2]="HL";

map[13][3]="HL";

map[14][5]="oHL";

map[14][8]="";

stack=newStack<>();

stack.push("#");

stack.push("S");

}

//判斷是否非終結(jié)符

privatebooleanisN(Stringstr){

if(str.length()!=1)

returnfalse;

chartemp=str.charAt(0);

if((temp>='A'&&temp<='L')||(temp=='S')||temp=='N')

returntrue;

returnfalse;

}

//把非終結(jié)符轉(zhuǎn)換為表中對應(yīng)數(shù)字

privateintn2I(Stringstr){

chartemp=str.charAt(0);

switch(temp){

case'S':

return1;

case'A':

return2;

case'B':

return3;

case'C':

return4;

case'N':

return5;

default:

returntemp-'A'+3;

}

}

//把終結(jié)符轉(zhuǎn)換為表中對應(yīng)數(shù)字

privateintt2I(Stringstr){

chartemp=str.charAt(0);

switch(temp){

case't':

return1;

case'b':

return2;

case'z':

return3;

case'(':

return4;

case'o':

return5;

case')':

return6;

case',':

return7;

case';':

return8;

case'=':

return9;

case'k':

return10;

case'{':

return11;

case'}':

return12;

case'#':

return13;

default:

return-1;

}

}

privatebooleaninArray(Stringstr,String[]array){

for(Stringtemp:array){

if(str.equals(temp))

returntrue;

}

returnfalse;

}

publicstaticbooleanisNumeric(Stringstr){

for(inti=0;i<str.length();i++){

System.out.println(str.charAt(i));

if(!Character.isDigit(str.charAt(i))){

returnfalse;

}

}

returntrue;

}

//若word是常規(guī)終結(jié)符如{,;則返回原值，若是int這種，則返回t

publicStringword2T(inttype,Stringword){

switch(type){

case1:

if(inArray(word,t))

return"t";

elseif(inArray(word,k))

return"k";

else

returnnull;

case2:

return"b";

case3:

return"z";

case4:

if(inArray(word,o))

return"o";

elseif(inArray(word,c))

return"c";

elseif(word.equals("="))

returnword;

else

returnnull;

case5:

returnword;

case6:

returnword;

default:

returnnull;

}

}

@Override

publicbooleanfenxi(inttype,Stringstr){

Stringstr1=stack.peek();//str1是棧頂符號

//str是當(dāng)前輸入符號

if(!isN(str1)){

//棧頂符號是終結(jié)符

if(str1.equals("#")&&str.equals(str1)){

//System.out.println("語法分析通過");

returntrue;

}elseif(str1.equals(word2T(type,str))){

stack.pop();

returntrue;

}else{

returnfalse;

}

}else{

//棧頂符號是非終結(jié)符

Stringchanshengshi=map[n2I(str1)][t2I(word2T(type,str))];

if(chanshengshi==null)

returnfalse;

else{

stack.pop();

for(inti=chanshengshi.length()-1;i>=0;i--){

stack.push(String.valueOf(chanshengshi.charAt(i)));

}

//這里寫語義分析

returnfenxi(type,str);

}

}

}

}結(jié)果：對于輸入文件：輸出：對于輸入文件：輸出：實驗四遞歸下降分析法設(shè)計與實現(xiàn)實驗報告要求詳細說明遞歸下降分析法程序的工作過程，并且詳細說明你的程序的設(shè)計思路和實現(xiàn)。設(shè)計思路：根據(jù)文法寫幾個函數(shù)即可。這是這次實驗的文法（之前自己寫的文法畫出的LL(1)分析表實在太大了，畫不下去……就換了個實驗做）：/*文法

E→T{+T}

T→F{*F}

F→i

F→(E)

*/實現(xiàn)：importjava.util.Scanner;

/**

*Createdby溫睿誠on2016/6/12/0012.

*/

publicclassDiGuiDown{