編譯原理課程設(shè)計報告——編譯器實現(xiàn).doc

編譯技術(shù)課程設(shè)計 實驗報告實驗名稱：編譯器程序姓名：XXX學號：XXXXX班級：軟件工程XX班指導老師：XXX201X年11月12日目錄一、課設(shè)要求3二、總體設(shè)計思想4三、詳細算法設(shè)計4四、流程框圖5五、函數(shù)相關(guān)說明91.所有函數(shù)一覽92.void emit(char *res,char *num1,char *op,char *num2)93.char *newTemp()104.int merge(int p1,int p2)105.void backpatch(int p,int t)116.void fuzhi()117.void tiaojian(int *nChain)128.void xunhuan()13六、程序運行結(jié)果15七、編譯器使用說明17八、心得與體會17九、源程序清單18一、 課設(shè)要求用C語言對下述文法和單詞表定義的語言設(shè)計編制一個編譯器。（1）單詞符號及種別表單詞符號種別編碼單詞值main1int 2float3double4char5if 6else 7do8while9l(l|d)*10內(nèi)部字符串 ( +|-| ) d*(.dd* | )( e ( +|-| ) dd*|) 20二進制數(shù)值表示=21+22- 23* 24/ 25(26)272829,30;3132=3334=35=36!=37（2）語法結(jié)構(gòu)定義 := main() := /程序用括號括起來:=;:=|:=ID= /賦值語句用”=”號:=if /條件怎么沒有括號，囧（自己加1個）:=do while := /沒有布爾運算，還算簡單 := +|- := *|/ :=ID|num|()num:= ( +|-| ) 數(shù)字*(.數(shù)字數(shù)字* | )( e ( +|-| ) 數(shù)字數(shù)字*|)ID:=字母(字母|d數(shù)字)*字母:=a|b|c|z|A|B|C|Z數(shù)字:=0|1|2|9 := |=|=|!=二、 總體設(shè)計思想采用遞歸下降（自上而下）的語法制導翻譯法。三、 詳細算法設(shè)計在前兩次試驗的基礎(chǔ)上改進。詞法分析程序 語法分析程序 語義分析程序 編譯器。不斷完善，不斷改進。漸變的過程。四、 流程框圖圖 I 主函數(shù)示意圖圖 II 遞歸下降分析程序示意圖是否為main？調(diào)用scanner是否為（？調(diào)用scanner是否為）？調(diào)用scanner調(diào)用語句塊分析函數(shù)staBlock出錯處理否否否圖 III 語句塊分析示意圖是否為 ？調(diào)用scanner調(diào)用語句串分析函數(shù)staString調(diào)用scanner是否為 ？出錯處理否否圖 IV 語句串分析示意圖調(diào)用語句分析函數(shù)sta回溯，調(diào)用backpatch是否為 ; ？調(diào)用scanner調(diào)用語句分析函數(shù)sta否出錯處理圖 V 語句分析示意圖調(diào)用賦值語句分析函數(shù)fuzhi是否為 字符串？是否為 if ？調(diào)用條件語句分析函數(shù)tiaojian是否為 do ？調(diào)用循環(huán)語句分析函數(shù)xunhuan五、 函數(shù)相關(guān)說明1. 所有函數(shù)一覽void scanner(); /掃描void lrparser(); void staBlock(int *nChain); /語句塊void staString(int *nChain); /語句串void sta(int *nChain); /語句void fuzhi(); /賦值語句void tiaojian(int *nChain); /條件語句void xunhuan(); /循環(huán)語句char* E(); /Expresiion表達式char* T(); /Term項char* F(); /Factor因子char *newTemp(); /自動生成臨時變量void backpatch(int p,int t); /回填int merge(int p1,int p2); /合并p1和p2void emit(char *res,char *num1,char *op,char *num2); /生成四元式2. void emit(char *res,char *num1,char *op,char *num2)該函數(shù)的功能是生成一個三地址語句送到四元式表中。void emit(char *res,char *num1,char *op,char *num2)strcpy(fourComq.result,res);strcpy(fourComq.arg1,num1);strcpy(fourComq.opera,op);strcpy(fourComq.arg2,num2);q+;四元式表中的結(jié)構(gòu)如下：structchar result10; /字符串（字符數(shù)組）char arg110; /操作數(shù)1char opera10; /運算符char arg210; /操作數(shù)2fourCom20; /結(jié)構(gòu)體數(shù)組3. char *newTemp()該函數(shù)的功能是會動一個新的臨時變量，臨時變量名產(chǎn)生的順序是T1,T2,T3,.char *newTemp()char *p;char varTemp10;p=(char *)malloc(10);kk+;itoa(kk,varTemp,10); /整數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串strcpy(p+1,varTemp);p0=T; /字符串前加T，便于識別return p;4. int merge(int p1,int p2)該函數(shù)的功能是將以P1,P2為鏈首的兩條鏈合并成一條鏈，返回時的函數(shù)值作為合并后的鏈首。int merge(int p1,int p2) /合并p1和p2char circle,nResult;if(p2=0)nResult=p1;elsenResult=circle=p2;while(atoi(fourComcircle.result) /四元式第四個分量不為0circle=atoi(fourComcircle.result); /strcpy(fourComcircle.result,p1);sprintf(fourComcircle.result,%s,p1);/目的是用p1的值覆蓋0return nResult; /p2是頭，p1覆蓋0，接在p2后邊5. void backpatch(int p,int t)該函數(shù)的功能是把P所鏈接的每個四元式的第四區(qū)段（result段）都回填t。void backpatch(int p,int t) int w,circle=p;while(circle) /circle不為0的時候w=atoi(fourComcircle.result); /四元式circle第四分量內(nèi)容/strcpy(fourComcircle.result,t); /把t填進四元式circle的第四分量sprintf(fourComcircle.result,%d,t);circle=w; /w記錄的是鏈條上下一個四元式，移動！return;6. void fuzhi()該函數(shù)的功能是對賦值語句進行分析。void fuzhi() /賦值語句只有1個操作數(shù)char res10,num10; /num操作數(shù)if(syn=10) /字符串strcpy(res,token); /結(jié)果scanner();if(syn=21) /=scanner();strcpy(num,E();emit(res,num,=,);elseprintf(缺少=號n);7. void tiaojian(int *nChain)該函數(shù)的功能是對條件語句進行分析。/-if()void tiaojian(int *nChain)char res10,num110,num210,op10;int nChainTemp;/-if(syn=6) /ifscanner();/strcpy(num1,E();if(syn=26) /(scanner();strcpy(num1,E();if(syn=32) switch(syn)case 32:strcpy(op,);break;case 33:strcpy(op,=);break;case 34:strcpy(op,);break;case 35:strcpy(op,=);break;case 36:strcpy(op,=);break;case 37:strcpy(op,!=);break;default:printf(error);scanner();strcpy(num2,E();strcat(num1,op);strcat(num1,num2);/nfc=nextq+1;ntc=nextq; /記住if語句位置emit(0,if,num1,goto); nfc=nextq; /if中表達式為假emit(0,goto);/第一個0已回填backpatch(ntc,nextq); /ntc鏈接的所有四元式都回填nextqif(syn=27) /)scanner();staBlock(&nChainTemp); /語句塊*nChain=merge(nChainTemp,nfc);8. void xunhuan()該函數(shù)的功能是對循環(huán)語句進行分析。/:=do while void xunhuan()char res10,num110,num210,op10;int nChainTemp;if(syn=8) /donnc=nextq; /記住if語句位置，emit之后nextq就變了/emit(0,if,num1,goto); scanner();staBlock(&nChainTemp); /語句塊if(syn=9) /whilescanner();if(syn=26) /(scanner();strcpy(num1,E();if(syn=32) switch(syn)case 32:strcpy(op,);break;case 33:strcpy(op,=);break;case 34:strcpy(op,);break;case 35:strcpy(op,=);break;case 36:strcpy(op,=);break;case 37:strcpy(op,!=);break;default:printf(error);scanner();strcpy(num2,E();strcat(num1,op);strcat(num1,num2);nnb=nextq;emit(0,if,num1,goto); backpatch(nnb,nnc);nna=nextq;emit(0,goto);backpatch(nna,nextq);if(syn=27) /)scanner();六、 程序運行結(jié)果圖 VI 賦值語句的分析圖 VII 條件語句的分析圖 VIII 循環(huán)語句的分析圖 IX 綜合七、 編譯器使用說明程序提示用戶輸入字符串“Please input your source string:”，用戶輸入字符串并以“#”號結(jié)束。回車后，程序顯示運行結(jié)果。八、 心得與體會剛拿到課設(shè)題目的時候，感覺很難，沒有頭緒。雖然之前實驗時候，詞法分析程序和語法分析程序的代碼都是自己一個一個敲的。但是記得那時的語法分析程序用的是遞歸下降分析法，而且只判斷輸入串是否是文法的句子（輸出只有簡單的success或者error）。課設(shè)的要求呢？要加上語義分析，而且要輸出四元式。好像語義分析的部分，我一點印象也沒有了，老師那一部分上得有點快。運動會3天假，時間全用來啃課本了?！罢Z義分析與中間代碼生成”，我又一點一點的看。3天時間，終于可以寫出語義程序了。這是課設(shè)的第1個里程碑。采用遞歸下降的語法制導翻譯法，實現(xiàn)了對賦值表達式的語義分析，并生成四元式。但是后來發(fā)現(xiàn)，更難的東西在后邊。程序語句有3種：賦值語句，條件語句，循環(huán)語句。而賦值語句的翻譯，恰恰是最簡單的。對于賦值語句的翻譯，課本上有詳細的講解，有代碼的簡單舉例。而對于條件語句（ifelse）和循環(huán)語句（dowhile），課本講解不那么詳細，沒有代碼舉例，上課時候我也沒太理解老師所講解的。特別是其中鏈nChain的概念，一直看不懂。因為這個困難，課設(shè)被我擱置了3天。再后來利用上機的時間，請教了一下老師和另外一個同學，發(fā)現(xiàn)課本后給的樣例程序是錯的，而且錯得一塌糊涂。只好自己寫，寫，寫。然后就是課設(shè)的第2個里程碑。實現(xiàn)了對條件語句（if語句）的分析，并生成四元式。接下來又是開發(fā)停滯的一段時間，直到11月18日。熟悉了一下原先寫的代碼，然后開始繼續(xù)后邊的部分。迎來了課設(shè)的第3個里程碑。實現(xiàn)了對循環(huán)語句（while語句）的分析，并生成四元式。而且好像沒有預期中困難，可能是有條件語句的鋪墊吧。他們的處理方法其實很類似，也是emit+backpatch+merge。而且由于老師給的語法中沒有布爾表達式，所以很多merge的工作也可以省略了，嘿嘿。最后一步就是整合，系統(tǒng)測試，書寫文檔了。個人認為這次課設(shè)的機會非常寶貴，加深了我對編譯器處理語言的過程的理解。我想，作為學軟件的學生，不應該只會用Java，或者C+，或者C#。一門高級語言其實學起來是很容易的，而在校期間，這些計算機基礎(chǔ)課程一定要學好！才能為將來打好基礎(chǔ)。九、 源程序清單/*編譯器*/*Erin*/*軟件工程0801班*/*HUST*/*#include#include#include#includechar prog80; /存放所有輸入字符 char token8; /存放詞組 char ch; /單個字符 int syn,p,m,n,i; /syn:種別編碼 double sum; int count; int isSignal; /是否帶正負號(0不帶，1負號，2正號）int isError;int isDecimal; /是否是小數(shù) double decimal; /小數(shù) int isExp; /是否是指數(shù) int index; /指數(shù)冪 int isNegative; /是否帶負號 double temp; int temp2;int repeat; /是否連續(xù)出現(xiàn)+,-int nextq;int kk; /臨時變量的標號int ntc,nfc,nnc,nnb,nna;char *rwtab9=main,int,float,double,char,if,else,do,while; structchar result10; /字符串（字符數(shù)組）char arg110;char opera10;char arg210;fourCom20; /結(jié)構(gòu)體數(shù)組void scanner(); /掃描void lrparser(); void staBlock(int *nChain); /語句塊void staString(int *nChain); /語句串void sta(int *nChain); /語句void fuzhi(); /賦值語句void tiaojian(int *nChain); /條件語句void xunhuan(); /循環(huán)語句char* E(); /Expresiion表達式char* T(); /Term項char* F(); /Factor因子char *newTemp(); /自動生成臨時變量void backpatch(int p,int t); /回填int merge(int p1,int p2); /合并p1和p2void emit(char *res,char *num1,char *op,char *num2); /生成四元式void main()p=0;count=0;isDecimal=0;index=0;repeat=0;kk=0;printf(nPlease input your source string:n);doch=getchar();progp+=ch;while(ch!=#);p=0;isError=0;scanner();lrparser();for(i=1;inextq;i+) /循環(huán)輸出四元式printf(n%dt,i);printf(%5s %5s %5s t%5s )n,fourComi.arg1,fourComi.opera,fourComi.arg2,fourComi.result);void lrparser()int nChain;nfc=ntc=1;nextq=1;if(syn=1) /mainscanner();if(syn=26) /(scanner();if(syn=27) /)scanner();staBlock(&nChain);elseprintf(缺少右括號n);else printf(缺少左括號n);elseprintf(缺少mainn);/ := void staBlock(int *nChain) /語句塊if(syn=28) /scanner();staString(nChain);/backpatch(*nChain,nextq);if(syn=29) /scanner(); /讀下一個elseprintf(缺少號n);elseprintf(缺少號n);/:=;void staString(int *nChain) /語句串sta(nChain);backpatch(*nChain,nextq);while(syn=31) /;scanner();sta(nChain);/backpatch(*nChain,nextq-1);void sta(int *nChain) /語句if(syn=10)fuzhi();/*nChain=0;else if(syn=6) /iftiaojian(nChain);else if(syn=8) /doxunhuan();/-if()void tiaojian(int *nChain)char res10,num110,num210,op10;int nChainTemp;/-if(syn=6) /ifscanner();/strcpy(num1,E();if(syn=26) /(scanner();strcpy(num1,E();if(syn=32) switch(syn)case 32:strcpy(op,);break;case 33:strcpy(op,=);break;case 34:strcpy(op,);break;case 35:strcpy(op,=);break;case 36:strcpy(op,=);break;case 37:strcpy(op,!=);break;default:printf(error);scanner();strcpy(num2,E();strcat(num1,op);strcat(num1,num2);/nfc=nextq+1;ntc=nextq; /記住if語句位置emit(0,if,num1,goto); nfc=nextq; /if中表達式為假emit(0,goto);/第一個0已回填backpatch(ntc,nextq); /ntc鏈接的所有四元式都回填nextqif(syn=27) /)scanner();staBlock(&nChainTemp); /語句塊*nChain=merge(nChainTemp,nfc);/:=do while void xunhuan()char res10,num110,num210,op10;int nChainTemp;if(syn=8) /donnc=nextq; /記住if語句位置，emit之后nextq就變了/emit(0,if,num1,goto); scanner();staBlock(&nChainTemp); /語句塊if(syn=9) /whilescanner();if(syn=26) /(scanner();strcpy(num1,E();if(syn=32) switch(syn)case 32:strcpy(op,);break;case 33:strcpy(op,=);break;case 34:strcpy(op,);break;case 35:strcpy(op,=);break;case 36:strcpy(op,=);break;case 37:strcpy(op,!=);break;default:printf(error);scanner();strcpy(num2,E();strcat(num1,op);strcat(num1,num2);nnb=nextq;emit(0,if,num1,goto); backpatch(nnb,nnc);nna=nextq;emit(0,goto);backpatch(nna,nextq);if(syn=27) /)scanner();void fuzhi() /賦值語句只有1個操作數(shù)char res10,num10; /num操作數(shù)if(syn=10) /字符串strcpy(res,token); /結(jié)果scanner();if(syn=21) /=scanner();strcpy(num,E();emit(res,num,=,);elseprintf(缺少=號n);char* E() /Expression表達式char *res,*num1,*op,*num2;res=(char *)malloc(10);num1=(char *)malloc(10);op=(char *)malloc(10);num2=(char *)malloc(10);strcpy(num1,T();while(syn=22)|(syn=23) /+ -if(syn=22) /+strcpy(op,+);elsestrcpy(op,-);scanner();strcpy(num2,T();strcpy(res,newTemp();emit(res,num1,op,num2);strcpy(num1,res);return num1;char* T() /Term項char *res,*num1,*op,*num2;res=(char *)malloc(10);num1=(char *)malloc(10);op=(char *)malloc(10);num2=(char *)malloc(10);strcpy(num1,F();while(syn=24)|(syn=25) /* /if(syn=24) strcpy(op,*);elsestrcpy(op,/);scanner();strcpy(num2,F();strcpy(res,newTemp();emit(res,num1,op,num2);strcpy(num1,res);return num1;char* F() /Factor因子char *res;res=(char *)malloc(10);if(syn=10) /字符串strcpy(res,token);scanner();else if(syn=20) /二進制數(shù)itoa(int)sum,res,10); /整數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串scanner();else if(syn=26) /(scanner();res=E();if(syn=27) /)scanner();else isError=1;elseisError=1;return res;char *newTemp()char *p;char varTemp10;p=(char *)malloc(10);kk+;itoa(kk,varTemp,10);strcpy(p+1,varTemp);p0=T;return p;/將p所鏈接的每個四元式的第四個分量都回填tvoid backpatch(int p,int t) int w,circle=p;while(circle) /circle不為0的時候w=atoi(fourComcircle.result); /四元式circle第四分量內(nèi)容/strcpy(fourComcircle.result,t); /把t填進四元式circle的第四分量sprintf(fourComcircle.result,%d,t);circle=w; /w記錄的是鏈條上下一個四元式，移動！return;int merge(int p1,int p2) /合并p1和p2char circle,nResult;if(p2=0)nResult=p1;elsenResult=circle=p2;while(atoi(fourComcircle.result) /四元式第四個分量不為0circle=atoi(fourComcircle.result); /strcpy(fourComcircle.result,p1);sprintf(fourComcircle.result,%s,p1);/目的是用p1的值覆蓋0return nResult; /p2是頭，p1覆蓋0，接在p2后邊void emit(char *res,char *num1,char *op,char *num2)strcpy(fourComnextq.result,res);strcpy(fourComnextq.arg1,num1);strcpy(fourComnextq.opera,op);strcpy(fourComnextq.arg2,num2);nextq+;void scanner() sum