编译原理-词法分析（实验 C语言）

news2024/11/26 14:36:10

编译原理-词法分析

1. 实验目的

设计、编写并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解

2. 实验要求

2.1 待分析的简单语言的词法

  1. 关键字：begin，if，then，while，do，end
    所有关键字都是小写
  2. 运算符和界符：:,=,+,-,*,/,<,<=,<>,>,>=,=,;,(,),#
  3. 其他单词是标识符（id）和整型常数（NUM），通过以下正规式定义：
    ID = letter(letter|digit)*
    NUM = digit digit*
  4. 空格由空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、NUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽视

2.2 各种单词符号对应的种别码

单词符号种别码单词符号种别码
begin1:17
if2:=18
then3<20
while4<>21
do5<=22
end6>23
letter(letter digit)*10>=24
digit digit*11=25
+13;26
-14(27
*15)28
/16#0
[29]30
{31}32
,33!=40
==39

2.3 词法分析程序的功能

输入：所给文法的源程序字符串
输出：二元组(syn,token或sum)构成的序列

其中：syn为单词种别码；token为存放的单词自身字符串；sum为整型常数
例如： 对源程序
begin x:=9; if x > 0 then x:=2 * x + 1 / 3; end #
的源文件，经词法分析后输出如下序列：
(1,begin)(10,‘x’)(18,:=)(11,9)(26,😉(2,if)…

3. 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种类，拼出相应地单词符号

3.1 主程序示意图

主程序示意图如图所示，其中初值包括如下两个方面

  1. 关键字表的初值
    关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表各中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符，关键字表为一个字符串数组，描述如下：

    char* rwtab[] = {“begin”,“if”,“then”,“while”,“do”,“end”,_KEY_WORD_END}; //关键字数组

  2. 程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum
    在这里插入图片描述

3.2 扫描子程序的算法思想

首先设置3个变量：

  1. token用来存放构成单词符号的字符串
  2. sum用来存放整型单词
  3. syn用来存放单词符号的 种别码

扫描子程序主要部分流程如图：
在这里插入图片描述

4. 词法分析程序的C语言程序框架

最终代码：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// #include <iostream>

#define _KEY_WORD_END "waiting for your expanding"  // 定义关键字结束标志

// 单词二元组的结构
typedef struct 
{
    int typenum;
    char* word;
}WORD;

//函数声明
char m_getch();
void getbc();
void concat();
int letter();
int digit();
int reserve();
void retract();
char *dtb();
WORD *scaner();

char input[255];  //输入换缓冲区
char token[255] = "";  //单词缓冲区
int p_input;  //输入换缓冲区指针
int p_token;  //单词缓冲区指针

char ch;  //当前读入字符
char* rwtab[] = {"begin","if","then","while","do","end",_KEY_WORD_END};  //关键字数组

WORD* scaner();  //词法扫描函数，获得一个单词

int main(void)
{
    // printf("111");
    int over = 1;
    WORD* oneword = new WORD;  //new为c++中的关键字 在使用new进行内存分配时，需要包含相关类型的头文件。#include <iostream>
    while (1)
    {
        printf("Enter Your words(end with #):");
        scanf("%[^#]s",input);  //读入源程序字符串到缓冲区，以#结束，允许多行输入
        p_input = 0;
        printf("Your words: \n %s \n",input);
        while (over < 1000 && over != -1) 
        {
            oneword = scaner();  //获得新单词 
            if(oneword -> typenum < 1000)
            {
                printf("(%d,%s)",oneword -> typenum,oneword -> word);  //打印种别码和单词本身的值
            }
            over = oneword -> typenum;
            free(oneword);
        }
        over = 1;
        // printf("\n press # to exit: \n");  //#号退出程序
        // scanf("%[^#]s",input);

        while(getchar() != '\n')
        {

		}
		printf("\npress # to exit:");
		if(getchar() == 35)
        {
			return 0;
		}
		while(getchar() != '\n')
        {

        }
    }      
}


// 从输入缓冲区读取一个字符到ch中
char m_getch()
{
    ch = input[p_input];
    p_input = p_input + 1;
    return(ch);
}

// 去掉空白符号
void getbc()
{
    while(ch == ' ' || ch == 10)
    {
        ch = input[p_input];
        p_input = p_input + 1;
    }
}

//拼写单词
void concat()
{
    token[p_token] = ch;
    p_token = p_token + 1;
    token[p_token] = '\0';
}

//判断是否字母
int letter()
{
    if(ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch >= 'A' && ch <= 'Z')
        return 1;
    else 
        return 0;
}

//判断是否数字
int digit()
{
    if(ch >= '0' && ch <= '9')
        return 1;
    else 
        return 0;
}

// 检索关键字表格
int reserve(){
    int i = 0;
    while(strcmp(rwtab[i],_KEY_WORD_END))
    {
        if(!strcmp(rwtab[i],token))
        {
            return i + 1;
        }
        i = i + 1;
    }
    return 10;
}

//回退一个字符
void retract()
{
    p_input = p_input - 1;
}

//数字转换成二进制
char* dtb(char *buffer)
{
    int j = 0;
	int flag = 0;
	int k = (sizeof(char)<<3) - 1;
	
	char temp = ch - '0';
	for(int i = 0; i < (sizeof(char)<<3); i++,k--){
		if((temp >> k & 0x01) == 0){
			if(flag == 1){
				buffer[j++] = 0 + '0';
			}	
		}
		else{
			flag = 1;
			buffer[j++] = (temp >> k & 0x01) + '0';
		}
	}
	buffer[j] = 0;
	return buffer;
}


WORD* scaner()
{
    WORD* myword = new WORD;
    myword -> typenum = 10;
    myword -> word = "";
    p_token = 0;
    m_getch();
    getbc();
    if(letter())
    {
        while (letter() || digit())
        {
            concat();
            m_getch();
        }
        retract();
        myword -> typenum = reserve();
        myword -> word = token;
        return (myword);
    }
    else if(digit())
    {
        while (digit())
        {
            concat();
            m_getch();
        }
        retract();
        myword ->typenum = 11;
        myword -> word = token;
        return (myword);
    }
    else switch (ch)
    {
        case '=' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 39; // == 的种别码为39
                myword -> word = "==";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 25; // = 的种别码为25
            myword -> word = "=";
            return (myword);
            break;
        case '+' : 
            myword -> typenum = 13; // + 的种别码为13
            myword -> word = "+";
            return (myword);
            break;
        case '-' : 
            myword -> typenum = 14; // - 的种别码为14
            myword -> word = "-";
            return (myword);
            break;
        case '*' : 
            myword -> typenum = 15; // * 的种别码为15
            myword -> word = "*";
            return (myword);
            break;
        case '/' : 
            myword -> typenum = 16; // / 的种别码为16
            myword -> word = "/";
            return (myword);
            break;
        case '(' : 
            myword -> typenum = 27;
            myword -> word = "(";
            return (myword);
            break;
        case ')' : 
            myword -> typenum = 28;
            myword -> word = ")";
            return (myword);
            break;
        case '[' : 
            myword -> typenum = 29;
            myword -> word = "[";
            return (myword);
            break;
        case ']' : 
            myword -> typenum = 30;
            myword -> word = "]";
            return (myword);
            break;
        case '{' : 
            myword -> typenum = 31;
            myword -> word = "{";
            return (myword);
            break;
        case '}' : 
            myword -> typenum = 32;
            myword -> word = "}";
            return (myword);
            break;
        case ',' : 
            myword -> typenum = 33;
            myword -> word = ",";
            return (myword);
            break;
        case ':' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 18;
                myword -> word = ":=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 17;
            myword -> word = ":";
            return (myword);
            break;
        case ';' : 
            myword -> typenum = 26;
            myword -> word = ";";
            return (myword);
            break;
        case '>' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 24;
                myword -> word = ">=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 23;
            myword -> word = ">";
            return (myword);
            break;
        case '<' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 22;
                myword -> word = "<=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 20;
            myword -> word = "<";
            return (myword);
            break;
        case '!' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 40;
                myword -> word = "!=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = -1;
            myword -> word = "ERROR";
            return (myword);
            break;
        case '\0' : 
            myword -> typenum = 1000;
            myword -> word = "OVER";
            return (myword);
            break;
        default:
            myword -> typenum = 0;
            myword -> word = "#";
            return (myword);
    }
}

5. 实验结果

输入源程序后得出结果：
在这里插入图片描述

press # to exit:
在这里插入图片描述

输入其他字符，继续输入源程序：
在这里插入图片描述

6. 实验小结

  1. 关键词new出错
    改进：将c源程序改为c++
    原因：new为c++中的关键字 在使用new进行内存分配时，需要包含相关类型的头文件。#include <iostream>

  2. void main()出错 error: '::main' must return 'int'
    解决方式：将void main改为int main(void)

  3. 数字转换二进制
    十进制转二进制代码

    //数字转换成二进制
char* dtb(char *buffer)
{
    int j = 0;
	int flag = 0;
	int k = (sizeof(char)<<3) - 1;
	
	char temp = ch - '0';
	for(int i = 0; i < (sizeof(char)<<3); i++,k--){
		if((temp >> k & 0x01) == 0){
			if(flag == 1){
				buffer[j++] = 0 + '0';
			}	
		}
		else{
			flag = 1;
			buffer[j++] = (temp >> k & 0x01) + '0';
		}
	}
	buffer[j] = 0;
	return buffer;
}

  4. 增加：=的判断

    case ':' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 18;
                myword -> word = ":=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 17;
            myword -> word = ":";
            return (myword);
            break;

  5. 程序运行后会自动退出，无法满足按#退出
    解决方式：

    修改main函数
   
int main(void)
{
    // printf("111");
    int over = 1;
    WORD* oneword = new WORD;  //new为c++中的关键字 在使用new进行内存分配时，需要包含相关类型的头文件。#include <iostream>
    while (1)
    {
        printf("Enter Your words(end with #):");
        scanf("%[^#]s",input);  //读入源程序字符串到缓冲区，以#结束，允许多行输入
        p_input = 0;
        printf("Your words: \n %s \n",input);
        while (over < 1000 && over != -1) 
        {
            oneword = scaner();  //获得新单词 
            if(oneword -> typenum < 1000)
            {
                printf("(%d,%s)",oneword -> typenum,oneword -> word);  //打印种别码和单词本身的值
            }
            over = oneword -> typenum;
            free(oneword);
        }
        over = 1;
        // printf("\n press # to exit: \n");  //#号退出程序
        // scanf("%[^#]s",input);

        while(getchar() != '\n')
        {

		}
		printf("\npress # to exit:");
		if(getchar() == 35)
        {
			return 0;
		}
		while(getchar() != '\n')
        {

        }
    }      
}

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技术栈 JavaSpringBootMavenMySQLMyBatisVueShiroElement-UI 系统角色对应功能 用户管理员 系统功能截图
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SpringBoot Elasticsearch07-以黑马商场为例-黑马程序员学习笔记

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06篇已经导入了大量数据到elasticsearch中&#xff0c;实现了商品数据的存储。不过查询商品数据时依然采用的是根据id查询&#xff0c;而非模糊搜索。 接下来研究下elasticsearch的数据搜索功能。Elasticsearch提供了基于JSON的DSL&#xff08;Domain Specific Language&#…
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2024年06月数据库流行度最新排名

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点击查看最新数据库流行度最新排名&#xff08;每月更新&#xff09; 2024年06月数据库流行度最新排名 TOP DB顶级数据库索引是通过分析在谷歌上搜索数据库名称的频率来创建的 一个数据库被搜索的次数越多&#xff0c;这个数据库就被认为越受欢迎。这是一个领先指标。原始数…
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09-数组的含义以及零长数组变长数组与多维数组

09-数组的含义以及零长数组变长数组与多维数组

09-数组的含义以及零长数组变长数组与多维数组 文章目录 09-数组的含义以及零长数组变长数组与多维数组一、数组名的含义1.1 表示整个数组的首地址1.2 表示整个数组首元素的首地址 二、数组下标字符串常量 三、零长数组3.1 示例 四、变长数组4.1 示例 五、多维数组5.1 定义与初…
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UML实现图-部署图

UML实现图-部署图

概述 部署图(Deployent Diagram)描述了运行软件的系统中硬件和软件的物理结构。部署图中通常包含两种元素:节点和关联关系&#xff0c;部署图中每个配置必须存在于某些节点上。部署图也可以包含包或子系统。 节点是在运行时代表计算机资源的物理元素。节点名称有两种:简单名和…
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APP开发技术的变迁史

APP开发技术的变迁史

随着移动互联网的迅猛发展&#xff0c;APP&#xff08;应用程序&#xff09;已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。从最初的简单工具到如今的智能平台&#xff0c;APP开发技术在这十年间经历了翻天覆地的变化。本文将从多个维度探讨近十年来APP开发技术的变迁史&#xff0c…
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NVeloDocx一个基于NVelocity的word模版引擎

NVeloDocx一个基于NVelocity的word模版引擎

NVeloDocx是一个基于NVelocity的Word模版引擎&#xff0c;目前主要是用于E6低代码开发平台供用户轻松制作各种Word报告模版。 有以下优点&#xff1a; 1、完全的NVelocity语法&#xff1b; 2、直接在Word中写NVelocity脚本&#xff0c;使用非常非常方便&#xff1b; 3、完全兼…
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阅读笔记：Life of a Pixel

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PPT地址&#xff1a;​​​​​​​​​​​​​​https://docs.google.com/presentation/d/1boPxbgNrTU0ddsc144rcXayGA_WF53k96imRH8Mp34Y/edit?uspsharing 这份PPT讲述了Chromium浏览器内核中html文档渲染成像素的主要过程。网上有很多介绍和转载&#xff0c;内容非常硬核。…
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