编译原理-递归下降子程序-课程设计报告

编译原理课程设计报告

2011 年 12 月 2 日

设计题目 递归下降分析程序的实现 学

号

专业班级 计算机科学与技术

学生姓名

指导教师

一、实验目的:

（1）掌握自上而下语法分析的要求与特点。

(2）掌握递归下降语法分析的基本原理和方法。

（3)掌握相应数据结构的设计方法。

二、实验内容:

递归下降分析程序的实现

设计内容及要求：

对文法 G： E→E+T｜Ｔ构造出G的递归下降分析程序。程序显示输出T→T*F|Ｆ匹配过程（即自上而下生成语法分析树的步骤，

F→（E）|i 输出各匹配产生式序号即可）。

三、设计思路：

(１)语法分析:

语法分析是编译程序的核心部分，任务是分析一个文法的句子结构。递归下降分析程序的实现的功能:按照文法的产生式(语言的语法规则)，识别输入符号串是否为一个句子（合式程序）。

（2)自上而下分析:

从文法的开始符号出发,向下推导,推出句子。可分为带“回溯”的和不带回溯的递归子程序(递归下降)分析方法。

它的主旨是对任何输入串，试图用一切可能的办法,从文法开始符号(根结点）出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。或者说,为输入串寻找一个最左推导。也即从文法的开始符号出发，反复使用各种产生式，寻找"匹配＂的推导。

(3)递归下降分析法：

对每一语法变量(非终结符)构造一个相应的子程序,每个子程序识别一定的语法单位，通过子程序间的信息反馈和联合作用实现对输入串的识别。

(４）分析过程中遇到的问题:

a. 分析过程中，当一个非终结符用某一个候选匹配成功时，这种匹配可能是暂时的。出错时,不得不“回溯”。

b．文法左递归问题。含有左递归的文法将使自上而下的分析陷入无限循环。

(5)构造不带回溯的自上而下分析算法：

ａ.要消除文法的左递归性：一个文法可以消除左递归的条件是①不含以 为右部的产生式②不含回路。

b.克服回溯，构造不带回溯的自上而下分析的文法条件

（6）满足LL(１)文法的三个条件：

①. 文法不含左递归，

②. 对于文法中每一个非终结符A的各个产生式的候选首符集两两不相交。即，若A→α 1|α２|…｜α n 则 FIRST(αｉ）∩FＩRＳT(αｊ)=ｆ(ｉ≠j）

③. 对文法中的每个非终结符Ａ,若它存在某个候选首符集包含ε，则

ＦIRSＴ(α i)∩FOLLOＷ（A)=ｆ i＝1，２,．..,n

(７)因此我们可以把设计要求的文法首先改写为ＬL(１)文法

E→TE'

Ｅ'→+ＴE' | ε

T→FT'

Ｔ'→＊FT' | ε

F→（E） | iﻩ

然后构造每个非终结符的FＩＲST和FOＬLＯW集合:

FＩRST（E） ={ ( ，ｉ } FＩRST（E')={ + , ｅ }

FＩRST(T）={ ( ,I ｝FIRSＴ(Ｔ')＝{ * ，ε} FＩRST（F） ={ ( , Ｉ } FOLLOＷ（E）＝{ ) ，＃ }

ＦOＬLOW（E'）＝｛） , # }

ＦOLLOW(Ｔ) ＝{ + , ) , # ｝FOLLＯW(T')=｛＋, ） , # } FOLLOW（F) ={ ＊， + , ) , ＃ }

确定改写后的文法为ＬL(1)文法；然后为每一个非终结符，构造相应的递归过程，过程的名字表示规则左部的非终结符；过程体按规则右部符号串的顺序编写。

然后再为每个非终结符设计一个对应的函数，通过各函数之间的递归调用从而实现递归下降语法分析的功能。

(8）编写C＋+代码

用到的变量和几个功能识别函数:

①.advance=0； /／字符串小标,表示使ＩP指向下一输入符号。

②. vｏｉｄ E（)； // 功能识别函数,表示规则E->TE'

void Ｅ1（); // 功能识别函数,表示规则E＇->＋TE'/ε

vｏｉd T(）; // 功能识别函数,表示规则T->ＦＴ'

ｖoｉd T1(); /／功能识别函数,表示规则T'->*FT'/ε

voiｄF(); // 功能识别函数,表示规则Ｆ->(E)/i 因为每个非终结符有对应的子程序的定义，功能识别函数的编写过程中，当需要从某个非终结符出发进行展开(推导)时，就调用这个非终结符对应的子程序。

功能识别函数的设计与编写:

（1）当遇到终结符a时，则编写语句

Ｉf(当前读到的输入符号＝=a）读入下一个输入符号

(２)当遇到非终结符Ａ时,则编写语句调用A()。

(３）当遇到A-->ε规则时,则编写语句

Ｉf（当前读到的输入符号不属于Ｆｏlloｗ(Ａ)）ｅrror（)

(４）当某个非终结符的规则有多个候选式时，按ＬL(1)文法的条件能唯一地选择一个候选式进行推导.

四、结果截图:

1、输入一个正确的句子：

2、输入一个错误句子

3、输入一个无#结束的错误句子:

五、代码：

＃inｃlude

#inclｕdｅ<ｆｓtｒｅam＞

usｉnｇｎａmeｓｐace std;

ifstream iｍporｔ(＂iｎput senteｎce.ｔxt＂);

ofsｔｒｅam eｘｐｏｒｔ("output rulｅ.ｔｘt"）;

#ｉncluｄe

ｃhaｒａ[10]; ／/ 字符串的存入

ｉnt ａdvanｃe=０； // 字符串小标，表示使IP指向下一输入符号

vｏid E(）; // 功能识别函数,表示规则E－＞ＴE'

void E１（); /／功能识别函数,表示规则E'->＋TE＇／ε

void T(）; // 功能识别函数,表示规则T->FT＇

void T1()； /／功能识别函数，表示规则T'－>*FＴ'/ε

ｖoiｄ F(）; // 功能识别函数,表示规则F-＞（E)/i

int maiｎ() ／/ 主函数

{

ﻩ

ﻩexpoｒt<＜"pｌease input ｔｈｅright senｔence(end with #):＂;／/输入提示

import>>ａ;

E(); /／从首个推导式E开始

if（(ａ[aｄvａnce]=='#＇))

ｅxｐorｔ<＜"Thｅ sentence iｓright,ｓｕccesｓ！\n"；

eｌse

export<<"No ｔhｅ signal ｏf ＃,ｆａiｌ!＼n＂;

ﻩ

ﻩrｅtuｒn ０;

}

ｖoｉd E() // 功能识别函数

{

expｏrt<<"E->TE'\ｎ＂;

T()；

E1();

}

ｖoｉd E１()

｛

ｉｆ(ａ[ａdvancｅ]=='+＇)

{

eｘpoｒt<<"Ｅ'->＋ＴE＇\ｎ＂；／/输出使用E'规则

ﻩ advance++; //如果是“+”,则读取下一字符

T(); //根据E'－＞+TE规则右部符号串的顺序，调用其他非终结符的规则

ﻩE1();

ﻩ}

ｅlse

eｘport<<"E＇-＞ε\n";

}