编译原理实验报告总结
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验目的和要求本次实验旨在对PL_0语言进行功能扩充,添加新的语法特性,进一步提高编译器的功能和实用性。
具体要求如下:1.扩展PL_0语言的语法规则,添加新的语法特性;2.实现对新语法的词法分析和语法分析功能;3.对扩展语法规则进行语义分析,并生成中间代码;4.验证扩展功能的正确性。
二、实验内容1.扩展语法规则本次实验选择扩展PL_0语言的语句部分,添加新的控制语句,switch语句。
其语法规则如下:<switch_stmt> -> SWITCH <expression> CASE <case_list><default_stmt> ENDSWITCH<case_list> -> <case_stmt> , <case_stmt> <case_list><case_stmt> -> CASE <constant> : <statement><default_stmt> -> DEFAULT : <statement> ,ε2.词法分析和语法分析根据扩展的语法规则,需要对新的关键字和符号进行词法分析,识别出符号类型和记号类型。
然后进行语法分析,建立语法树。
3.语义分析在语义分析阶段,首先对switch语句的表达式进行求值,判断其类型是否为整型。
然后对case语句和default语句中的常量进行求值,判断是否与表达式的值相等。
最后将语句部分生成中间代码。
4.中间代码生成根据语法树和语义分析的结果,生成对应的中间代码。
例如,生成switch语句的跳转表,根据表达式的值选择相应的跳转目标。
5.验证功能的正确性设计一些测试用例,验证新语法的正确性和扩展功能的实用性。
三、实验步骤与结果1.扩展语法规则,更新PL_0语法分析器的词法规则和语法规则。
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验目的本次编译原理实验的主要目的是通过实践加深对编译原理中词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键环节的理解,并提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 C/C++,开发工具为 Visual Studio 2019,操作系统为 Windows 10。
三、实验内容(一)词法分析器的设计与实现词法分析是编译过程的第一个阶段,其任务是从输入的源程序中识别出一个个具有独立意义的单词符号。
在本次实验中,我们使用有限自动机的理论来设计词法分析器。
首先,我们定义了单词的种类,包括关键字、标识符、常量、运算符和分隔符等。
然后,根据这些定义,构建了相应的状态转换图,并将其转换为程序代码。
在实现过程中,我们使用了字符扫描和状态转移的方法,逐步读取输入的字符,判断其所属的单词类型,并将其输出。
(二)语法分析器的设计与实现语法分析是编译过程的核心环节之一,其任务是在词法分析的基础上,根据给定的语法规则,判断输入的单词序列是否构成一个合法的句子。
在本次实验中,我们采用了自顶向下的递归下降分析法来实现语法分析器。
首先,我们根据给定的语法规则,编写了相应的递归函数。
每个函数对应一种语法结构,通过对输入单词的判断和递归调用,来确定语法的正确性。
在实现过程中,我们遇到了一些语法歧义的问题,通过仔细分析语法规则和调整函数的实现逻辑,最终解决了这些问题。
(三)语义分析与中间代码生成语义分析的任务是对语法分析所产生的语法树进行语义检查,并生成中间代码。
在本次实验中,我们使用了四元式作为中间代码的表示形式。
在语义分析过程中,我们检查了变量的定义和使用是否合法,类型是否匹配等问题。
同时,根据语法树的结构,生成相应的四元式中间代码。
(四)代码优化代码优化的目的是提高生成代码的质量和效率。
在本次实验中,我们实现了一些基本的代码优化算法,如常量折叠、公共子表达式消除等。
通过对中间代码进行分析和转换,减少了代码的冗余和计算量,提高了代码的执行效率。
编译原理语法分析实验报告
编译原理语法分析实验报告第一篇:编译原理语法分析实验报告实验2:语法分析1.实验题目和要求题目:语法分析程序的设计与实现。
实验内容:编写语法分析程序,实现对算术表达式的语法分析。
要求所分析算术表达式由如下的文法产生。
E→E+T|E-T|TT→T*F|T/F|F F→id|(E)|num实验要求:在对输入表达式进行分析的过程中,输出所采用的产生式。
方法1:编写递归调用程序实现自顶向下的分析。
方法2:编写LL(1)语法分析程序,要求如下。
(1)编程实现算法4.2,为给定文法自动构造预测分析表。
(2)编程实现算法4.1,构造LL(1)预测分析程序。
方法3:编写语法分析程序实现自底向上的分析,要求如下。
(1)构造识别所有活前缀的DFA。
(2)构造LR分析表。
(3)编程实现算法4.3,构造LR分析程序。
方法4:利用YACC自动生成语法分析程序,调用LEX自动生成的词法分析程序。
实现(采用方法1)1.1.步骤:1)对文法消除左递归E→TE'E'→+TE'|-TE'|εT→FT'T'→*FT'|/FT'|εF→id|(E)|num2)画出状态转换图化简得:3)源程序在程序中I表示id N表示num1.2.例子:a)例子1 输入:I+(N*N)输出:b)例子2 输入:I-NN 输出:第二篇:编译原理实验报告编译原理实验报告报告完成日期 2018.5.30一.组内分工与贡献介绍二.系统功能概述;我们使用了自动生成系统来完成我们的实验内容。
我们设计的系统在完成了实验基本要求的前提下,进行了一部分的扩展。
增加了声明变量类型、类型赋值判定和声明的变量被引用时作用域的判断。
从而使得我们的实验结果呈现的更加清晰和易懂。
三.分系统报告;一、词法分析子系统词法的正规式:标识符(|)* 十进制整数0 |(1|2|3|4|5|6|7|8|9)(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)* 八进制整数0(1|2|3|4|5|6|7)(0|1|2|3|4|5|6|7)* 十六进制整数0x(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f)(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f)* 运算符和分隔符 +| * | / | > | < | = |(|)| <=|>=|==;对于标识符和关键字: A5—〉 B5C5 B5—〉a | b |⋯⋯| y | z C5—〉(a | b |⋯⋯| y | z |0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)C5|ε综上正规文法为: S—〉I1|I2|I3|A4|A5 I1—〉0|A1 A1—〉B1C1|ε C1—〉E1D1|ε D1—〉E1C1|εE1—〉0|1|2|3|4|5|6|7|8|9 B1—〉1|2|3|4|5|6|7|8|9 I2—〉0A2 A2—〉0|B2 B2—〉C2D2 D2—〉F2E2|ε E2—〉F2D2|εC2—〉1|2|3|4|5|6|7 F2—〉0|1|2|3|4|5|6|7 I3—〉0xA3 A3—〉B3C3 B3—〉0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f C3—〉(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f)|C3|εA4—〉+ |-| * | / | > | < | = |(|)| <=|>=|==; A5—〉 B5C5 B5—〉a | b |⋯⋯| y | z C5—〉(a | b |⋯⋯| y | z |0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)C5|ε状态图流程图:词法分析程序的主要数据结构与算法考虑到报告的整洁性和整体观感,此处我们仅展示主要的程序代码和算法,具体的全部代码将在整体的压缩包中一并呈现另外我们考虑到后续实验中,如果在bison语法树生成的时候推不出目标的产生式时,我们设计了报错提示,在这个词的位置出现错误提示,将记录切割出来的词在code.txt中保存,并记录他们的位置。
编译原理实验报告
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。
编译原理实训课程学习总结
编译原理实训课程学习总结在编译原理实训课程学习的一段时间里,我深入学习了编译器的基本原理和相关技术,通过实际动手实践编写了一个简单的编译器。
本文将对我的学习经验和收获进行总结,并分享一些编译原理实践的心得体会。
一、学习背景和目标编译原理是计算机科学中的重要基础课程之一,其主要目标是教授学生编译器设计和实现的基本概念、技术和方法。
在这门实训课程中,我希望能够深入理解编译器的运行原理,掌握实际编译器的设计和实现方法,提升自己的编程能力和软件开发水平。
二、课程内容和学习体会1. 课程内容本实训课程主要包括编译器的前端和后端两个模块。
在前端模块中,我学习了词法分析和语法分析的基本理论和技术,掌握了正则表达式、文法和BNF范式等相关知识;在后端模块中,我学习了中间代码的生成与优化、代码生成等内容,并通过实践掌握了中间代码的表示方法和相关算法。
2. 学习体会通过这门课程的学习,我深刻认识到编译器是如何将源代码转化为可执行代码的重要工具。
我学到了很多编译器的内部工作原理,比如词法分析器如何将字符序列转化为单词流、语法分析器如何构建抽象语法树等等。
这些知识让我对编程语言的语法和结构有了更深入的理解。
在实践环节中,我通过使用工具和编写代码实现了一个简单的编译器。
这个过程既考验了我的编程技巧,也检验了我对编译原理的理解程度。
我遇到了许多实际问题,比如处理语法错误、优化中间代码等,但通过不断查找资料和与同学交流,最终解决了这些问题并顺利完成了项目。
三、学习收获和成长通过编译原理实训课程的学习,我收获了诸多知识和技能:1. 深入理解编译器的工作原理和内部机制,包括词法分析、语法分析、中间代码生成和代码优化等。
2. 掌握了常见编译原理算法和数据结构,如正则表达式、LL(1)文法、LR分析器等。
3. 提升了自己的编程能力和代码调试能力,学会了使用编译器相关工具和库进行开发和调试。
4. 锻炼了团队协作和沟通能力,在与同学的合作中互相学习和帮助,共同解决问题。
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验概述本次实验旨在设计并实现一个简单的词法分析器,即实现编译器的第一个阶段,词法分析。
词法分析器将一段源程序代码作为输入,将其划分为一个个的词法单元,并将其作为输出。
二、实验过程1.设计词法规则根据编程语言的规范和所需实现的功能,设计词法规则,以明确规定如何将源程序代码分解为一系列的词法单元。
2.实现词法分析器采用合适的编程语言,根据所设计的词法规则,实现词法分析器。
词法分析器的主要任务是读入源程序代码,并将其根据词法规则进行分解,生成对应的词法单元。
3.测试词法分析器设计测试用例,用于检验词法分析器的正确性和性能。
测试用例应包含各种情况下的源程序代码。
4.分析和修正错误根据测试过程中发现的问题,分析产生错误的原因,并进行修正。
重复测试和修正的过程,直到词法分析器能够正确处理所有测试用例。
三、实验结果我们设计了一个简单的词法分析器,并进行了测试。
测试用例涵盖了各种情况下的源程序代码,包括正确的代码和错误的代码。
经过测试,词法分析器能够正确处理所有的测试用例。
词法分析器将源程序代码分解为一系列的词法单元,每个词法单元包含了单词的种类和对应的值。
通过对词法单元的分析,可以进一步进行语法分析和语义分析,从而完成编译过程。
四、实验总结通过本次实验,我深入了解了编译原理的词法分析阶段。
词法分析是编译器的第一个重要阶段,它将源程序代码分解为一个个的词法单元,为后续的语法分析和语义分析提供基础。
在实现词法分析器的过程中,我学会了如何根据词法规则设计词法分析器的算法,并使用编程语言实现词法分析器。
通过测试和修正,我掌握了调试和错误修复的技巧。
本次实验的经验对我今后的编程工作有很大帮助。
编译原理是计算机科学与技术专业的核心课程之一,通过实践能够更好地理解和掌握其中的概念和技术。
我相信通过进一步的学习和实践,我能够在编译原理领域取得更大的成果。
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要学科,它涉及到将高级编程语言转换为计算机能够理解和执行的机器语言。
本次实验的目的是通过实际操作和编程实践,深入理解编译原理中的词法分析、语法分析、语义分析以及中间代码生成等关键环节,提高我们对编译过程的认识和编程能力。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发环境为Visual Studio 2019。
此外,还使用了一些相关的编译工具和调试工具,如 GDB 等。
三、实验内容(一)词法分析器的实现词法分析是编译过程的第一步,其任务是将输入的源程序分解为一个个单词符号。
在本次实验中,我们使用有限自动机的理论来设计和实现词法分析器。
首先,定义了各种单词符号的类别,如标识符、关键字、常量、运算符等。
然后,根据这些类别设计了相应的状态转换图,并将其转换为代码实现。
在实现过程中,使用了正则表达式来匹配输入字符串中的单词符号。
对于标识符和常量等需要进一步处理的单词符号,使用了相应的规则进行解析和转换。
(二)语法分析器的实现语法分析是编译过程的核心环节之一,其任务是根据给定的语法规则,分析输入的单词符号序列是否符合语法结构。
在本次实验中,我们使用了递归下降的语法分析方法。
首先,根据实验要求定义了语法规则,并将其转换为相应的递归函数。
在递归函数中,通过对输入单词符号的判断和处理,逐步分析语法结构。
为了处理语法错误,在分析过程中添加了错误检测和处理机制。
当遇到不符合语法规则的输入时,能够输出相应的错误信息,并尝试进行恢复。
(三)语义分析及中间代码生成语义分析的目的是对语法分析得到的语法树进行语义检查和语义处理,生成中间代码。
在本次实验中,我们使用了三地址码作为中间代码的表示形式。
在语义分析过程中,对变量的定义和使用、表达式的计算、控制流语句等进行了语义检查和处理。
对于符合语义规则的语法结构,生成相应的三地址码指令。
四、实验步骤(一)词法分析器的实现步骤1、定义单词符号的类别和对应的正则表达式。
编译原理语法分析实验报告
//输出转化后
的文法规则串
{
printf("%s\n",text[i]);
}
for(i=0;i<x;i++) /*求每个终结符的推导结果(去掉"->"后的转化文
法,用于最后的规约)*/
{ string[i][0]=text[i][0];
for(j=3,l=1;text[i][j]!='\0';j++,l++)
表1-2 G[S]的算符优先关系矩阵表
#
i
+
*
(
)
#
i
+
*
(
)
二.程序设计
1.总体设计
求FIRSTVT模块 求LASTVT模块 识别终结符模块
读入文法规则 创建文法关系表模块
求下标模块
2.子程序设计
识别终结符模块
读取语法分析串 输入串分析模块 图2-1 总体设计图
求FIRSTVT模块 求LASTVT模块
编译原理实验报告
实验一词法分析一、实验目的设计、编制并调试一个词法分析程序,加深对词法分析原理的理解。
二、实验要求2.1 待分析的简单的词法(1)关键字:begin if then while do end所有的关键字都是小写。
(2)运算符和界符:= + - * / < <= <> > >= = ; ( ) #(3)其他单词是标识符(ID)和整型常数(SUM),通过以下正规式定义:ID = letter (letter | digit)*NUM = digit digit*(4)空格有空白、制表符和换行符组成。
空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字,词法分析阶段通常被忽略。
2.2 各种单词符号对应的种别码:表2.1 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bgin 1 :17If 2 := 18Then 3 < 20wile 4 <> 21do 5 <= 22end 6 > 23lettet(letter|digit)* 10 >= 24 dight dight* 11 = 25 + 13 ;26—14 ( 27* 15 ) 28/ 16 # 02.3 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>9 then x:=2*x+1/3; end #的源文件,经过词法分析后输出如下序列:(1,begin)(10,x)(18,:=)(11,9)(26,;)(2,if)……三、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。
3.1 主程序示意图:主程序示意图如图3-1所示。
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验目的编译原理是计算机科学中的重要课程,旨在让学生了解编译器的基本工作原理以及相关技术。
本次实验旨在通过设计和实现一个简单的编译器,来进一步加深对编译原理的理解,并掌握实际应用的能力。
二、实验环境本次实验使用了Java编程语言及相关工具。
在开始实验前,我们需要安装Java JDK并配置好运行环境。
三、实验内容及步骤1. 词法分析词法分析是编译器的第一步,它将源代码分割成一系列词法单元。
我们首先实现一个词法分析器,它能够将输入的源代码按照语法规则进行切割,并识别出关键字、标识符、数字、运算符等。
2. 语法分析语法分析是编译器的第二步,它将词法分析得到的词法单元序列转化为语法树。
我们使用自顶向下的LL(1)语法分析算法,根据文法规则递归地构建语法树。
3. 语义分析语义分析是编译器的第三步,它对语法树进行检查和转换。
我们主要进行类型检查、语法错误检查等。
如果源代码存在语义错误,编译器应该能够提供相应的错误提示。
4. 代码生成代码生成是编译器的最后一步,它将经过词法分析、语法分析和语义分析的源代码翻译为目标代码。
在本次实验中,我们将目标代码生成为Java字节码。
5. 测试与优化完成以上步骤后,我们需要对编译器进行测试,并进行优化。
通过多个测试用例的执行,我们可以验证编译器的正确性和性能。
四、实验心得通过完成这个编译器的实验,我收获了很多。
首先,我对编译原理的知识有了更深入的理解。
在实验过程中,我深入学习了词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等关键技术,对编译器的工作原理有了更系统的了解。
其次,我提高了编程能力。
实现一个完整的编译器需要处理复杂的数据结构和算法,这对我的编程能力是一个很好的挑战。
通过实验,我学会了合理地组织代码,优化算法,并注意到细节对程序性能的影响。
最后,我锻炼了解决问题的能力。
在实验过程中,我遇到了很多困难和挑战,但我不断地调试和改进代码,最终成功地实现了编译器。
编译原理实验报告
编译原理实验报告一、实验目的本次实验的目的是了解编译原理的基本知识,并运用所学知识实现一个简单的词法分析器。
二、实验内容1.设计一个词法分析器,能够识别并输出源程序中的关键字、标识符、常数和运算符等。
2.设计并实现一个词法分析器的算法。
3.对编写的词法分析器进行测试。
三、实验过程1.设计词法分析器的算法在设计词法分析器的时候,需要先了解源程序的基本构成,了解关键字、标识符、常数和运算符等的特点,以及它们在源程序中的表示形式。
然后,根据这些特点,设计一个适合的算法来进行词法分析。
2.实现词法分析器根据设计好的算法,在编程语言中实现词法分析器。
在实现过程中,需要根据不同的词法单元,设计相应的正则表达式来进行匹配和识别。
3.测试词法分析器编写几个简单的测试用例,对词法分析器进行测试。
检查输出结果是否正确,并根据实际情况对词法分析器进行调试和优化。
四、实验结果经过测试,词法分析器能够正确识别并输出源程序中的关键字、标识符、常数和运算符等。
测试用例的输出结果与预期结果一致。
五、实验总结通过本次实验,我学习了编译原理的基本知识,掌握了词法分析器的设计和实现方法。
在实验过程中,我遇到了一些困难和问题,但通过仔细思考和查阅文献资料,最终成功地完成了实验任务。
这次实验不仅帮助我巩固了所学知识,还提高了我的编程能力和解决问题的能力。
通过实践,我深刻体会到了编译原理在软件开发中的重要性和作用,并对将来的学习和工作有了更好的规划和方向。
通过本次实验,我对编译原理的相关知识有了更深入的理解和掌握,对词法分析器的设计和实现方法有了更加清晰的认识。
同时,我还学会了如何进行实验报告的撰写,提高了我的文档写作能力。
通过本次实验,我不仅实现了实验的目标,还提高了自己的综合素质和能力。
编译原理上机实验报告
编译原理上机实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实践的方式理解和掌握编译原理中的一些重要概念和技术,包括词法分析、语法分析和语义分析等。
通过实验的操作,了解和体验编译器的工作过程,深入理解编译原理的相关理论知识。
二、实验环境本次实验使用了Java语言作为编程语言,使用Eclipse作为开发环境,实验所需的相关工具和库已经提前配置完成。
三、实验内容本次实验主要分为三个部分,分别是词法分析、语法分析和语义分析。
1.词法分析词法分析是编译器的第一个阶段,也是最基础的阶段。
在本次实验中,我们首先需要实现一个词法分析器,该分析器可以将源代码分割成一个个的词法单元,将其存储到一个词法单元表中。
我们首先需要定义一些词法单元的模式,比如关键字、标识符、常量等。
然后,我们使用正则表达式和有限自动机的思想来实现一个可以识别各种模式的词法分析器。
2.语法分析语法分析是编译器的第二个阶段,其目的是将词法单元表中的内容按照语法规则进行分析,生成一个语法树。
在本次实验中,我们需要实现一个递归下降的语法分析器。
我们首先需要定义一些语法规则,然后根据这些规则逐条实现相应的语法分析函数。
最终,我们可以通过递归调用这些函数,将源代码转换成语法树的形式。
3.语义分析语义分析是编译器的第三个阶段,其目的是对语法树进行进一步的检查和处理。
在本次实验中,我们需要实现一个简单的语义分析器。
我们可以在语法分析的基础上,增加一些语义规则,然后对生成的语法树进行检查。
比如,我们可以检查变量的定义和使用是否一致,是否存在未定义的变量等。
最终,我们可以通过语义分析器发现和纠正一些潜在的错误。
四、实验总结通过本次实验,我深入学习了编译原理的相关知识,并通过实践中加深了对这些知识的理解和掌握。
实验中,我了解到了词法分析、语法分析和语义分析在编译器设计中的重要性,也学会了如何使用相关工具和技术来实现这些功能。
通过实验,我发现编译原理是一门非常有趣且实用的课程,它既涉及到理论知识,又需要实践操作。
编译原理实验报告小结
一、实验背景编译原理是计算机科学的一个重要分支,主要研究如何将高级语言源代码转换为计算机可以执行的机器代码。
本实验旨在通过实践操作,加深对编译原理基本概念和算法的理解,提高编程能力和解决问题的能力。
二、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和流程;2. 掌握词法分析和语法分析的基本方法;3. 熟悉编译过程中的中间代码生成和代码优化;4. 培养编程能力和团队协作精神。
三、实验内容1. 词法分析词法分析是编译过程的第一步,其主要任务是将源代码中的字符序列转换成一个个有意义的符号(单词)。
本实验中,我们实现了词法分析器,能够识别出标识符、关键字、运算符、常量等单词。
2. 语法分析语法分析是编译过程的核心,其主要任务是将词法分析器生成的单词序列按照一定的语法规则进行组织,形成语法树。
本实验中,我们实现了递归下降解析法,对表达式、赋值语句、函数定义等语法结构进行了分析。
3. 中间代码生成中间代码生成是编译过程中的一个重要环节,其主要任务是将语法树转换为一种抽象的、与具体机器无关的中间代码。
本实验中,我们实现了三地址代码生成,将语法树转换为三地址代码。
4. 代码优化代码优化是编译过程中的一个关键步骤,其主要任务是在保证程序正确性的前提下,提高程序的性能。
本实验中,我们实现了简单的代码优化,如常数传播、变量替换等。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,我们成功实现了词法分析、语法分析、中间代码生成和代码优化等功能。
以一个简单的C语言程序为例,我们能够将其转换为三地址代码,并进行简单的优化。
2. 实验分析(1)词法分析:本实验中,我们通过定义状态转换表和动作表,实现了对C语言源代码的词法分析。
实验结果表明,词法分析器能够准确地识别出标识符、关键字、运算符、常量等单词。
(2)语法分析:递归下降解析法是一种较为直观的语法分析方法。
本实验中,我们实现了递归下降解析法,对表达式、赋值语句、函数定义等语法结构进行了分析。
编译原理实验报告
实验一1、程序设计思路在预处理处理程序的基础上,扩充程序,增加行注释。
首先,行注释以“\”开始,以回车“\n”结束。
参照星注释的源代码。
其次,要区分行注释与星注释,即星注释(指的是/* */ )注释中包含行注释,行注释无效;行注释后有星注释,星注释无效。
所以设计一个标记变量p,标记行注释。
2、实现过程输入的当前字符cur_c 等于''\"且old_c等于"\",如果满足这样的条件,就将in_comment改为ture,进入行注释。
并且标记p=1。
继续运行,当输入字符cur_c="\n"且p=1,表示行注释离开,将in_comment改为false。
3、源程序关键代码加粗的为自己修改的代码。
#include <fstream.h>#include <iostream.h>void pro_process(char *);void main( ) //测试驱动程序{//定义扫描缓冲区char buf[4048]={'\0'}; //缓冲区清0//调用预处理程序pro_process(buf);//在屏幕上显示扫描缓冲区的内容cout<<buf<<endl;}void pro_process(char *buf) //预处理程序{ ifstream cinf("source.txt",ios::in);int i=0,p=0; //计数器char old_c='\0',cur_c; //前一个字符,当前字符。
bool in_comment=false; //false表示当前字符未处于注释中。
while(cinf.read(&cur_c,sizeof(char))){ //从文件读一个字符switch(in_comment){case false:if(old_c=='/' && cur_c=='*'){ //进入多行注释i--; //去除已存入扫描缓冲区的字符'/'in_comment=true;}else{if(old_c=='/' && cur_c=='/'){ //进入行注释i--;p=1; //去除已存入扫描缓冲区的字符'/'in_comment=true;}else {if(old_c=='\\' && cur_c=='\n') //发现续行i--; //去除已存入扫描缓冲区的字符'\'else {if(cur_c>='A' && cur_c<='Z')//大写变小写cur_c+=32;if(cur_c =='\t' || cur_c =='\n') //空格取代TAB换行cur_c=' ';buf[i++]=cur_c ;}}}break;case true:if((old_c=='*' && cur_c=='/')) //离开注释in_comment=false;if(cur_c=='\n'&&p==1) in_comment=false;}//end of switchold_c= cur_c; //保留前一个字符}//end of whilebuf[i++]='#'; //在源程序尾部添加字符'#' }4、结果的输入与输出Source.txtBegin/*S=2*3.14*R*R+2*3.14*R*H*/Real R,h,s;s=2*3\14*r*(r+++h) kmoiulEnd运行结果如下:实验二1、程序设计思路:编写一个自动机(DFA)识别程序,判断一个字符序列是否为一个DFA所识别。
编译原理语法分析实验报告
编译原理语法分析实验报告一、实验目的本实验主要目的是学习和掌握编译原理中的语法分析方法,通过实验了解和实践LR(1)分析器的实现过程,并对比不同的文法对语法分析的影响。
二、实验内容1.实现一个LR(1)的语法分析器2.使用不同的文法进行语法分析3.对比不同文法对语法分析的影响三、实验原理1.背景知识LR(1)分析器是一种自底向上(bottom-up)的语法分析方法。
它使用一个分析栈(stack)和一个输入缓冲区(input buffer)来处理输入文本,并通过移进(shift)和规约(reduce)操作进行语法分析。
2.实验步骤1)构建文法的LR(1)分析表2)读取输入文本3)初始化分析栈和输入缓冲区4)根据分析表进行移进或规约操作,直至分析过程结束四、实验过程与结果1.实验环境本实验使用Python语言进行实现,使用了语法分析库ply来辅助实验。
2.实验步骤1)构建文法的LR(1)分析表通过给定的文法,根据LR(1)分析表的构造算法,构建出分析表。
2)实现LR(1)分析器使用Python语言实现LR(1)分析器,包括读取输入文本、初始化分析栈和输入缓冲区、根据分析表进行移进或规约操作等功能。
3)使用不同的文法进行语法分析选择不同的文法对编写的LR(1)分析器进行测试,观察语法分析的结果。
3.实验结果通过不同的测试案例,实验结果表明编写的LR(1)分析器能够正确地进行语法分析,能够识别出输入文本是否符合给定文法。
五、实验分析与总结1.实验分析本实验通过实现LR(1)分析器,对不同文法进行语法分析,通过实验结果可以观察到不同文法对语法分析的影响。
2.实验总结本实验主要学习和掌握了编译原理中的语法分析方法,了解了LR(1)分析器的实现过程,并通过实验提高了对语法分析的理解。
六、实验心得通过本次实验,我深入学习了编译原理中的语法分析方法,了解了LR(1)分析器的实现过程。
在实验过程中,我遇到了一些问题,但通过查阅资料和请教老师,最终解决了问题,并完成了实验。
华工编译原理实验报告
一、实验目的通过本次实验,加深对编译原理中语法分析部分的理解,掌握递归下降分析法和LR(1)分析法的原理和实现方法,并能够运用所学知识对简单的文法进行语法分析。
二、实验内容本次实验主要分为两个部分:1. 递归下降分析法- 实验要求:针对给定的文法,编写递归下降分析程序,实现对输入的字符串进行语法分析。
- 文法示例:```S -> A BA -> a A | εB -> b B | ε```- 实现过程:- 定义文法的非终结符号、终结符号和开始符号。
- 设计递归下降分析函数,按照文法的产生式进行递归调用。
- 处理输入字符串,调用递归下降分析函数进行语法分析。
2. LR(1)分析法- 实验要求:针对给定的文法,编写LR(1)分析程序,实现对输入的字符串进行语法分析。
- 文法示例:```S -> A BA -> a A | εB -> b B | ε```- 实现过程:- 求解文法的 FIRST 集和 FOLLOW 集。
- 构建LR(1)分析表,包括状态转移函数、接受状态和错误处理函数。
- 设计LR(1)分析程序,根据分析表进行状态转移和语法分析。
三、实验步骤1. 递归下降分析法- 步骤一:定义文法的非终结符号、终结符号和开始符号。
- 步骤二:设计递归下降分析函数,按照文法的产生式进行递归调用。
- 步骤三:编写主函数,读取输入字符串,调用递归下降分析函数进行语法分析。
2. LR(1)分析法- 步骤一:求解文法的 FIRST 集和 FOLLOW 集。
- 步骤二:构建LR(1)分析表,包括状态转移函数、接受状态和错误处理函数。
- 步骤三:设计LR(1)分析程序,根据分析表进行状态转移和语法分析。
四、实验结果1. 递归下降分析法- 对于输入字符串 "aaabbb",程序能够正确分析并输出分析结果。
2. LR(1)分析法- 对于输入字符串 "aaabbb",程序能够正确分析并输出分析结果。
编译原理教程实验报告
一、实验目的本次实验旨在使学生通过编译原理的学习,了解编译程序的设计原理及实现技术,掌握编译程序的各个阶段,并能将所学知识应用于实际编程中。
二、实验内容1. 词法分析2. 语法分析3. 语义分析4. 中间代码生成5. 代码优化6. 目标代码生成三、实验步骤1. 词法分析(1)设计词法分析器,识别输入源代码中的各种词法单元;(2)使用C语言实现词法分析器,并进行测试。
2. 语法分析(1)根据文法规则设计语法分析器,识别输入源代码的语法结构;(2)使用C语言实现语法分析器,并进行测试。
3. 语义分析(1)设计语义分析器,检查语法分析后的语法树,确保语义正确;(2)使用C语言实现语义分析器,并进行测试。
4. 中间代码生成(1)设计中间代码生成器,将语义分析后的语法树转换为中间代码;(2)使用C语言实现中间代码生成器,并进行测试。
5. 代码优化(1)设计代码优化器,对中间代码进行优化,提高程序性能;(2)使用C语言实现代码优化器,并进行测试。
6. 目标代码生成(1)设计目标代码生成器,将优化后的中间代码转换为特定目标机的汇编语言;(2)使用C语言实现目标代码生成器,并进行测试。
四、实验结果与分析1. 词法分析实验结果:成功识别输入源代码中的各种词法单元,包括标识符、关键字、运算符、常量等。
2. 语法分析实验结果:成功识别输入源代码的语法结构,包括表达式、语句、程序等。
3. 语义分析实验结果:成功检查语法分析后的语法树,确保语义正确。
4. 中间代码生成实验结果:成功将语义分析后的语法树转换为中间代码,为后续优化和目标代码生成提供基础。
5. 代码优化实验结果:成功对中间代码进行优化,提高程序性能。
6. 目标代码生成实验结果:成功将优化后的中间代码转换为特定目标机的汇编语言,为程序在目标机上运行做准备。
五、实验心得1. 编译原理是一门理论与实践相结合的课程,通过本次实验,我对编译程序的设计原理及实现技术有了更深入的了解。
编译原理中实验报告
实验名称:编译原理实验实验时间:2023年X月X日实验地点:实验室实验指导老师:XXX一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和流程。
2. 掌握词法分析和语法分析的基本方法。
3. 学习编译器生成中间代码和目标代码的过程。
4. 培养编程能力和问题解决能力。
二、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 词法分析:编写一个简单的词法分析器,将源代码输入转换为抽象语法树(AST)。
2. 语法分析:实现一个简单的递归下降解析器,对词法分析器输出的AST进行语法分析。
3. 中间代码生成:根据AST生成三地址代码(Three-Address Code)。
4. 代码优化:对生成的三地址代码进行优化。
5. 目标代码生成:将优化后的三地址代码转换为机器代码。
三、实验步骤1. 设计词法分析器首先,我们需要设计一个能够识别源代码中各种单词的词法分析器。
在本实验中,我们定义了以下几种单词:- 关键字:如if、else、while、int、float等。
- 标识符:由字母、数字和下划线组成,不能以数字开头。
- 常量:包括整型常量和浮点型常量。
- 运算符:如+、-、、/、==、<=等。
- 分隔符:如(、)、;、,等。
根据以上定义,我们可以编写一个词法分析器,它将输入的源代码字符串逐个字符地读取,并根据定义的规则识别出相应的单词。
2. 语法分析词法分析器生成的AST是一个树形结构,其中每个节点代表源代码中的一个单词或符号。
为了进一步分析AST的结构,我们需要实现一个递归下降解析器,它能够根据语法规则对AST进行解析。
在本实验中,我们以一个简单的算术表达式为例,实现了一个递归下降解析器。
解析器从AST的根节点开始,按照语法规则递归地解析每个子节点,直到整个表达式被解析完毕。
3. 中间代码生成在完成语法分析后,我们需要将AST转换为中间代码。
在本实验中,我们选择了三地址代码作为中间代码的形式。
三地址代码是一种表示赋值、条件判断和循环等操作的方式,它使用三个操作数和两个操作符来表示一个操作。
编译原理熟悉实验报告
一、实验目的1. 理解编译原理的基本概念和流程;2. 掌握编译器的各个阶段及其实现方法;3. 熟悉编译器各个阶段中使用的算法和数据结构;4. 培养编程能力和问题解决能力。
二、实验内容1. 词法分析;2. 语法分析;3. 语义分析;4. 代码生成;5. 符号表;6. 中间代码生成。
三、实验步骤1. 词法分析(1)设计词法分析器:首先需要确定源程序中的词法单元,如标识符、关键字、运算符等。
然后,编写代码实现词法分析器,对源程序进行扫描,将词法单元转换成词法符号。
(2)实现词法分析器:使用C语言或Java等编程语言实现词法分析器,完成词法单元的识别和转换。
2. 语法分析(1)设计语法分析器:根据源程序的语言规范,设计语法分析器,实现语法规则的定义和匹配。
(2)实现语法分析器:使用递归下降分析法、LL(1)分析法、LR(1)分析法等实现语法分析器,对词法分析器输出的词法符号序列进行语法分析。
3. 语义分析(1)设计语义分析器:根据源程序的语言规范,设计语义分析器,实现语义规则的检查和类型检查。
(2)实现语义分析器:使用C语言或Java等编程语言实现语义分析器,完成语义规则的检查和类型检查。
4. 代码生成(1)设计代码生成器:根据源程序的语言规范,设计代码生成器,将抽象语法树转换成目标代码。
(2)实现代码生成器:使用C语言或Java等编程语言实现代码生成器,完成抽象语法树到目标代码的转换。
5. 符号表(1)设计符号表:在编译过程中,需要记录变量、函数等信息,设计符号表实现这些信息的存储和管理。
(2)实现符号表:使用C语言或Java等编程语言实现符号表,完成变量、函数等信息的存储和管理。
6. 中间代码生成(1)设计中间代码生成器:根据源程序的语言规范,设计中间代码生成器,将抽象语法树转换成中间代码。
(2)实现中间代码生成器:使用C语言或Java等编程语言实现中间代码生成器,完成抽象语法树到中间代码的转换。
四、实验结果与分析1. 词法分析器能够正确识别源程序中的词法单元,并将它们转换成词法符号。
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学年第学期《编译原理》实验报告学院(系):计算机科学与工程学院班级:11303070A学号:***********姓名:无名氏指导教师:保密式时间:2016 年7 月目录1.实验目的 (1)2.实验内容及要求 (1)3.实验方案设计 (1)3.1 编译系统原理介绍 (1)3.1.1 编译程序介绍 (2)3.1.2 对所写编译程序的源语言的描述 (2)3.2 词法分析程序的设计 (3)3.3 语法分析程序设计 (4)3.4 语义分析和中间代码生成程序的设计 (4)4. 结果及测试分析 (4)4.1软件运行环境及限制 (4)4.2测试数据说明 (5)4.3运行结果及功能说明 (5)5.总结及心得体会 (7)1.实验目的根据Sample语言或者自定义的某种语言,设计该语言的编译前端。
包括词法分析,语法分析、语义分析及中间代码生成部分。
2.实验内容及要求(1)词法分析器输入源程序,输出对应的token表,符号表和词法错误信息。
按规则拼单词,并转换成二元形式;滤掉空白符,跳过注释、换行符及一些无用的符号;进行行列计数,用于指出出错的行列号,并复制出错部分;列表打印源程序;发现并定位词法错误;(2)语法分析器输入token串,通过语法分析,寻找其中的语法错误。
要求能实现Sample 语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析:算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while语句、do while语句等。
(3)语义分析和中间代码生成输入token串,进行语义分析,修改符号表,寻找其中的语义错误,并生成中间代码。
要求能实现Sample语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析:算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while 语句、do while语句等。
实验要求:功能相对完善,有输入、输出描述,有测试数据,并介绍不足。
3.实验方案设计3.1 编译系统原理介绍编译器逐行扫描高级语言程序源程序,编译的过程如下:(1).词法分析识别关键字、字面量、标识符(变量名、数据名)、运算符、注释行(给人看的,一般不处理)、特殊符号(续行、语句结束、数组)等六类符号,分别归类等待处理。
(2).语法分析一个语句看作一串记号(Token)流,由语法分析器进行处理。
按照语言的文法检查判定是否是合乎语法的句子。
如果是合法句子就以内部格式保存,否则报错。
直至检查完整个程序。
(3).语义分析语义分析器对各句子的语法做检查:运算符两边类型是否相兼容;该做哪些类型转换(例如,实数向整数赋值要"取整");控制转移是否到不该去的地方;是否有重名或者使语义含糊的记号,等等。
如果有错误,则转出错处理,否则可以生成执行代码。
(4).中间代码生成中间代码是向目标码过渡的一种编码,其形式尽可能和机器的汇编语言相似,以便下一步的代码生成。
但中间码不涉及具体机器的操作码和地址码。
采用中间码的好处是可以在中间码上做优化。
(5).优化对中间码程序做局部优化和全局(整个程序)优化,目的是使运行更快,占用空间最小。
局部优化是合并冗余操作,简化计算,例如x:=0可用一条"清零"指令替换。
全局优化包括改进循环、减少调用次数和快速地址算法等。
(6).代码生成由代码生成器生成目标机器的目标码(或汇编)程序,其中包括数据分段、选定寄存器等工作,然后生成机器可执行的代码。
3.1.1 编译程序介绍编译程序是指把用高级程序设计语言书写的源程序,翻译成等价的机器语言格式目标程序的翻译程序。
编译程序属于采用生成性实现途径实现的翻译程序。
它以高级程序设计语言书写的源程序作为输入,而以汇编语言或机器语言表示的目标程序作为输出。
编译出的目标程序通常还要经历运行阶段,以便在运行程序的支持下运行,加工初始数据,算出所需的计算结果。
3.1.2 对所写编译程序的源语言的描述Sample语言是一种类PASCAL语言,他以赋值语句为基础,包括顺序、条件和循环三种结构。
有变量说明和常量说明,有多种数据类型、如整型、实型、字符型等。
它包括如下一些语法成分:(1).数据类型:整型、布尔型、实型和字符类型。
(2).表达式:可进行算术、布尔表达式的运算。
(3).说明语句:常量说明(用const定义)、变量说明(用var定义)。
(4).赋值语句。
(5).控制语句:if语句、while语句,repeat语句和for循环语句。
(6).Begin … end复合语句。
(7).程序(program)语句和结束(end.)语句。
图 1 词法分析总流程词法分析将源程序读入一个个的字符,根据一定的构词规则,识别出各类有用的单词。
当输入字母时,开始识别标识符或关键宇,边拼写边从缓冲区读入下一符号,当读入一非字母数字符号时,标识符识别完成,但已多读入一个符号,所以列记数回退。
然后查关键字表,判断拼出的符号串是否为关键字。
若是关键字,输出其种别码。
否则识别的单词就是标识符,同时输出标识符及其种别码。
当输入数字时,开始识别整数或实数。
边拼写边读入下一符号,当遇到“.”时,还要继续拼写该常数(实数情况)。
如果遇到E,要识别带指数的常数,当遇到其它非数字符号时,数字常数拼写完毕,列计数也要退1。
输出常数及其种别码。
当输入“/”时,开始识别注解或除号,若是注解时,最后两个连续读出的符号是“*/”,不需再读下一符号,列计数不变。
当判定是除号“/”时,已多读入一字符,列计数—1,输出“/”的种别码。
图 2 语法分析总流程不断地读入token文件中的单词,根据不同的语句,使用不同的方法进行分析,直到token文件的结束。
程序头部以program开头,变量说明以var开头,常量说明是以const开头的,从begin开始就是可执行语句,可执行语句分为五种:for语句(以for语句开头),while语句(以while开头),if语句(以if开头),repeat 语句(以repeat开头),赋值语句(以标识符开头) 。
每当读到前导词,表明一个新的语法结构的开始,以此识别该语法单位是否符合定义。
3.4 语义分析和中间代码生成程序的设计4. 结果及测试分析4.1软件运行环境及限制程序是使用C#语言编写的,开发软件是VS2013。
VS是一个基本完整的开发工具集,它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具,如UML工具、代码管控工具、集成开发环境(IDE)等等。
所写的目标代码适用于微软支持的所有平台。
使用VS调试程序会很方便,可以实时观察程序的运行状态。
用VS制作界面会显得非常地简单,但是也存在一定的缺点。
VS的集成度比较高,所以要修改封装好的一些函数不会太简单。
4.2测试数据说明输入数据:program example1;consta:=1;b:=3;c:='fasdf';vara,b,c:integer;x:char;begina:=3;b:=12;if(a+3*c>b) then c:=3;while a>b do c:=5;repeat a:=10; until a+3>b;for x:=1+2 to 3 do b:=100;end.这是sample语言的一个比较简单的测试程序,它有着sample语言最基本的格式,如函数头部、常量说明、变量说明、执行语句、条件语句,循环语句等等。
用这个测试程序来观察程序的效果。
4.3运行结果及功能说明图 3 词法分析结果图3是正常词法分析的结果,可以看出,程序会将每个单词显示到token文件显示区,同时显示单词在源文件的位置。
并且会将标识符和常量添加到符号表并显示到符号表显示区。
下面的图4是当测试程序有错误时的情况。
图 4 词法分析有错误的程序可以看到当我在b:=12;后面加上一个“’”后,会出现报错。
并且if语句位置上少了个“)”也会出现报错,实现了词法分析的相关功能。
图 5语法分析结果从图5看到,语法分析能够正确地处理token串,并分析出各类语句,直到程序的结束。
输出结果的显示层次感不强,没有按照一级级地缩进,这里是语法分析的一点问题。
下面的图6是语法分析处理错误的功能演示。
图 6 语法分析错误处理我修改了程序的部分地方,通过语法分析就能够检测到错误的地方,并显示出错误可能的原因,并且能够在错误的前提下继续执行后面的程序,直到语法分析结束。
5.总结及心得体会通过编译原理实验课,我掌握了什么是编译程序,编译程序工作的基本过程及其各阶段的基本任务,熟悉了编译程序总流程框图,了解了编译程序的生成过程、构造工具及其相关的技术对课本上的知识有了更深的理解,课本上的知识是机械的,表面的。
通过把该算法的内容,算法的执行顺序在计算机上实现,把原来以为很深奥的书本知识变的更为简单,对实验原理有更深的理解。
然而,我认为自己在实验课上做的并不够好。
首先,在总体实验内容来说,我没能够完成所有的内容,只完成了词法分析和语法分析的程序;其次,就完成的两个实验来说,功能上还是不够完善,有一些bug。
最后,运行界面上过于简陋,不够美观。
由于时间的有限性,这些不足是无法继续改善了。
这也让我意识到对于做每一件事,你的付出时间和你的成果是成正比的。
所以,对于做一件事,要舍得花时间,肯花时间,这样最后的效果才会更好。
对于编译原理,整体看下来自己做得不算好。
意识到不足,我更加地明白自己能力不够强。
在今后的学习里,需要更加地努力才行,能力越强,自己的提升空间就会越大,完成一件事的效率也才会更高。
争取在以后做一个高效率,强能力的人。