编译原理-课程设计报告-简单编译器实现-精品

课程设计

题目：简单编译器实现

学院：信息工程学院计算机系专业：计算机科学与技术班级：计科1103班

组长：

小组成员：

指导教师：

2014 年12 月19 日

目录

1 概述 (3)

1.1源、目标语言简介 (3)

1.2实现平台与运行平台简介 (3)

1.3其它 (4)

2简单词法分析器的设计与实现 (4)

2.1 基础理论说明 (4)

2.2 需求分析 (4)

2.3 概要设计 (5)

2.4 详细设计 (5)

2.5 测试数据与结果 (7)

2.6 心得体会 (7)

3 简单语法分析器设计与实现 (8)

3.1 基础理论说明 (8)

3.2 需求分析 (8)

3.3 概要设计 (8)

3.4 详细设计 (8)

3.5 测试数据与结果 (9)

3.6 心得体会 (10)

4 中间代码产生器的设计与实现 (10)

4.1 基础理论说明 (10)

4.2 需求分析 (10)

4.3 概要设计 (10)

4.4 详细设计 (11)

4.5 测试数据与结果 (12)

4.6 心得体会 (12)

附录： (14)

附录A：主要源程序与系统截图 (14)

附录B：任务分配表及个人完成的程序模块 (33)

附录C：小组讨论与研发记录 (34)

编译程序的工作过程一般可以分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码产生、优化、目标代码生成。每一个阶段在功能上是相对独立的，它一方面从上一个阶段获取分析的结果来进行分析，另一方面由将结果传递给下一个阶段。由编译程序的五个阶段就对应了编译系统的结构。

其中词法分析器利用超前搜索、状态转换等方法，将源程序转化成为一个一个的单词符号二元式。一般程序语言的单词符号包括关键字、运算符、常数、标识符和界符。语法分析器将这些单词符号作为输入，对它进行语法分析。语法分析分为两种方法：自上而下分析法和自下而上分析法。针对不同程序语言的语法规则可以采取不同的分析方法，当然两种方法也可以同时使用。语法分析器把语法单元作为输入供语义分析器使用。一般的语义分析器主要采用的是语法制导方法，即在语法分析的同时进行语法分析，并产生一定的语义动作，来生成中间代码。上面三个过程可以与硬件无关，而接下来的优化器和目标代码生成器是针对某一种处理器而言的。代码优化是将语义分析生成的中间代码进行优化，产生执行效率更高的代码。目标代码生成器最终生成可以在某种机器上运行的机器语言或者汇编语言。在整个编译过程中还包括对表格的操作和对错误的处理，这些也都是非常重要的环节。

1.1源、目标语言简介

使用C语言做简单语法分析器，C语言是一门高级计算机编程语言，设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言

1.2实现平台与运行平台简介

在win32环境下进行编译，Win32是指Microsoft Windows操作系统的32位环境，是目前使用最多的操作系统。

实验环境：需要TC、VC++ 6.0等开发工具作为本次试验的环境。

通过实现一个可以把类似c语言的源代码转变为中间代码的编译器，更好地理解编译的过程，锻炼我们组的编程能力。

2简单词法分析器的设计与实现

2.1 基础理论说明

词法分析负责对源程序的字符串进行扫描和分解，根据构词法将字符流(Character Stream)转化成单词流(Token Stream)。

2.2 需求分析

词法分析器产生下述小语言的单词序列

这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内部值[1]如下表：

2.3 概要设计

首先，所有的关键字（如IF﹑WHILE等）都是“保留字”。所谓的保留字的意思是，用户不得使用它们作为自己定义的标示符。例如，下面的写法是绝对禁止的：

IF（5）=x

其次，由于把关键字作为保留字，故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。也就是说，对于关键字不专设对应的转换图。但把它们（及其种别编码）预先安排在一张表格中（此表叫作保留字表）。当转换图识别出一个标识符时，就去查对这张表，确定它是否为一个关键字。

再次，如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔，则必须至少用一个空白符作间隔（此时，空白符不再是完全没有意义的了）。例如，一个条件语句应写为 IF i>0 i= 1;

而绝对不要写成

IFi>0 i=1;

因为对于后者，我们的分析器将无条件地将IFI看成一个标识符。

2.4 详细设计

状态转换图[2]

词法分析器的流程图[3]

2.5 测试数据与结果

2.6 心得体会

设计该词法分析器的过程中虽然没有实际将所有的状态转移表建立出来，但是所用的思想是根据状态转移表实现对单词的识别。首先构造一个保留字表,然后,每输入一个字符就检测应该进入什么状态,并将该字符连接到d串后继续输入,如此循环,最后根据所在的接受状态以及保留字表识别单词

3 简单语法分析器设计与实现

3.1 基础理论说明

在计算机科学和语言学中，语法分析（英：Syntacticanalysis，也叫Parsing）是根据某种给定的形式文法对由单词序列（如英语单词序列）构成的输入文本进行分析并确定其语法结构的一种过程。

语法分析器（Parser）通常是作为编译器或解释器的组件出现的，它的作用是进行语法检查、并构建由输入的单词组成的数据结构（一般是语法分析树、抽象语法树等层次化的数据结构）。语法分析器通常使用一个独立的词法分析器从输入字符流中分离出一个个的“单词”，并将单词流作为其输入。实际开发中，语法分析器可以手工编写，也可以使用工具（半）自动生成。

3.2 需求分析

语法分析是编译过程的核心部分。它的任务是在词法分析识别出单词符号串的基础上，分析并判定程序的语法结构是否符合语法规则。语法分析器的工作本质上是按文法的产生式，识别输入串是否是一个句子。自上而下分析法的主旨是，对任何输入串，试图用一切可能的方法，从文法开始符号出发，自上而下地为输入串建立一棵语法树。这种方法本质上是一种试探过程，是反复使用不同产生式谋求匹配输入串的过程。

3.3 概要设计

语法分析器能识别由加+ 减- 乘* 除/ 乘方^ 括号（）操作数所组成的算术表达式，其文法如下：

E→E+T|E-T|T

T→T*F|T/F|F

F→P^F|P

p→(E)|i

使用的算法可以是：预测分析法；递归下降分析法；算符优先分析法；LR分析法等

3.4 详细设计

语法分析器主程序图[4]