编译原理课程设计实验报告-(川大张兵)

编译原理课程设计实验报告-(川大张兵)编译原理课程设计报告课题名称： C-词法扫描器及语法分析器实现提交文档学生姓名：刘佳玉提交文档学生学号： 2012141461134 同组成员名单：无指导教师姓名：张兵指导教师评阅成绩：指导教师评阅意见：..提交报告时间： 2015 年 6 月 10 日1、课程设计目标学生在学习《编译原理》课程过程中，结合各章节的构造编译程序的基本理论，要求用C或C++语言描述及上机调试，实现一个C-Minus 小编译程序（包括词法分析，语法分析等重要子程序），使学生将理论与实际应用结合起来，受到软件设计等开发过程的全面训练，从而提高学生软件开发的能力。

要求：实现scanner和parser功能2、分析与设计2.1程序结构语法分析采用递归下降方法的程序结构：本程序采用面向对象的思想编写，使用C语言实现，程序分为两部分：词法分析（scan）和语法分析（parse），分别将两个处理阶段写在两个函数中，分别是scan()和parse()，两个函数分别完成词法分析和语法分析的任务。

scan()函数主要的工作是检查注释是否合法、词法分析获取token。

parse()函数的主要工作是根据scan()词法分析之后的token进行语法分析，生成语法树，最后并输出语法树。

2.2程序流程递归下降方法的程序流程图2.3词法分析2.3.1代码结构分析词法分析阶段的代码写在一个函数中——scan()。

main函数读取程序数据，将其存储在一个二维数组中，调用函数zhushierror()，确定程序是否存在注释错误，注释的错误主要是注释的符号不匹配。

如果不存在注释错误，则调用scan()函数进行词法分析，否则报错。

词法分析是对输入的数据一个字符一个字符的分析，将所分析出来的token存储在一个vector数组中，方便后面语法分析时调用。

词法分析没有什么错误限制，基本不会报错。

所以在分析的同时，就会将所分析出的token输出2.3.2token定义和类型token结构体定义如下：struct token//token结构体{Tokentype tokentype;//token类型char tokenstring[1100];//token串int lineno;//token行号};token类型：//定义的T oken的类型(29种)，分别对应于else、if、int、return、void、while、//+、-、*、/、<、<=、>、>=、==、/////!=、=、;、,、(、)、[、]、{、}、num、id、错误、结束typedef enum{elsee=1,iff,intt,returnn,voidd,whilee,xiaoyudengyu,day udengyu,dengyudengyu,budengyu,//10jia,jian,cheng,chu,dayu,xiaoyu,dengyu,fenhao,douhao, zuokuohao,youkuohao,zuozhongkuohao,//22youzhongkuohao,zuohuakuohao,youhuakuohao,num, id,error,end//29}Tokentype;2.3.3DNF分析词法分析的DFA描述：词法分析的DFA如下所示，一共分为5个状态：START、INNUM、INID、INDBSYM、DONE。

状态START 表示开始状态，状态INNUM表示数字类型（NUM）Token的状态，状态INID表示字符串类型Token 的状态（如关键字和一般的标示符），状态INDBSYM 表示双目运算符型Token的状态（如<=、>=、!=、==），状态DONE表示接收状态。

2.4语法分析2.4.1代码结构分析语法分析阶段的代码中，每一条文法都有相对应的函数，通过函数之间的递归调用来达到语法分析的目的。

语法分析的过程主要是：在语法分析之前进行词法分析，然后通过递归向下分析法根据C-语言的文法进行语法分析，并生成语法树，最后打印语法树。

下面是语法分析所用到的全局变量和函数的声明：token currenttoken;//当前tokentoken lasttoken;//上一个tokenint tokenxb=0;//token下标int blank=0;//先行空格void gettoken();//得到tokenvoid parseerror();//输出错误void match(Tokentype tt);//匹配treenode * compound_stmt();//函数声明void printspace(int n);//打印空格void printtree(treenode * t);//打印语法分析树treenode * newnode(Nodekind kind);//创建新节点treenode * args();treenode * call(treenode * k);//函数调用treenode * factor(treenode * k);treenode * term(treenode * k);treenode * additive_expression(treenode * k);//加成的表达式treenode * simple_expression(treenode * k);//简单表达式treenode * varr();treenode * expression();treenode * expression_stmt();//表达式声明treenode * return_stmt();//返回式声明treenode * iteration_stmt();//while 声明treenode * selection_stmt();//if声明treenode * statement();//复合语句后者种类treenode * statement_list();//复合语句体后者treenode * local_declaration();//复合语句体前者treenode * param(treenode * k);//函参treenode * param_list(treenode * k);//函参列表treenode * compound_stmt();//函数内容，复合语句treenode * params();//函数参数treenode * declaration();//函数声明treenode * declaration_list();//多个函数列表treenode * parse();//语法分析2.4.2节点定义和类型节点定义：struct treenode//树节点结构体{treenode * child;//子节点treenode * brother;//兄弟节点int lineno;//所在行Nodekind nodekind;//节点类型char nodestring[1100];//节点类型所代表的字符串，用于语法树打印};节点类型：//19种节点类型，分别表示int、id、void、数值、变量声明、数组声明、函数声明、//函数声明参数列表、函数声明参数、复合语句体、if、while、return、赋值、运算、//数组元素、函数调用、函数调用参数列表、未知节点typedef enum{ints,ids,voids,nums,var,shuzu,hanshu,hancanlist,hancan,fuheyuju,ifs,whiles,returns,fuzhi,yunsuan,shuzuyuansu,hanshudiaoyong,hanshud iaoyongcanlist,unknown}Nodekind;//节点种类2.4.3递归下降语法分析2.4.3.1C-语法program→declaration-listdeclaration_list → declaration{ declaration }declaration→var-declaration|fun-declarationvar_declaration →type-specifier ID; | type-specifier ID [NUM];type - specifier → int | voidfun-declatation→type-specifier ID (params) | compound-stmtparams→param_list | voidparam_list→param{, param}param→ type-specifier ID{[ ]}compound-stmt→{ local-declaration statement-list}local-declarations → empty {var- declaration}statement-list→{statement}statement→expression-stmt | compound-stmt | selection-stmt | iteration-stmt | return-stmt expression-stmt→ [expression];selection-stmt→if (expression) statement [else statement]iteration-stmt→while (expression)statementreturn-stmt→r eturn [expression];expression→ var = expression | simple-expressionrelop → < = | < | > | > = | = = | ! =var→ID | ID [expression]simple-expression－>additive-expression{ relop additive-expression }additive-expression→term{addop term }addop → + | -term→factor{mulop factor }mulop →* | /factor→(expression) | var | call | NUMcall→ID( args )args→arg-list | emptyarg-list→ expression{, expression}2.4.3.2递归下降语法分析过程以下表格列出了根据上文中的C-文法使用递归向下分析方法分析程序的过程，在代码部分只列出了函数名，具体函数见源代码。