词法分析实验原理_编译原理实验报告范文分析

词法分析实验原理_编译原理实验报告范文分析

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、dowhile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、dowhile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。

.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。

.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，例如某:=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。

.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：

.数据类型：整型、布尔型、实型和字符类型。

.表达式：可进行算术、布尔表达式的运算。

.说明语句：常量说明(用cont定义)、变量说明(用var定义)。

.赋值语句。

.控制语句：if语句、while语句，repeat语句和for循环语句。

⑹.Begin…end复合语句。

.程序(program)语句和结束(end.)语句。

3.2词法分析程序的设计

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“某/”，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，列计数一1,输出“/”的种别码。

3.3语法分析程序设计

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cont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VS2022。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