编译原理实验报告5-语法分析程序的设计(2)

实验5 语法分析程序的设计（2）

一、实验目的

通过设计、编制、调试一个典型的语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，进一步掌握常用的语法分析中算法优先分析方法。

二、实验内容

设计一个文法的算法优先分析程序，判断特定表达式的正确性。

三、实验要求

1、给出文法如下：

G[E]

E->T|E+T;

T->F|T*F;

F->i|(E);

可以构造算符优先表如下：

+ * ( ) i

+

*

(

)

i

2、计算机中表示上述优先关系，优先关系的机内存放方式有两种1）直接存放，2）为

优先关系建立优先函数，这里由学生自己选择一种方式；

1、给出算符优先分析算法如下：

k:=1; S[k]:=‘#’;

REPEAT

把下一个输入符号读进a中；

IF S[k]∈V T THEN j:=k ELSE j:=k-1;

WHILE S[j] a DO

BEGIN

REPEAT

Q:=S[j];

IF S[j-1]∈V T THEN j:=j-1 ELSE j:=j-2

UNTIL S[j] Q

把S[j+1]…S[k]归约为某个N；

k:=j+1;

S[k]:=N;

END OF WHILE;

IF S[j] a OR S[j] a THEN

BEGIN

k:=k+1;S[k]:=a

END

ELSE ERROR

UNTIL a=‘#’

1、根据给出算法，利用适当的数据结构实现算符优先分析程序；

2、利用算符优先分析程序完成下列功能：

1）手工将测试的表达式写入文本文件，每个表达式写一行，用“；”表示结束；

2）读入文本文件中的表达式；

3）调用实验2中的词法分析程序搜索单词；

4）把单词送入算法优先分析程序，判断表达式是否正确（是否是给出文法的语言），若错误，应给出错误信息；

5）完成上述功能，有余力的同学可以对正确的表达式计算出结果。

四、实验环境

PC微机

DOS操作系统或Windows 操作系统

Turbo C 程序集成环境或Visual C++ 程序集成环境

五、实验步骤

1、分析文法中终结符号的优先关系；

2、存放优先关系或构造优先函数；

3、利用算符优先分析的算法编写分析程序；

4、写测试程序，包括表达式的读入和结果的输出；

5、程序运行效果，测试数据可以参考下列给出的数据。

六、测试数据

输入数据：

编辑一个文本文文件expression.txt，在文件中输入如下内容：

10;

1+2;

(1+2)*3+(5+6*7);

((1+2)*3+4;

1+2+3+(*4+5);

(a+b)*(c+d);

((ab3+de4)**5)+1;

正确结果：

（1）10;

输出：正确

（2）1+2;

输出：正确

（3）(1+2)*3+(5+6*7);

输出：正确

（4）((1+2)*3+4

输出：错误

（5）1+2+3+(*4+5)

输出：错误

（6）(a+b)*(c+d)

输出：正确

（7）((ab3+de4)**5)+1

输出：错误

七、实验报告要求

实验报告应包括以下几个部分：

1、给定文法优先关系和存放方式；

+ * ( ) i #

+

*

( e1

) e2 e2

i e2 e2

e4

# e3

引入“#”，将句型包含起来并填入出错标记。使用二维数组将其存放。

2、算符优先分析程序的算法和结构；

程序从文本文件中逐行读取表达式，每行以“；”做标记。调用词法分析程序将这行数据分析出由一个个的单词组成的表达式，再逐个分析单词。另外，由于文法中没写入关于标识符和常数的产生式，所以在对单词符号进行语法分析时，会将标识符和常数自动规约为“i”。

数据结构：

优先关系表R：二维数组，存储了终结符+、*、（、）、i、#的优先关系。

符号W：结构体，有四个成员，包括：

ch：char类型，非终结符与终结符的字符标记；

po：int类型，只对终结符有效，与在R中的位置有关，有词法分析器提供；对于非终结符，其po无效；

val：string类型，综合属性；对终结符i，其值由词法分析器提供；对非终结符，其值由规约时对应的产生式的规则计算得到；对界符或运算符，val无效；

type：int类型，标记属性值类型，0为标识符，不可计算；1为可计算的数值；由词法分析器提供；

注意：程序内部数值的计算和标记一律使用十进制，文本中的表达式必须为十进制整数，即如果在文本中使用八进制或十六进制，词法分析器分析后不会添加至缓冲区，在表达式语法正确且其中不含标志符时，计算得到的结果一律使用十进制。

例：对于文本中十进制数字10，其对应的初始结构体成员的值ch=’i’，po=5，val=”10”，type=1。

符号栈S：符号结构体的一维数组。

算法：

说明：

G[E]

E->T|E+T;

T->F|T*F;

F->i|(E);

算符优先文法并未对非终结符定义优先关系，无法对单非产生式进行规约，所以实际上在规约时，上面的E->T，T->F基本没有使用，而且规约时并不严格按照产生式的右部规约，只要待规约项符合句型#N1a1N2a2…NnanNn+1#（每个ai都是终结符，Ni是可有可无的非终结符），

并且相对产生式，在相同位置有相同的非终结符即可规约，这样算符优先文法规约很快，但有些语法错误将无法识别，在本实验中，只要在要规约的地方准确的判断可规约的项，即符合句型，在不严格要求非终结符相同而终结符位置符号相同时，存在可匹配文法的产生式，即可规约，例如：F * F 可以匹配T*F继而规约为T。

定义用W[ch]表示字符名为ch的符号；实际程序中关于终结符优先关系的比较是利用R获取优先关系标志的，算法中为了可读性，直接将结构体进行比较了。

从文本文件读入一行数据，反复调用scanP()得到符号集合，用符号结构体数组E存储；

k = 1; i = 0; S[k] = W[#];

Do {

A = E[i++];

if（S[k] 是终结符）

j = k;

else

j = k – 1;

while(S[j] > A) {

Do {

Q = S[j];