毕业设计论文—cminus词法分析和语法分析设计编译器编译原理设计Word格式.docx
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<
= >
>
= == !
= = ;
, ( ) [ ] { }
/* */
3其他标记是ID和NUM,通过下列正则表达式定义:
ID=letterletter*NUM=digitdigit*letter=a|..|z|A|..|Zdigit=0|..|9
大写和小写字母是有区别的
4空格由空白、换行符和制表符组成。
空格通常被忽略,除了它必须分开
ID、NUM关键字。
5注释用通常的C语言符号/*...*/围起来。
注释可以放在任何空白出现
的位置(即注释不能放在标记内)上,且可以超过一行。
注释不能嵌套
scanner的DFA
+-*<
=>
===!
=;
()[]{}
INASSIGN
Whitespace
\t
\n
>
<
=,!
digit
=
NUM
[other]
START
letter
DONE
/ INID
SLAH
*
INCOMMENT
RETURN_INCO
ENDCOMMENT / MMENT
说明:
当输入的字符使DFA到达接受状态的时候,则可以确定一个单词了。
初始状态设置为START,当需要得到下一个token时,取得次token的第一个字符,并且按照
DFA与对此字符的类型分析,转换状态。
重复此步骤,直到DONE为止,输出token类型。
当字符为“/”时,状态转换为SLAH再判断下一个字符,如果为“*”则继续转到INCOMMENT,最后以“*”时转到ENDCOMMENT状态,表明是注释,如果其他的则是字符停滞于当前字符,并且输出“/”。
2.1.2程序流程图
源文件
读取源文件一
行输出
读取一个字符
否
是否到达终态
是
赋值token
输出token
2.1.3各文件或函数的设计说明
扫描程序用到:
scanner.h,scanner.cpp
Ø
scanner.h:
声明词法状态,词法分析
//DFA中的状态
typedefenum
{
START=1,INNUM,INID,INDBSYM,DONE
}DFAState;
//定义的Token的类型(31种),分别对应于
else、if、int、return、void、while、+、-
、*、/、<
、<
=、>
、>
=、==、!
=、=、;
、,、(、)、[、]、{、}、
/*、*/、num、id、错误、结束typedefenum
ELSE=1,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LEQ,GT,GEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPAREN,RPAREN,LMBRACKET,RMBRACKET,LBBRACKET,RBBRACKET,LCOMMENT,RCOMMENT,NUM,ID,ERROR,ENDFILE
}TokenType;
//定义的Token结构体,包括类型、对应的串、所在代码的行号
structToken
TokenTypetokenType;
stringtokenString;
intlineNo;
};
//每种TokenType对应的串,如tokenTypeString[ELSE]=="
ELSE"
const string tokenTypeString[32] = {"
OTHER"
"
IF"
"
INT"
"
RETURN"
VOID"
WHILE"
PLUS"
MINUS"
TIMES"
OVER"
LT"
"
LEQ"
GT"
GEQ"
EQ"
NEQ"
ASSIGN"
SEMI"
COMMA"
LPAREN"
RPAREN"
LMBRACKET"
RMBRACKET"
LBBRACKET"
RBBRACKET"
LCOMMENT"
RCOMMENT"
NUM"
ID"
ERROR"
ENDFILE"
classScanner:
定义scanner.cpp中函数
scanner.cpp文件函数说明
voidScanner:
:
scan():
设置输出结果界面以及设置各种输出状态。
if(scanSuccess==false)
cout<
<
词法分析出错!
endl;
else
词法分析成功了!
printToken();
/*输出Token到文件Token.txt中*/
//正在删除注释
deleteComments()
TokenTypeScanner:
returnTokenType(strings)//返回Token的类型
DFAStateScanner:
charType(charc)//返回字符的类型typedefenum
{ENDFILE,ERROR,IF,ELSE,INT,RETURN,VOID,WHILE, //关键字ID,NUM,
ASSIGN,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,EQ,UEQ,LT,LPAREN,RPAREN,SEMI,BT,LQ,BQ,
DOU,LZGH,RZGH,LDGH,RDGH,//特殊字符:
=+-*/==!
=<
等
} TokenType;
2.1.4测试程序说明
根据附录A后面的例子,程序输入两个整数,计算并打印出它们的最大公因子,保存为a.txt。
/*AprogramtoperformEucild'
sAlgorithmtocomputegcd.*/
int gcd(intu,intv)
if(v==0)
returnu;
elsereturn
gcd(v,u-u/v*v);
/*u-u/v*v==umodv*/
}
voidmain(void)
intx;
inty;
x=input();
y=input();
output(gcd(x,y));
2.2、语法分析parse部分
2.2.1系统设计思想
parser用递归下降分析方法实现,通过调用词法分析函数
getToken实现语法分析。
根据C-语言的规则,得出BNF语法如下:
1.program->
declaration-list
2.declaration-list->
declaration-listdeclaration|declaration3.declaration->
var-declaration|fun-declaration
4.var-declaration->
type-specifierID;
|type-specfierID[NUM]5.type-specifier->
int|void
6.fun-specifierID(parans)compound-stmt7.params->
params-list|void
8.param-list->
param-list,param|param
9.param->
type-specifierID|type-specifierID[]pound-stmt->
{local-declarationsstatement-list}
11.local-declarations->
local-declarationsvar-declaration|empty12.statement-list->
statement-liststatement|empty
13.statement->
expression-stmt|compound-stmt|selection-stmt|iteration-stmt|return-stmt
14.expression-stmt->
expression;
|;
15.selection-stmt->
if(expression)statement|if(expression)statementelsestatement
16.iteration-stmt->
while(expression)statement17.return-stmt->
return;
|returnexpression;
18.expression->
var=expression|simple-expression19.var->
ID|ID[expression]
20.simple-expression->
additive-expression relop additive-expression|additive-expression
21.relop->
=|<
|>
=|==|!
22.additive-expression->
additive-expressionaddopterm|term23.addop->
+|-
24.term->
termmulopfactor|factor25.mulop->
*|/
26.factor->
(expression)|var|call|NUM27.call->
ID(args)
28.args->
arg-list|empty
29.arg-list->
arg-list,expression|expression
2.1.2语法分析程序流程图
符号表文件
获取终结符和
非终结符
构造文法分析
表
分析句型句子
输出结果
语法分析程序包括:
parser.cpp,parser.h
parser.cpp:
Parser:
Parser()//界面设计
Token Parser :
getToken()//获取scanner中保存在TokenList数组中的
Token,并且每次获取完之后数组下标指向下一个voidParser:
syntaxError(strings)//出错处理voidParser:
match(TokenTypeex)//匹配出错
TreeNode*Parser:
declaration(void)//类型匹配错误
TreeNode * Parser :
param_list(TreeNode * k)//k可能是已经被取出来的
VoidK,但又不是(void)类型的参数列表,所以一直传到param中去,作为其一个子节点
parse.h:
对parse.c的函数声明
//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
typedefenum{IntK,IdK,VoidK,ConstK,Var_DeclK,Arry_DeclK,FunK,ParamsK,ParamK,CompK,Selection_StmtK,Iteration_StmtK,Return_StmtK,AssignK,OpK,Arry_ElemK,CallK,ArgsK,UnkownK}Nodekind;
typedefenum{Void,Integer}ExpType;
ofstreamfout_Tree("
tokenTree.txt"
);
//输出语法树到文件
//treeNode定义 包括子节点、兄弟节点、所处行号、节点类型、属性、表达式返回类型
typedefstructtreeNode
TreeNode*newNode(Nodekindk);
//根据节点类型新建节点TreeNode*declaration_list(void);
TreeNode*declaration(void);
TreeNode*params(void);
TreeNode*param_list(TreeNode*k);
TreeNode*param(TreeNode*k);
TreeNode*compound_stmt(void);
TreeNode*local_declaration(void);
TreeNode*statement_list(void);
TreeNode*statement(void);
TreeNode*expression_stmt(void);
TreeNode*selection_stmt(void);
TreeNode*iteration_stmt(void);
TreeNode*return_stmt(void);
TreeNode*expression(void);
TreeNode*var(void);
TreeNode*simple_expression(TreeNode*k);
TreeNode*additive_expression(TreeNode*k);
TreeNode*term(TreeNode*k);
TreeNode*factor(TreeNode*k);
TreeNode*call(TreeNode*k);
TreeNode*args(void);
根据附录A后面的例子,程序输入两个整数,计算并打印出它们的最大公因子,
保存为a.txt。
3.程序代码实现
按文件列出主要程序代码,添加必要的注释.
Scanner.cpp:
#include<
cstdlib>
iostream>
fstream>
string>
#include"
scanner.h"
#include<
vector>
usingnamespacestd;
/*
Name:
词法分析器
Copyright:
Author:
XXX
Date:
19-05-1412:
00
Description:
提取出token
*/
Scanner:
Scanner()
scanSuccess=true;
charIndex=0;
str="
;
commentFlag=true;
sourseString="
lineCount=0;
scan()
开始词法分析..."
booldoubleSym=false;
getSourseStringFromFile("
sourseFile.txt"
intstate=START;
lineCount=0;
charch;
while(state<
6)
ch=getNextChar();
if('
\0'
==ch)
Tokent;
t.lineNo=lineCount;
t.tokenString="
t.tokenType=ENDFILE;
tokenList.push_back(t);
break;
if(START==state)//初始状态和空格
state=charType(ch);
if(state!
=START)
str+=ch;
elseif(INNUM==state)//digit
=INNUM)
state=DONE;
else
elseif(INID==state)//letter
=INID)
elseif(INDBSYM==state)//除了<
=!
之外的各种符号
if('
='
str+=ch;
doubleSym=true;
doubleSym=false;
if(DONE==state)//接收状态
inttp=0;
\n'
tp=1;
Tokent;
t.lineNo=lineCount-tp;
t.tokenString=str;
t.tokenType=returnTokenType(str);
if(ERROR==t.tokenType)
scanSuccess=false;
intlastState=charType(str[str.length()-1]);
if(lastState==INNUM || lastState==INID || (lastState==INDBSYM &
&
doubleSym==false))
backToLastChar();
str="
state=START;
if(doubleSym==true)
//输出Token到文件Token.txt中
TokenScanner:
getTokenAt(inttokenIndex)
Tokentoken;
token.lineNo=lineCount;
token.tokenString="
token.tokenType=ENDFILE;
if(tokenIndex<
tokenList.size())
token=tokenList.at(tokenIndex++);
returntoken;
getSourseStringFromFile(stringpath)
ifstreamfin(path.c_str());
stringtemp;
sourseString="
while(getline(fin,temp))
sourseString+=temp;
sourseString+='
fin.close();
正在删除注释..."
ofstreamfout_Sourse("
intstate=1;
charch;
==ch)//文件结束break;
if(1==state)
/'
state=2;
state=1;
fout_Sourse<
ch;
elseif(2==state)
*'
state=3;
commentFlag=false;
/"
elseif(3==state)
state=4;
state=3;
elseif(4==state)
elseif('
state=5;
if(5==state)//结束状态,处理
commentFlag=true;
state=1;
if(!
commentFlag)
cout<
注释错误,没有结束符!
scanSuccess=false;
注释已经成功删除!
TokenTypet;
if(s=="
else"
)
t=ELSE;
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