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編譯原理實驗報告
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PL0語言功能簡單、結(jié)構(gòu)清晰、可讀性強，而又具備了一般高級程序設(shè)計語言的必須部分，因而PL0語言的編譯程序能充分體現(xiàn)一個高級語言編譯程序?qū)崿F(xiàn)的基本方法和技術(shù)。PL/0語言文法的EBNF表示如下：
<程序>::=<分程序>.
<分程序> ::=[<常量說明>][<變量說明>][<過程說明>]<語句>
<常量說明> ::=CONST<常量定義>{，<常量定義>};
<常量定義> ::=<標(biāo)識符>=<無符號整數(shù)>
<無符號整數(shù)> ::= <數(shù)字>{<數(shù)字>}
<變量說明> ::=VAR <標(biāo)識符>{, <標(biāo)識符>};
<標(biāo)識符> ::=<字母>{<字母>|<數(shù)字>}
<過程說明> ::=<過程首部><分程序>{; <過程說明> };
<過程首部> ::=PROCEDURE <標(biāo)識符>;
<語句> ::=<賦值語句>|<條件語句>|<當(dāng)循環(huán)語句>|<過程調(diào)用語句>
|<復(fù)合語句>|<讀語句><寫語句>|<空>
<賦值語句> ::=<標(biāo)識符>:=<表達式>
<復(fù)合語句> ::=BEGIN <語句> {;<語句> }END
<條件語句> ::= <表達式> <關(guān)系運算符> <表達式> |ODD<表達式>
<表達式> ::= [+|-]<項>{<加法運算符> <項>}
<項> ::= <因子>{<乘法運算符> <因子>}
<因子> ::= <標(biāo)識符>|<無符號整數(shù)>| ‘(’<表達式>‘)’
<加法運算符> ::= +|-
<乘法運算符> ::= *|/
<關(guān)系運算符> ::= =|#|<|<=|>|>=
<條件語句> ::= IF <條件> THEN <語句>
<過程調(diào)用語句> ::= CALL 標(biāo)識符
<當(dāng)循環(huán)語句> ::= WHILE <條件> DO <語句>
<讀語句> ::= READ‘(’<標(biāo)識符>{,<標(biāo)識符>}‘)’
<寫語句> ::= WRITE‘(’<表達式>{,<表達式>}‘)’
<字母> ::= a|b|…|X|Y|Z
<數(shù)字> ::= 0|1|…|8|9
【預(yù)處理】
對于一個pl0文法首先應(yīng)該進行一定的預(yù)處理，提取左公因式，消除左遞歸（直接或間接），接著就可以根據(jù)所得的文法進行編寫代碼。
【實驗一】詞法分析
【實驗?zāi)康摹拷o出PL/0文法規(guī)范，要求編寫PL/0語言的詞法分析程序。
【實驗內(nèi)容】已給PL/0語言文法，輸出單詞（關(guān)鍵字、專用符號以及其它標(biāo)記）。
【實驗要求】
1. 確定編譯中使用的表格、標(biāo)識符與關(guān)鍵字的區(qū)分方法等。
2. 把詞法分析器設(shè)計成一個獨立一遍的過程。
3. 詞法分析器的輸出形式采用二元式序列，例如：
(ident, a)
(plus, + )
(number, 15)
(times, * )
(ident, b )
【輸入輸出】
輸入：
PL/0源程序。例: a+15*b
輸出：
(ident, a)
(plus, + )
(number, 15)
(times, * )
(ident, b )
【實驗結(jié)果】
實驗結(jié)果與實驗要求相同，沒有異議，對輸入字符采取一個一個讀入，到達句柄時，則采取LL(1)文法進行規(guī)約。
實驗結(jié)果如下：
實驗結(jié)果用文本來進行輸入輸出，所以在工程目錄下還會有一個文本輸入，輸出文件。分別為in.txt out.txt
【實驗體會】
在編寫這段代碼的過程中，比較麻煩得還是之前的語法預(yù)處理階段，將不滿足ll(1)文法的語法轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的ll(1)文法。程序在處理詞法分析的過程就是不斷通過getsym()這個函數(shù)來條用getch()，不斷形成一個一個的詞匯，供下面語法分析時使用。記錄詞匯類型的sym是一個枚舉類型。使用起來會方便許多，比較系統(tǒng)。其中還用到了文本輸入輸出的技巧，把讀出的詞匯保存起來。詞法分析還是比較簡單，在編寫代碼的時候沒有太大的阻礙。
通過此次實驗，讓我了解到如何設(shè)計、編制并調(diào)試詞法分析程序，加深對詞法分析原理的理解；熟悉了構(gòu)造詞法分析程序的手工方式的相關(guān)原理，使用某種高級語言（例如C++語言）直接編寫此法分析程序。另外，也讓我重新熟悉了C++語言的相關(guān)內(nèi)容，加深了對C++語言的用途的理解。
【實驗二】語法分析
【實驗?zāi)康摹拷o出PL/0文法規(guī)范，要求編寫PL/0語言的語法分析程序。
【實驗內(nèi)容】已給PL/0語言文法，構(gòu)造表達式部分的語法分析器。
【實驗要求】
1. 將實驗一“詞法分析”的輸出結(jié)果，作為表達式語法分析器的輸入，進行語法解析，對于語法正確的表達式，報告“語法正確”；對于語法錯誤的表達式，報告“語法錯誤”， 指出錯誤原因。
2. 把語法分析器設(shè)計成一個獨立一遍的過程。
3. 語法分析器的編寫方法采用遞歸子程序法。
【輸入輸出】
輸入：
PL/0表達式，用實驗一的輸出形式作為輸入。例如: 對于PL/0表達式，a+15*b用下列形式作為輸入：
(ident, a)
(plus, + )
(number, 15)
(times, * )
(ident, b )
輸出：
對于語法正確的表達式，報告“語法正確”；
對于語法錯誤的表達式，報告“語法錯誤”， 指出錯誤原因。
【實驗結(jié)果】
實驗結(jié)果與實驗要求相同，沒有異議，對輸入字符采取一個一個讀入，對輸入的一個語句進行判斷，判斷語法的正誤，采用對算法的判斷，若全為數(shù)字則進行最后的計算
【實驗體會】
通過語法分析可以判斷當(dāng)前輸入語句是否正確，實驗通過對數(shù)學(xué)式的處理來進行對語句的判斷是否正確，若正確則只要輸入“語句正確”即可，若語句錯誤則需要根據(jù)錯誤的原因輸出錯誤的理由，以方便編譯員修改自己的代碼。實現(xiàn)方法是通過對文本文件的輸入，當(dāng)前數(shù)據(jù)與即將輸入的字符串進行匹配，若不符合LL（1）文法則判定為錯誤，若符合則繼續(xù)向下完成語法分析。
【源代碼】
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
ifstream fin("in.txt");
ofstream fout("out.txt");
enum symbol
{ //0 1 2 3 4 5 6 7
nul, ident, number, plus, minus, times, slash, oddsym,
eql, neq, lss, leq, gtr, geq, lparen, rparen,
comma, semicolon, period, becomes, beginsym, endsym, ifsym, thensym,
whilesym, writesym, readsym, dosym, callsym, constsym, varsym, procsym
};
#define symnum 32
char symwork[symnum][10];//單符號
#define norw 13 //key_word num
#define al 10 //maxstr
#define nmax 10//number long
char word[norw][al];//key word
char ch;//bufferchar getch()
enum symbol sym;
char id[al+1];// ident
char a[al+1];//temp
char ID[al+1];
int cc=0,ll=0,num;//當(dāng)前在行的位置cc，行字符的長度ll，num數(shù)字的值
int nn=0;
char line[81];
int flg=0;// 正數(shù)；
//char line[81];
enum symbol ssym[256];
enum symbol wsym[norw];
//int cc,ll;//ch[cc]
int err;
void init()
{
int i;
for(i=0;i<=255;i++)
ssym[i]=nul;//0
ssym[+]=plus;
ssym[-]=minus;
ssym[*]=times;
ssym[/]=slash;
ssym[(]=lparen;
ssym[)]=rparen;
ssym[=]=eql;
ssym[,]=comma;
ssym[.]=period;
ssym[#]=neq;//not equal
ssym[;]=semicolon;
strcpy(&symwork[plus][0],"plus");
strcpy(&symwork[minus][0],"minus");
strcpy(&symwork[times][0],"times");
strcpy(&symwork[slash][0],"slash");
strcpy(&symwork[lparen][0],"lparen");
strcpy(&symwork[rparen][0],"rparen");
strcpy(&symwork[eql][0],"eql");
strcpy(&symwork[comma][0],"comma");
strcpy(&symwork[neq][0],"neq");
strcpy(&symwork[period][0],"period");
strcpy(&symwork[semicolon][0],"semicolon");
strcpy(&word[0][0],"begin");//關(guān)鍵字小寫字母
strcpy(&word[1][0],"call");
strcpy(&word[2][0],"const");
strcpy(&word[3][0],"do");
strcpy(&word[4][0],"end");
strcpy(&word[5][0],"if");
strcpy(&word[6][0],"odd");
strcpy(&word[7][0],"procedure");
strcpy(&word[8][0],"read");
strcpy(&word[9][0],"then");
strcpy(&word[10][0],"var");
strcpy(&word[11][0],"while");
strcpy(&word[12][0],"write");
wsym[0]=beginsym;
wsym[1]=callsym;
wsym[2]=constsym;
wsym[3]=dosym;
wsym[4]=endsym;
wsym[5]=ifsym;
wsym[6]=oddsym;
wsym[7]=procsym;
wsym[8]=readsym;
wsym[9]=thensym;
wsym[10]=varsym;
wsym[11]=whilesym;
wsym[12]=writesym;
}
void WordAnalyse()
{
switch(sym)
{
case nul://fout <<"( "<<"nul"<<" , "<=a&&ch<=z)
{
k=0;
while(ch>=a&&ch<=z||ch>=0&&ch<=9) //名字或保留字以a.z 開頭
{
if(k=0)i=k+1;
}while(i<=j);
if(i-1>j)sym=wsym[k]; else sym=ident; /* 搜索失敗，則是名字或數(shù)字 */
}
else
{
if(ch>=0&&ch<=9)
{
k=0;
num=0;
sym=number;
do{
ID[k]=ch;
num=num*10+ch-0;
k++;
getchdo;
}while(ch>=0&&ch<=9);
if(flg==1) {
num=-num;
flg=0;
}
ID[k]=0;
k--;
if(k>nmax)
{
// error(30);
;
}
}
else
{
if(ch==:)
{
getchdo;
if(ch===)
{
sym=becomes;
strcpy(ID,":=");
getchdo;
}
else
{
sym=nul;
strcpy(ID,"NULL");
}
}
else
{
if(ch==>)
{
getchdo;
if(ch===)
{
sym=geq;
strcpy(ID,">=");
getchdo;
}
else
{
sym=gtr;
strcpy(ID,">");
}
}
else
{
if(ch==<)
{
getchdo;
if(ch===)
{
sym=leq;
strcpy(ID,"<=");
getchdo;
}
else
{
sym=lss;
strcpy(ID,"<");
}
}
else
{
sym=ssym[ch];
strcpy(ID,&ch);
//if(sym!=period)
{
getchdo;
}
}
}
}
}
}
return 1;
}
//語法分析部分 實驗2
int lp=0;
int rp=0;
#define getsymdo if(-1==getsym()) return -1
#define expressiondo() if(-1==expression()) return -1
#define termdo() if(-1==term()) return -1
#define factordo() if(-1==factor()) return -1
int expression();
//語法分析
int factor()
{
if(sym!=ident &&sym!=number&&sym!=lparen)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("error----Factor Needs Ident or Number or Lparen\n");
}
if ((sym == ident) || (sym == number) || (sym == lparen))
{
if (sym == ident)
{
WordAnalyse();
if(getsym()==-1)
{
return -1;
}
if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus&&sym!=rparen)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("變量后沒有跟上+-*\\ \n");
}
if(lp==0 && sym==rparen)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("沒有左括號匹配\n");
}
}
else if (sym == number)
{
WordAnalyse();
if(getsym()==-1)
{
return -1;
}
if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus&&sym!=rparen)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("數(shù)字后沒有跟上+-*\\ \n");
}
if(lp==0 && sym==rparen)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("沒有左括號匹配\n");
}
}
else if (sym == lparen)
{
WordAnalyse();
lp++;
if(getsym()==-1)
{
lp--;
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("error----Needs Rparen \n");
return -1;
}
expressiondo();
if (sym == rparen)
{
WordAnalyse();
lp--;
if(getsym()==-1)
{
return -1;
}
if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("括號后沒有跟上+-*\\ \n");
}
}
else
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("error----Needs Rparen \n");
}
}
}
return 0;
}
int term()
{
factordo();
if(sym!=times&&sym!=slash&&sym!=plus&&sym!=minus&&sym!=ident&&sym!=number&&sym!=lparen&&sym!=rparen)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("不能識別字符\n");
}
while ((sym == times) || (sym == slash))
{
WordAnalyse();
if(getsym()==-1)
{
err++;
if(err==1) printf("語法錯誤: \n");
printf("* \\ 后缺項\n");
return -1;
}
factordo();
}
return 0;
}
int expression()
{
if ((sym == plus) || (sym == minus))
{
//cout<
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