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语义分析

实验目的】

通过上机实验，加深对语法制导翻译的理解，掌握将语法分析所识别的语法成分变换为中间代码的语义翻译方法。

【实验内容】

对给定的程序通过语义分析器能够判断语句串是否正确。正确则输出三地址指令形式的四元式代码，错误则抛出错误信息。

【设计思想】

（1）输入待分析的字符串。

语法如下：

a.关键字：begin,if,then,while,do,end.

b.运算符和界符：:= + - * / < <= > >= <> = ; ( ) #

c.其他单词是标识符(ID)和整形常数(NUM)：ID=letter(letter|digit)*，NUM=digitdigit*

d.空格由空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、NUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。

（2）扫描字符串，采用递归向下进行分析。

主要函数如下：

a.scaner()//词法分析函数，char token[8]用来存放构成单词符号的字符串;

b.parser()//语法分析，在语法分析的基础上插入相应的语义动作：将输入串翻译成四元式序列。只对表达式、赋值语句进行翻译。

c.emit(char *result,char *arg1,char *op,char *ag2)//该函数功能是生成一个三地址语句返回四元式表中。

d.char *newtemp()//该函数返回一个新的临时变量名，临时变量名产生的顺序为T1,T2,…。

【实验要求】

四元式表的结构如下：

struct {char result[8];

char ag1[8];

char op[8];

char ag2[8];

}quad[20];

（3）输出为三地址指令形式的四元式序列。

例如：语句串begin a:=2+3*4;x:=(a+b)/c;end#，

输出的三地址指令如下：

t1=3*4

t2=2+t1

a=t2

t3=a+b

t4=t3/c

x=t4

代码：

#include "stdio.h"
 
#include "string.h"
 
char prog[100], token[8], ch;
 
char *rwtab[6] = { "begin", "if", "then", "while", "do", "end" };
 
int syn, p, m, n, sum, q;
 
int kk;
 
struct {
 
char result1[8];
 
char ag11[8];
 
char op1[8];
 
char ag21[8];
 
} quad[20];
 
char *factor();
 
char *expression();
 
int yucu();
 
char *term();
 
int statement();
 
int lrparser();
 
char *newtemp();
 
scaner();
 
emit(char *result, char *ag1, char*op, char *ag2);
 
main()
 
{
 
int j;
 
q = p = kk = 0;
 
printf("
**************************************");
 
printf("
please input a string (end with'#'): ");
 
do
 
{
 
scanf_s("%c", &ch);
 
prog[p++] = ch;
 
} while (ch != '#');
 
p = 0;
 
scaner();
 
lrparser();
 
if (q>19)printf(" too longsentense!
");
 
else for (j = 0; j<q; j++)printf("   %s = %s%s %s 

", quad[j].result1, quad[j].ag11, quad[j].op1, quad[j].ag21);
 
getchar();
 
}
 
int lrparser()
 
{
 
int schain = 0;
 
kk = 0;
 
if (syn == 1)
 
{
 
scaner();
 
schain = yucu();
 
if (syn == 6)
 
{
 
scaner();
 
if ((syn == 0) && (kk == 0)) printf("Success!
");
 
}
 
else {
 
if (kk != 1)printf("short of 'end'!
");
 
kk = 1;
 
getchar();
 
exit(0);
 
}
 
}
 
else {
 
printf("short of 'begin' !
");
 
kk = 1;
 
getchar();
 
exit(0);
 
}
 
return (schain);
 
}
 
int yucu()
 
{
 
int schain = 0;
 
schain = statement();
 
while (syn == 26)
 
{
 
scaner();
 
schain = statement();
 
}
 
return (schain);
 
}
 
int statement()
 
{
 
char tt[8], eplace[8];
 
int schain = 0;
 
if (syn == 10)
 
{
 
strcpy_s(tt, 255, token);
 
scaner();
 
if (syn == 18)
 
{
 
scaner();
 
strcpy_s(eplace, 255, expression());
 
emit(tt, eplace, "", "");
 
schain = 0;
 
}
 
else {
 
printf("short of sign ':='!
");
 
kk = 1;
 
getchar();
 
exit(0);
 
}
 
return (schain);
 
}
 
}
 
char *expression()
 
{
 
char *tp, *ep2, *eplace, *tt;
 
tp = (char *)malloc(12);
 
ep2 = (char *)malloc(12);
 
eplace = (char *)malloc(12);
 
tt = (char *)malloc(12);
 
strcpy_s(eplace, 255, term());
 
while ((syn == 13) || (syn == 14))
 
{
 
if (syn == 13)strcpy_s(tt, 255, "+");
 
else strcpy_s(tt, 255, "-");
 
scaner();
 
strcpy_s(ep2, 255, term());
 
strcpy_s(tp, 255, newtemp());
 
emit(tp, eplace, tt, ep2);
 
strcpy_s(eplace, 255, tp);
 
}
 
return (eplace);
 
}
 
char *term()
 
{
 
char *tp, *ep2, *eplace, *tt;
 
tp = (char *)malloc(12);
 
ep2 = (char *)malloc(12);
 
eplace = (char *)malloc(12);
 
tt = (char *)malloc(12);
 
strcpy_s(eplace, 255, factor());
 
while ((syn == 15) || (syn == 16))
 
{
 
if (syn == 15)strcpy_s(tt, 255, "*");
 
else strcpy_s(tt, 255, "/");
 
scaner();
 
strcpy_s(ep2, 255, factor());
 
strcpy_s(tp, 255, newtemp());
 
emit(tp, eplace, tt, ep2);
 
strcpy_s(eplace, 255, tp);
 
}
 
return (eplace);
 
}
 
char *factor()
 
{
 
char *fplace;
 
fplace = (char *)malloc(12);
 
strcpy_s(fplace, 255, "");
 
if (syn == 10)
 
{
 
strcpy_s(fplace, 255, token);
 
scaner();
 
}
 
else if (syn == 11)
 
{
 
itoa(sum, fplace, 10);
 
scaner();
 
}
 
else if (syn == 27)
 
{
 
scaner();
 
fplace = expression();
 
if (syn == 28) scaner();
 
else {
 
printf("error on ')'!
");
 
kk = 1;
 
getchar();
 
exit(0);
 
}
 
}
 
else {
 
printf("error on '(' !
");
 
kk = 1;
 
getchar();
 
exit(0);
 
}
 
return (fplace);
 
}
 
char *newtemp()
 
{
 
char *p;
 
char m[8];
 
p = (char *)malloc(8);
 
kk++;
 
itoa(kk, m, 10);
 
strcpy_s(p + 1, 255, m);
 
p[0] = 't';
 
return(p);
 
}
 
scaner()
 
{
 
sum = 0;
 
for (m = 0; m<8; m++)token[m++] = NULL;
 
m = 0;
 
ch = prog[p++];
 
while (ch == ' ')ch = prog[p++];
 
if (((ch <= 'z') && (ch >= 'a')) || ((ch <= 'Z') && (ch >= 'A')))
 
{
 
while (((ch <= 'z') && (ch >= 'a')) || ((ch <= 'Z') && (ch >= 'A')) || ((ch >= '0') && (ch <= '9')))
 
{
 
token[m++] = ch;
 
ch = prog[p++];
 
}
 
p--;
 
syn = 10;
 
token[m++] = '';
 
for (n = 0; n<6; n++)
 
if (strcmp(token, rwtab[n]) == 0)
 
{
 
syn = n + 1;
 
break;
 
}
 
}
 
else if ((ch >= '0') && (ch <= '9'))
 
{
 
while ((ch >= '0') && (ch <= '9'))
 
{
 
sum = sum * 10 + ch - '0';
 
ch = prog[p++];
 
}
 
p--;
 
syn = 11;
 
}
 
else switch (ch)
 
{
 
case '<':m = 0;
 
ch = prog[p++];
 
if (ch == '>')
 
{
 
syn = 21;
 
}
 
else if (ch == '=')
 
{
 
syn = 22;
 
}
 
else
 
{
 
syn = 20;
 
p--;
 
}
 
break;
 
case '>':m = 0;
 
ch = prog[p++];
 
if (ch == '=')
 
{
 
syn = 24;
 
}
 
else
 
{
 
syn = 23;
 
p--;
 
}
 
break;
 
case ':':m = 0;
 
ch = prog[p++];
 
if (ch == '=')
 
{
 
syn = 18;
 
}
 
else
 
{
 
syn = 17;
 
p--;
 
}
 
break;
 
case '+': syn = 13; break;
 
case '-': syn = 14; break;
 
case '*': syn = 15; break;
 
case '/': syn = 16; break;
 
case '(': syn = 27; break;
 
case ')': syn = 28; break;
 
case '=': syn = 25; break;
 
case ';': syn = 26; break;
 
case '#': syn = 0; break;
 
default: syn = -1; break;
 
}
 
}
 
emit(char *result, char *ag1, char*op, char *ag2)
 
{
 
strcpy_s(quad[q].result1, 255, result);
 
strcpy_s(quad[q].ag11, 255, ag1);
 
strcpy_s(quad[q].op1, 255, op);
 
strcpy_s(quad[q].ag21, 255, ag2);
 
q++;
 
}

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