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  • 词法分析实验报告

    实验一、词法分析实验

    专业：商业软件工程   姓名：陈蔓嘉  学号：201506110245

    一、        实验目的

         编制一个词法分析程序。

    二、        实验内容和要求

    输入：源程序字符串

    输出：二元组（种别，单词本身）

     

    内容及要求：

    1.对字符串表示的源程序;

    2.从左到右进行扫描和分解;

    3.根据词法规则;

    4.识别出一个一个具有独立意义的单词符号;

    5.以供语法分析之用;

    6.词法分析程序的功能：

    词法分析程序的主要功能是从字符流的程序中识别单词，他主要从左至右逐个字符地扫描源程序，因此他还可以完成其他任务。比如，滤掉源程序中的注释和空白（由空格/控制符或回车换行字符引起的空白）；又如，为了使编译程序能将发现的错误信息与源程序的出错位置联系起来，词法分析程序负责记录新读入的字符行的行号，以便行号与出错信息相关联；再如，在支持宏处理功能的源程序中，可以由词法分析程序完成其预处理等。

    7.符号与种别码对照表：

    单词符号

    种别码

    单词符号

    种别码

    单词符号

    种别码

    auto

    1

    short

    21

    <=

    41

    break

    2

    signed

    22

    >=

    42

    case

    3

    sizeof

    23

    ==

    43

    char

    4

    static

    24

    :=

    44

    const

    5

    struct

    25

    <> 

    45

    continue

    6

    switch

    26

    < 

    46

    default

    7

    typedef

    27

    =>

    47

    do

    8

    union

    28

    =

    48

    double

    9

    unsigned

    29

    :

    49

    else

    10

    void

    33

    +

    50

    enum

    11

    include

    34

    -

    51

    extern

    12

    stdio

    35

    *

    52

    float

    13

    string

    36

    /

    53

    for

    14

    main

    37

    (

    54

    goto

    15

    stdlib

    38

    )

    55

    if

    16

    d(number)

    40

    {

    56

    int 17

    17

    l(qita)

    100

    }

    57

    long

    18

     

     

    ；

    58

    register

    19

     

     

    .

    59

    return

    20

     

     

     

     

    8.用文法描述词法规则:

    • <字母> →l
    • <数字> →d
    • <整数常数> →d|d<整数常数>
    • <标识符> →l|l〈字母数字〉
    • <关键字>→l|l〈字母数字〉
    • <运算符> →+|-|*|/|=|〈〈等号〉|〉〈等号〉……
    • <界符> →，|；|(|)|……

    其中l表示a~z中的任一英文字母，d表示0~9中的任一数字。

    三、        实验方法、步骤及结果测试

    实验方法：

     

    1. 1.      源程序名：压缩包文件（rar或zip）
    2. 2.      源程序名：词法分析程序.c 
        1 #include<stdio.h>
  2 #include<string.h>
  3 #include<stdlib.h>
  4 char TOken[10];//分开进行比较
  5 char ch;
  6 char r1[]={"begin"};
  7 char r2[]={"if"};
  8 char r3[]={"then"};
  9 char r4[]={"while"};
 10 char r5[]={"do"};
 11 char r6[]={"end"};
 12 char r7[]={"break"};
 13 char r8[]={"case"};
 14 char r9[]={"main"};
 15 char r10[]={"l(l|d)*"};
 16 char r11[]={"dd*"};
 17 char r12[]={"="};
 18 char r13[]={"+"};
 19 char r14[]={"-"};
 20 char r15[]={"*"};
 21 char r16[]={"/"};
 22 char r17[]={":"};
 23 char r18[]={"{"};
 24 char r19[]={"}"};
 25 char r20[]={"<"};
 26 char r21[]={"!="};
 27 char r22[]={"<="};
 28 char r23[]={">"};
 29 char r24[]={">="};
 30 char r25[]={"=="};
 31 char r26[]={"("};
 32 char r27[]={")"};
 33 char r28[]={"="};
 34 char r29[]={"--"};
 35 char r30[]={"++"};
 36 char r31[]={"!"};
 37 char r32[]={":="};
 38 char r33[]={";"};
 39 char r34[]={"."};
 40 char A[10000];//输入的所有值
 41 int syn,row;
 42 int n,m,p,sum,j;
 43 static int i = 0;
 44 void scaner();
 45 int main()
 46 {
 47     row = 0 ;
 48     p = 0 ;
 49     printf("符号与种别码对照表如下：
");
 50     printf("        单词符号         种别码          单词符号          种别码
");
 51     printf("         begin             1                 :               17
");
 52     printf("          if               2                 {               18
");
 53     printf("         then              3                 }               19
");
 54     printf("         while             4                 <               20
");
 55     printf("          do               5                 !=              21
");
 56     printf("         end               6                 <=              22
");
 57     printf("         break             7                 >               23
");
 58     printf("         case              8                 >=              24
");
 59     printf("         main              9                 ==              25
");
 60     printf("       l(l|d)*             10                (               26
");
 61     printf("          dd*              11                )               27
");
 62     printf("          =                12                =               28
");
 63     printf("          +                13                --              29
");
 64     printf("          -                14                ++              30
");
 65     printf("          *                15                !               31
");
 66     printf("          /                16                :=              32
");
 67     printf("          @                0                 ;               33

");
 68     printf(" 请输入您想转换的语句(输入@结束):
");
 69     do{
 70         scanf("%c",&ch);
 71         A[p]=ch;
 72         p++;
 73       }while(ch!='@');/*将输入的语句分别存入数组A[]中,@出现时结束语句*/
 74       do
 75         {
 76             scaner();//进入函数进行判定
 77             switch(syn)
 78             {
 79                 case 11: printf("(%d,%d)
",syn,sum); break;//如果是11，那么就是数字
 80                 case -2: row=row++;break;
 81                 default: printf("(%d,%s)
",syn,TOken);break;//否则，就是变量名、关键词
 82                  }
 83         }while (syn!=0);
 84 
 85 }
 86 void scaner()/*分别对标示符、数字、符号进行分析*/
 87 {
 88     for(n=0;n<5;n++)
 89         TOken[n]=0;/*每次循环完就清零*/
 90     ch=A[i];
 91     while(ch==' '||ch=='
')/*如果字符是空格或者回车，跳过*/
 92         {
 93             i++;
 94             ch=A[i];
 95         }
 96         if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')) /*如果是标示符或者变量名，循环寻找*/
 97         {
 98             m=0;
 99             while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z'))/*找到一个变量名或者关键字，直到遇到空格为止*/
100             {
101                 TOken[m]=ch;m++;
102                 i++;ch=A[i];
103             }
104         TOken[m]='';/*将识别出来的字符和已定义的标示符作比较，输出其种别码*/
105         if(strcmp(TOken,r1)==0){syn=1;}
106             else if(strcmp(TOken,r2)==0){syn=2;}
107             else if(strcmp(TOken,r3)==0){syn=3;}
108             else if(strcmp(TOken,r4)==0){syn=4;}
109             else if(strcmp(TOken,r5)==0){syn=5;}
110             else if(strcmp(TOken,r6)==0){syn=6;}
111             else if(strcmp(TOken,r7)==0){syn=7;}
112             else if(strcmp(TOken,r8)==0){syn=8;}
113             else if(strcmp(TOken,r9)==0){syn=9;}
114 
115         else{syn=10;}
116         }
117         else if((ch>='0'&&ch<='9')) //数字
118         {
119             sum=0;
120             while((ch>='0'&&ch<='9'))
121             {
122                 sum=sum*10+ch-'0';//显示其对应数字sum
123                 i++;
124                 ch=A[i];
125             }
126             syn=11;
127         }
128         else switch(ch) //有两个的字符
129             {
130                 case'<':m=0;TOken[m]=ch;m++;
131                 i++;ch=A[i];
132                 if(ch=='=')
133                 {
134                     syn=22;//<=
135                     TOken[m]=ch;m++;i++;
136                 }
137            else{syn=20;}break;//<
138 
139                 case'>':m=0;TOken[m]=ch;m++;
140                 i++;ch=A[i];
141                 if(ch=='='){
142                     syn=24;//>=
143                     TOken[m]=ch;m++;i++;
144                 }
145             else{syn=23;}break;//>
146 
147                 case':':m=0;TOken[m]=ch;m++;
148                 i++;ch=A[i];
149                 if(ch=='=')
150                 {
151                     syn=32;//:=
152                     TOken[m]=ch;m++;i++;
153                 }
154                 else
155                     {syn=17;}break;//:
156 
157                 case'@':syn=0;TOken[0]=ch;i++;break;
158                 case'=':syn=12;TOken[0]=ch;i++;break;
159                 case'+':syn=13;TOken[0]=ch;i++;break;
160                 case'-':syn=14;TOken[0]=ch;i++;break;
161                 case'*':syn=15;TOken[0]=ch;i++;break;
162                 case'/':syn=16;TOken[0]=ch;i++;break;
163                 case'{':syn=18;TOken[0]=ch;i++;break;
164                 case'}':syn=19;TOken[0]=ch;i++;break;
165                 case'(':syn=26;TOken[0]=ch;i++;break;
166                 case')':syn=27;TOken[0]=ch;i++;break;
167                 case';':syn=33;TOken[0]=ch;i++;break;
168                 case'.':syn=34;TOken[0]=ch;i++;break;
169                 case'
':syn=-2;break;
170                 default: syn=-1;break;
171             }
172 }
      词法分析程序.c
    1. 3.      可执行程序名：词法分析程序.exe
    1. 4.      原理分析及流程图

    主要总体设计问题。(包括存储结构，主要算法，关键函数的实现等)

    主函数主要算法：

     1 do{
 2 
 3         scanf("%c",&ch);
 4 
 5         A[p]=ch;
 6 
 7         p++;
 8 
 9       }while(ch!='@');/*将输入的语句分别存入数组A[]中,@出现时结束语句*/
10 
11       do
12 
13         {
14 
15             scaner();//进入函数进行判定
16 
17             switch(syn)
18 
19             {
20 
21                 case 11: printf("(%d,%d)
",syn,sum); break;//如果是11，那么就是数字
22 
23                 case -2: row=row++;break;
24 
25                 default: printf("(%d,%s)
",syn,TOken);break;//否则，就是变量名、关键词
26 
27                  }
28 
29         }while (syn!=0);

     流程图：

    关键函数：

      1 void scaner()/*分别对标示符、数字、符号进行分析*/
  2 
  3 {
  4 
  5     for(n=0;n<5;n++)
  6 
  7         TOken[n]=0;/*每次循环完就清零*/
  8 
  9     ch=A[i];
 10 
 11     while(ch==' '||ch=='
')/*如果字符是空格或者回车，跳过*/
 12 
 13         {
 14 
 15             i++;
 16 
 17             ch=A[i];
 18 
 19         }
 20 
 21         if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')) /*如果是标示符或者变量名，循环寻找*/
 22 
 23         {
 24 
 25             m=0;
 26 
 27             while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z'))/*找到一个变量名或者关键字，直到遇到空格为止*/
 28 
 29             {
 30 
 31                 TOken[m]=ch;m++;
 32 
 33                 i++;ch=A[i];
 34 
 35             }
 36 
 37         TOken[m]='';/*将识别出来的字符和已定义的标示符作比较，输出其种别码*/
 38 
 39         if(strcmp(TOken,r1)==0){syn=1;}
 40 
 41             else if(strcmp(TOken,r2)==0){syn=2;}
 42 
 43             else if(strcmp(TOken,r3)==0){syn=3;}
 44 
 45             else if(strcmp(TOken,r4)==0){syn=4;}
 46 
 47             else if(strcmp(TOken,r5)==0){syn=5;}
 48 
 49             else if(strcmp(TOken,r6)==0){syn=6;}
 50 
 51             else if(strcmp(TOken,r7)==0){syn=7;}
 52 
 53             else if(strcmp(TOken,r8)==0){syn=8;}
 54 
 55             else if(strcmp(TOken,r9)==0){syn=9;}
 56 
 57  
 58 
 59         else{syn=10;}//从for开始到这里结束，是对标示符或者变量名的识别。
 60 
 61         }
 62 
 63         else if((ch>='0'&&ch<='9')) //数字
 64 
 65         {
 66 
 67             sum=0;
 68 
 69             while((ch>='0'&&ch<='9'))
 70 
 71             {
 72 
 73                 sum=sum*10+ch-'0';//显示其对应数字sum
 74 
 75                 i++;
 76 
 77                 ch=A[i];
 78 
 79             }
 80 
 81             syn=11;
 82 
 83         }//这一段是对数字三识别。
 84 
 85         else switch(ch) //有两个的字符
 86 
 87             {
 88 
 89                 case'<':m=0;TOken[m]=ch;m++;
 90 
 91                 i++;ch=A[i];
 92 
 93                 if(ch=='=')
 94 
 95                 {
 96 
 97                     syn=22;//<=
 98 
 99                     TOken[m]=ch;m++;i++;
100 
101                 }
102 
103            else{syn=20;}break;//<
104 
105  
106 
107                 case'>':m=0;TOken[m]=ch;m++;
108 
109                 i++;ch=A[i];
110 
111                 if(ch=='='){
112 
113                     syn=24;//>=
114 
115                     TOken[m]=ch;m++;i++;
116 
117                 }
118 
119             else{syn=23;}break;//>
120 
121  
122 
123                 case':':m=0;TOken[m]=ch;m++;
124 
125                 i++;ch=A[i];
126 
127                 if(ch=='=')
128 
129                 {
130 
131                     syn=32;//:=
132 
133                     TOken[m]=ch;m++;i++;
134 
135                 }
136 
137                 else
138 
139                     {syn=17;}break;//:
140 
141  
142 
143                 case'@':syn=0;TOken[0]=ch;i++;break;
144 
145                 case'=':syn=12;TOken[0]=ch;i++;break;
146 
147                 case'+':syn=13;TOken[0]=ch;i++;break;
148 
149                 case'-':syn=14;TOken[0]=ch;i++;break;
150 
151                 case'*':syn=15;TOken[0]=ch;i++;break;
152 
153                 case'/':syn=16;TOken[0]=ch;i++;break;
154 
155                 case'{':syn=18;TOken[0]=ch;i++;break;
156 
157                 case'}':syn=19;TOken[0]=ch;i++;break;
158 
159                 case'(':syn=26;TOken[0]=ch;i++;break;
160 
161                 case')':syn=27;TOken[0]=ch;i++;break;
162 
163                 case';':syn=33;TOken[0]=ch;i++;break;
164 
165                 case'.':syn=34;TOken[0]=ch;i++;break;
166 
167                 case'
':syn=-2;break;
168 
169                 default: syn=-1;break;
170 
171             }//这一部分是对符号的识别。
172 
173 }

    关键函数流程图：

     

    1. 5.      主要程序段及其解释：

    实现主要功能的程序段，重要的是程序的注释解释。

      1 void scaner()/*分别对标示符、数字、符号进行分析*/
  2 
  3 {
  4 
  5     for(n=0;n<7;n++)
  6 
  7         TOken[n]=0;/*每次循环完就清零*/
  8 
  9     ch=A[i];
 10 
 11     while(ch==' '||ch=='
')/*如果字符是空格或者回车，跳过*/
 12 
 13         {
 14 
 15             i++;
 16 
 17             ch=A[i];
 18 
 19         }
 20 
 21         if((ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z')) /*如果是标示符或者变量名，循环寻找*/
 22 
 23         {
 24 
 25             m=0;
 26 
 27             while((ch>='0'&&ch<='9')||(ch>='a'&&ch<='z')||(ch>='A'&&ch<='Z'))/*找到一个变量名或者关键字，直到遇到空格为止*/
 28 
 29             {
 30 
 31                 TOken[m]=ch;m++;
 32 
 33                 i++;ch=A[i];
 34 
 35             }
 36 
 37         TOken[m]='';/*将识别出来的字符和已定义的标示符作比较，输出其种别码*/
 38 
 39         if(strcmp(TOken,r1)==0){syn=1;}
 40 
 41             else if(strcmp(TOken,r2)==0){syn=2;}
 42 
 43             else if(strcmp(TOken,r3)==0){syn=3;}
 44 
 45             else if(strcmp(TOken,r4)==0){syn=4;}
 46 
 47             else if(strcmp(TOken,r5)==0){syn=5;}
 48 
 49             else if(strcmp(TOken,r6)==0){syn=6;}
 50 
 51             else if(strcmp(TOken,r7)==0){syn=7;}
 52 
 53             else if(strcmp(TOken,r8)==0){syn=8;}
 54 
 55             else if(strcmp(TOken,r9)==0){syn=9;}
 56 
 57  
 58 
 59         else{syn=10;}
 60 
 61         }
 62 
 63         else if((ch>='0'&&ch<='9')) //数字
 64 
 65         {
 66 
 67             sum=0;
 68 
 69             while((ch>='0'&&ch<='9'))
 70 
 71             {
 72 
 73                 sum=sum*10+ch-'0';//显示其对应数字sum
 74 
 75                 i++;
 76 
 77                 ch=A[i];
 78 
 79             }
 80 
 81             syn=11;
 82 
 83         }
 84 
 85         else switch(ch) //有两个的字符
 86 
 87             {
 88 
 89                 case'<':m=0;TOken[m]=ch;m++;
 90 
 91                 i++;ch=A[i];
 92 
 93                 if(ch=='=')
 94 
 95                 {
 96 
 97                     syn=22;//<=
 98 
 99                     TOken[m]=ch;m++;i++;
100 
101                 }
102 
103            else{syn=20;}break;//<
104 
105  
106 
107                 case'>':m=0;TOken[m]=ch;m++;
108 
109                 i++;ch=A[i];
110 
111                 if(ch=='='){
112 
113                     syn=24;//>=
114 
115                     TOken[m]=ch;m++;i++;
116 
117                 }
118 
119             else{syn=23;}break;//>
120 
121  
122 
123                 case':':m=0;TOken[m]=ch;m++;
124 
125                 i++;ch=A[i];
126 
127                 if(ch=='=')
128 
129                 {
130 
131                     syn=32;//:=
132 
133                     TOken[m]=ch;m++;i++;
134 
135                 }
136 
137                 else
138 
139                     {syn=17;}break;//:
140 
141  
142 
143                 case'@':syn=0;TOken[0]=ch;i++;break;
144 
145                 case'=':syn=12;TOken[0]=ch;i++;break;
146 
147                 case'+':syn=13;TOken[0]=ch;i++;break;
148 
149                 case'-':syn=14;TOken[0]=ch;i++;break;
150 
151                 case'*':syn=15;TOken[0]=ch;i++;break;
152 
153                 case'/':syn=16;TOken[0]=ch;i++;break;
154 
155                 case'{':syn=18;TOken[0]=ch;i++;break;
156 
157                 case'}':syn=19;TOken[0]=ch;i++;break;
158 
159                 case'(':syn=26;TOken[0]=ch;i++;break;
160 
161                 case')':syn=27;TOken[0]=ch;i++;break;
162 
163                 case';':syn=33;TOken[0]=ch;i++;break;
164 
165                 case'.':syn=34;TOken[0]=ch;i++;break;
166 
167                 case'
':syn=-2;break;
168 
169                 default: syn=-1;break;
170 
171             }
172 
173 }
    1. 6.      运行结果及分析

    一般必须配运行结果截图，结果是否符合预期及其分析。

       （截图需根据实际，截取有代表性的测试例子）

     

    四、        实验总结

    心得体会，实验过程的难点问题及其解决的方法。

    在写词法分析的过程中，难点问题主要是关键字和变量名的分辨，在循环程序中卡主了，其他问题还好。在分辨期间，我首先让这个词循环，查找，循环完就清零。如果是标示符或者变量名，找到一个变量名或者关键字，直到遇到空格为止，将识别出来的字符和已定义的标示符作比较，输出其种别码。这是我这一实验学到的最大的东西。

     

     

     

     

     

     

     

     

     
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