递归下降语法分析设计原理与实现技术实验报告
递归下降语法分析设计原理与实现技术
实验报告
变更说明
日期版本变更位置变更说明作者2014/4/16 1、0 初稿生成房皓
一、实验目的:
本实验的目的在于在教师的引导下以问题回朔与思维启发的方式,使学生在不断的探究过程中掌握编译程序设计与构造的基本原理与实现技术,启迪学生的抽象思维、激发学生的学习兴趣、培养学生的探究精神与专业素养,从而提高学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。
二、实验内容:
[实验项目]
完成以下描述算术表达式的LL(1)文法的递归下降分析程序
G[E]: E→TE′
E′→ATE′|ε
T→FT′
T′→MFT′|ε
F→ (E)|i
A→+|-
M→*|/
[设计说明]
终结符号i 为用户定义的简单变量,即标识符的定义。
[设计要求]
(1)输入串应就是词法分析的输出二元式序列,即某算术表达式“实验项目一”的输出结果,输出为输入串就是否为该文法定义的算术表达式的判断结果;
(2)递归下降分析程序应能发现输入串出错;
(3)设计两个测试用例(尽可能完备,正确与出错),并给出测试结果。
三、实验环境:
操作系统:Windows 7
软件: VC++6、0
四、程序功能描述:
●提供了两种输入方式:键盘与文件,有文件输入时需为二元式序列;
●能够对输入的字符串做出正确的递归下降分析判断,并给出判断结果;
●能发现输入串中的错误,包含非法字符,输入不匹配等;
●能够处理一些可预见性的错误,如文件不存在,用户输入非法等。
五、数据结构设计:
全局:
局部(main()中):
六、程序结构描述:
●设计方法:
本程序采用从键盘输入或文件读取两种输入方式,其中文件的内容需为二元式序列,然后按照递归下降分析的方法对输入的字符串进行分析判断,并输出判断结果,程序通过对输入串的检查能够发现输入串中的错误。程序规定的单词符号及其种别码见下表:
单词符号种别码单词符号种别码
( 1 * 5
) 2 / 6
+ 3 i 7
- 4 # 8
●
advance():将下一个字符送入current;
error():输出错误,表示不就是该文法的句子;
error1();输出错误,输入内容不合法;
init():初始化函数;
justify():判断文件读取内容就是否合法,包括检查非法字符与不匹配现象
main():主函数
●函数调用关系说明:
main()调用justify()、init()、E()、error1();
justify()调用error1();
A()、E()、E1()、F()、M()、F()、T()、T1()根据输入串可互相调用或递归调用,这些函数均可调用error()函数;
A()、F()、M()调用advance()函数。
●执行框图:
1)总体结构图:
2)递归下降分析构框图: E():
E1():
T():
T()1:
M():
A():
F():
七、实验过程结果截图: 测试用例一:i+i*i/i#
键盘:
文件:
●测试用例二:i+i*i/#
键盘:
文件:
八、实验总结:
●实验心得:
通过本次实验我锻炼了自己的上机操作能力及编程能力,并对理论知识有了进一步的了解。老师提供的相对应于非终结符号的函数的流程图给了我很大的帮助,使得本实验基本思路变得很清晰,用较为简单的算法就能实现;解决实验中遇到的问题也花费了一部分时间,我增长了处理关于文件错误的能力; ●实验中遇到的问题:
问题主要有在调用某个函数时没有在之前声明或定义过此函数;还有在当用户输入的选择方式非法时,提示错误并要求重新输入,这用一个while循环实现。
●程序的自我评价:
此程序实现了要求中的所有功能,并增加了对用户操作错误、输入串错误检测的功能,但因编程能力的欠缺,其中有的地方不免有些繁杂,还有一些潜藏的问
题,需要进一步测试来时程序变得更加具有健壮性。
九、程序清单:
/****************************************************
课题名称:递归下降语法分析设计原理与实现技术
作者:房皓进修生13410801
最后修改时间:2014、4、16 13:52
***************************************************/
/**************************************************单词符号及其分类编码单词符号种别码
( 1
) 2
+ 3
- 4
* 5
/ 6
i 7
# 8
//////////////////////////////////////////////////文法
G[E]:
E →TE′
E′→A TE′|ε
T →FT′
T′→MFT′|ε
F →(E)|i
A →+|-
M →*|/
/***************************************************/
#include
#include
using namespace std;
#define MAX 50
char token[MAX];
char token2[MAX];
char current;
int i=0;
/****************************************************
函数声明
****************************************************/
void E();
void E1();
void T();
void A();
编译原理实验报告《LL(1)语法分析器构造》
《LL（1）分析器的构造》实验报告 一、实验名称 LL(1)分析器的构造 二、实验目的 设计、编制、调试一个LL(1)语法分析器，利用语法分析器对符号串的识别，加深对语法分析原理的理解。 三、实验内容和要求 设计并实现一个LL(1)语法分析器，实现对算术文法: G[E]:E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 所定义的符号串进行识别，例如符号串i+i*i为文法所定义的句子，符号串ii+++*i+不是文法所定义的句子。 实验要求: 1、检测左递归，如果有则进行消除； 2、求解FIRST集和FOLLOW集； 3、构建LL(1)分析表； 4、构建LL分析程序，对于用户输入的句子，能够利用所构造的分析程序进行分析，并显示出分析过程。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机。 软件： Code blocks（也可以是其它集成开发环境）。 五、实验过程描述 1、程序主要框架 程序中编写了以下函数，各个函数实现的作用如下： void input_grammer(string *G);//输入文法G
//将文法G预处理得到产生式集合P，非终结符、终结符集合U、u， int eliminate_1(string *G,string *P,string U,string *GG);//消除文法G中所有直接左递归得到文法GG int* ifempty(string* P,string U,int k,int n);//判断各非终结符是否能推导为空 string* FIRST_X(string* P,string U,string u,int* empty,int k,int n)；求所有非终结符的FIRST集 string FIRST(string U,string u,string* first,string s)；//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集 string** create_table(string *P,string U,string u,int n,int t,int k,string* first)；//构造分析表 void analyse(string **table,string U,string u,int t,string s)；//分析符号串s 2、编写的源程序 #include 课程设计任务书 学生姓名：赵旭林专业班级：计算机0801班 指导教师：陈天煌工作单位：计算机科学与技术学院 题目: WHILE循环语句的翻译程序设计（递归下降法、输出三地址表示）初始条件： 理论：学完编译课程，掌握一种计算机高级语言的使用。 实践：计算机实验室提供计算机及软件环境。如果自己有计算机可以在其上进行设计。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）写出符合给定的语法分析方法的文法及属性文法。 （2）完成题目要求的中间代码三地址表示的描述。 （3）写出给定的语法分析方法的思想，完成语法分析和语义分析程序设计。 （4）编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。 （5）设计报告格式按附件要求书写。课程设计报告书正文的内容应包括： 1 系统描述（问题域描述）； 2 文法及属性文法的描述； 3 语法分析方法描述及语法分析表设计； 4 按给定的题目给出中间代码形式的描述及中间代码序列的结构设计； 5 编译系统的概要设计； 6 详细的算法描述（流程图或伪代码）； 7 软件的测试方法和测试结果； 8 研制报告（研制过程，本设计的评价、特点、不足、收获与体会等）； 9 参考文献（按公开发表的规范书写）。 时间安排： 设计安排一周：周1、周2：完成系统分析及设计。 周3、周4：完成程序调试及测试。 周5：撰写课程设计报告。 设计验收安排：设计周的星期五第1节课开始到实验室进行上机验收。 设计报告书收取时间：设计周的次周星期一上午10点。 指导教师签名： 2010年 11月 13日 系主任（或责任教师）签名： 2010年 11月 13日 学号107 成绩 编译原理上机报告 名称：编写递归下降语法分析器 学院：信息与控制工程学院 专业：计算机科学与技术 班级：计算机1401班 姓名：叶达成 2016年10月31日 一、上机目的 通过设计、编制、调试一个递归下降语法分析程序，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，掌握常用的语法分析方法。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、基本原理和上机步骤 递归下降分析程序实现思想简单易懂。程序结构和语法产生式有直接的对应关系。因为每个过程表示一个非终结符号的处理，添加语义加工工作比较方便。 递归下降分析程序的实现思想是：识别程序由一组子程序组成。每个子程序对应于一个非终结符号。 每一个子程序的功能是：选择正确的右部，扫描完相应的字。在右部中有非终结符号时，调用该非终结符号对应的子程序来完成。 自上向下分析过程中，如果带回溯，则分析过程是穷举所有可能的推导，看是否能推导出待检查的符号串。分析速度慢。而无回溯的自上向下分析技术，当选择某非终结符的产生时，可根据输入串的当前符号以及各产生式右部首符号而进行，效率高，且不易出错。 无回溯的自上向下分析技术可用的先决条件是：无左递归和无回溯。 无左递归：既没有直接左递归，也没有间接左递归。 无回溯：对于任一非终结符号U的产生式右部x1|x2|…|x n，其对应的字的首终结符号两两不相交。 如果一个文法不含回路（形如P?+ P的推导），也不含以ε为右部的产生式，那么可以通过执行消除文法左递归的算法消除文法的一切左递归（改写后的文法可能含有以ε为右部的产生式）。 三、上机结果 测试数据： (1)输入一以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串例如：i+i*i# (2)输出结果：i+i*i#为合法符号串 (3)输入一符号串如i+i*#,要求输出为“非法的符号串”。 程序清单： #include 编译方法实验报告实验名称：简单的语法分析程序设计 实验要求 1.功能：对简单的赋值语句进行语法分析 随机输入赋值语句，输出所输入的赋值语句与相应的四元式 2.采用递归下降分析程序完成（自上而下的分析） 3.确定各个子程序的功能并画出流程图 4.文法如下： 5.编码、调试通过 采用标准输入输出方式。输入输出的样例如下： 【样例输入】 x:=a+b*c/d-(e+f) 【样例输出】(说明，语句和四元式之间用5个空格隔开) T1:=b*c (*,b,c,T1) T2:=T1/d (/,T1,d,T2) T3:=a+T2 (+,a,T2,T3) T4:=e+f (+,e,f,T4) T5:=T3-T4 (-,T3,T4,T5) x:=T5 (:=,T5,-,x) 【样例说明】程序除能够正确输出四元式外，当输入的表达式错误时，还应能检测出语法错误，给出相应错误提示。 6.设计3-5个赋值语句测试实例，检验程序能否输出正确的四元式；当输入错误 的句子时，检验程序能够给出语法错误的相应提示信息。 7.报告内容包括： 递归程序的调用过程，各子程序的流程图和总控流程图，详细设计，3-5个测试用例的程序运行截图及相关说明，有详细注释的程序代码清单等。 目录 1.语法分析递归下降分析算法............................... 错误!未定义书签。 背景知识............................................. 错误!未定义书签。 消除左递归........................................... 错误!未定义书签。 2.详细设计及流程图....................................... 错误!未定义书签。 函数void V( ) .|z ................................. 错误!未定义书签。 函数void A( ) 错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。试用例及截图........................ 错误!未定义书签。 测试用例1及截图..................................... 错误!未定义书签。 测试用例2及截图..................................... 错误!未定义书签。 测试用例3及截图..................................... 错误!未定义书签。 代码清单................................................. 错误!未定义书签。 魏陈强 204168 实验3 递归下降法的语法分析器 一、实验目的 学习用递归下降法构造语法分析器的原理，掌握递归下降法的编程方法。 二、实验内容 用递归下降法编写一个语法分析程序，使之与词法分析器结合，能够根据语言的上下文无关文法，识别输入的单词序列是否文法的句子。 这里只要求实现部分产生式，文法的开始符号为program。（完整的源语言的文法定义见教材附录，p394） program→ block block→{stmts } stmts→stmt stmts | 。 stmt→id=expr; | if(bool)stmt | if( bool)stmt else stmt | while(bool)stmt | do stmt while(bool ) ; | break ; | block bool →expr < expr | expr <= expr | expr > expr | expr >= expr & | expr expr→ expr + term | expr - term | term term→ term * factor | term / factor | factor factor→ ( e xpr ) | id| num 三、实验要求 １．个人完成，提交实验报告。 ( ２．实验报告中给出采用测试源代码片断，及其对应的最左推导过程（形式可以自行考虑）。 测试程序片断： { i = 2; while (i <=100) { sum = sum + i; i = i + 2; } } 对应的推导过程为： # program block {stmts } {stmt stmts} {id=expr;stmts } {id=num;stmts } {id=num;stmt stmts } {id=num;while(bool)stmt stmts } {id=num;while(e xpr<= expr)stmt stmts } {id=num;while(id<= expr)stmt stmts } {id=num;while(id<= num)stmt stmts } {id=num;while(id<= num)block stmts } ， {id=num;while(id<= num){stmts }stmts } ．．．．．．． 编译原理实验报告 实验名称：分析调试语义分析程序 TEST抽象机模拟器完整程序 保证能用！！！！！ 一、实验目的 通过分析调试TEST语言的语义分析和中间代码生成程序，加深对语法制导翻译思想的理解，掌握将语法分析所识别的语法范畴变换为中间代码的语义翻译方法。 二、实验设计 程序流程图 extern int TESTScan(FILE *fin,FILE *fout); FILE *fin,*fout; //用于指定输入输出文件的指针 int main() { char szFinName[300]; char szFoutName[300]; printf("请输入源程序文件名（包括路径）:"); scanf("%s",szFinName); printf("请输入词法分析输出文件名（包括路径）："); scanf("%s",szFoutName); if( (fin = fopen(szFinName,"r")) == NULL) { printf("\n打开词法分析输入文件出错！\n"); return 0; } if( (fout = fopen(szFoutName,"w")) == NULL) { printf("\n创建词法分析输出文件出错！\n"); return 0; } int es = TESTScan(fin,fout); fclose(fin); fclose(fout); if(es > 0) printf("词法分析有错，编译停止！共有%d个错误！\n",es); else if(es == 0) { printf("词法分析成功！\n"); int es = 0; 实验三递归下降分析法 一、实验目的： 根据某一文法编制调试递归下降分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。本次实验的目的主要是加深对递归下降分析法的理解。 程序比较复杂，需要利用到程序设计语言的知识和大量编程技巧，递归下降分析法是一种较实用的分析法，通过这个练习可大大提高软件开发能力。通过练习，掌握函数间相互调 用的方法。 二、实验要求 1.模块设计：将程序分成合理的多个模块（函数），每个模块做具体的同一事情。 2.写出（画出）设计方案：模块关系简图、流程图、全局变量、函数接口等。 3.编程时注意编程风格：空行的使用、注释的使用、缩进的使用等。 三、实验内容 程序输入/输出示例： 对下列文法，用递归下降分析法对任意输入的符号串进行分析： （1）E-TG （2）G-+TG|—TG （3）G-ε （4）T-FS （5）S-*FS|/FS （6）S-ε （7）F-(E) （8）F-i 输出的格式如下： (1)递归下降分析程序，编制人：姓名，学号，班级 (2)输入一以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串例如：i+i*i# (3)输出结果：i+i*i#为合法符号串 备注：输入一符号串如i+i*#,要求输出为“非法的符号串”。 引用也要改变）。 注意：1.表达式中允许使用运算符（+-*/）、分割符（括号）、字符I，结束符#； 2.如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息（该信息越详细越好）； 3.对学有余力的同学，可以详细的输出推导的过程，即详细列出每一步使用的产生式。 四、实验学时 4学时 五、实验步骤 （一）准备： 1.阅读课本有关章节， 2.考虑好设计方案； 3.设计出模块结构、测试数据，初步编制好程序。 （二）上课上机： 将源代码拷贝到机上调试，发现错误，再修改完善。第二次上机调试通过。 （三）程序思路（仅供参考）： 0.定义部分：定义常量、变量、数据结构。 1.初始化：从文件将输入符号串输入到字符缓冲区中。 2.利用递归下降分析法分析，对每个非终结符编写函数，在主函数中调用文法开始符号的函数。 六、实验预习提示 1、递归下降分析法的功能 词法分析器的功能是利用函数之间的递归调用模拟语法树自上而下的构造过程。 2、递归下降分析法的前提 改造文法：消除二义性、消除左递归、提取左因子，判断是否为LL（1）文法， 3、递归下降分析法实验设计思想及算法 为G的每个非终结符号U构造一个递归过程,不妨命名为U。 U的产生式的右边指出这个过程的代码结构： (1)若是终结符号，则和向前看符号对照， 若匹配则向前进一个符号；否则出错。 (2)若是非终结符号，则调用与此非终结符对应的过程。当A的右部有多个产生式时,可用选择结构实现。 具体为： （1）对于每个非终结符号U-u1|u2|…|un处理的方法如下： U( ) { ch=当前符号; if(ch可能是u1字的开头) 处理u1的程序部分; else if(ch可能是u2字的开头)处理u2的程序部分; … else error() } （2）对于每个右部u1-x1x2…xn的处理架构如下： 处理x1的程序； 处理x2的程序； … 处理xn的程序； （3）如果右部为空，则不处理。 学号20102７９8 专业软件工程姓名薛建东 实验日期２013.04.０8 教师签字成绩实验报告 【实验名称】ＬL（1）语法分析 【实验目的】 通过完成预测分析法的语法分析程序,了解预测分析法和递归子程序法的区别和联系。使了解语法分析的功能，掌握语法分析程序设计的原理和构造方法,训练掌握开发应用程序的基本方法。 【实验内容】 ◆根据某一文法编制调试LL ( 1)分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。 ◆构造预测分析表,并利用分析表和一个栈来实现对上述程序设计语言的分析程序。 ◆分析法的功能是利用LＬ（１)控制程序根据显示栈栈顶内容、向前看符号以及LL(1) 分析表,对输入符号串自上而下的分析过程。 【设计思想】 （1）、LL(１)文法的定义 ＬL(1)分析法属于确定的自顶向下分析方法。LＬ（１)的含义是：第一个Ｌ表明自顶向下分析是从左向右扫描输入串，第2个L表明分析过程中将使用最左推导，1表明只需向右看一个符号便可决定如何推导，即选择哪个产生式（规则)进行推导。 LL(1)文法的判别需要依次计算FIRＳT集、FOLＬＯW集和SELLＥＣT集,然后判断是否为LL（1)文法，最后再进行句子分析。 需要预测分析器对所给句型进行识别。即在LＬ(１)分析法中,每当在符号栈的栈顶出现非终极符时，要预测用哪个产生式的右部去替换该非终极符;当出现终结符时，判断其与剩余输入串的第一个字符是否匹配,如果匹配，则继续分析,否则报错。ＬＬ（1）分析方法要求文法满足如下条件：对于任一非终极符A的两个不同产生式Ａ→α，A→β,都要满足下面条件:ＳELEＣＴ(Ａ→α)∩SELＥCT（Ａ→β)＝? (2）、预测分析表构造 LL（1)分析表的作用是对当前非终极符和输入符号确定应该选择用哪个产生式进行推 《编译原理》课程设计题目 设计题一：正规式r与正规文法G相互转换的程序设计 任意给定一个正规式，求出其对应的正规文法；任意给定一个正规文法，求出其对应的正规式。（参考教材P53～55） 设计题二：布尔表达式的递归下降翻译器 针对布尔表达式的文法： 〈布尔表达式〉∷＝〈布尔项〉{〈与运算符〉〈布尔项〉} 〈与运算符〉∷＝and 〈布尔项〉∷＝〈布尔因子〉{〈或运算符〉〈布尔因子〉} 〈或运算符〉∷＝or 〈布尔因子〉∷＝〈非运算符〉〈布尔因子〉｜〈布尔量〉 〈非运算符〉∷＝not 〈布尔量〉∷＝（〈布尔表达式〉）｜〈标识符〉〈关系运算符〉〈标识符〉｜ true｜false 〈关系运算符〉∷＝＞｜＜｜≥｜≤｜＝｜≠ 〈标识符〉∷＝〈字母〉{〈字母〉｜〈数字〉} 利用递归下降分析法编制、调试其语法及语义分析程序，生成的中间代码为逆波兰式。编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。（参考教材P92～93） 设计题三：正规式r与有穷自动机FA相互转换的程序设计 任意给定一个正规式，求出其对应的有穷自动机；任意给定一个有穷自动机，求出其对应的正规式。（参考教材P61～64） 设计题四：赋值语句的LR翻译程序 对教材P180中的赋值语句文法，给出该文法的属性文法，同时实现赋值语句的翻译，生成的中间代码为逆波兰式。（参考教材P179～181） 设计题五：正规文法G与有穷自动机FA相互转换的程序设计 任意给定一个正规文法，求出其对应的有穷自动机；任意给定一个有穷自 动机，求出其对应的正规文法。（参考教材P65～66） 设计题六：条件语句的LR翻译程序 对教材P187中的条件语句文法，给出该文法的属性文法，同时实现条件语句的翻译，生成的中间代码为四元式。（参考教材P186～189） 设计题七：NFA确定化为DFA及化简的程序设计 任意给定一个NFA，将其确定化为DFA，然后化简为最小的DFA。（参考教材P57～61） 设计题八：布尔表达式的LR翻译器 针对布尔表达式的文法： B →B and T | T T→T or F | F F→not F|true｜false |（B）| i rop i 利用LR分析法编制、调试其语法及语义分析程序，生成的中间代码为四元式。编制好分析程序后，设计若干用例，上机测试并通过所设计的分析程序。（参考教材P181～182） 设计题九：生成预测分析表的算法实现 任意给定一个LL(1)文法，生成相应的LL(1)分析表。（参考教材P75第5章） 设计题十：while循环语句的LR翻译程序 对教材P187中的循环语句文法，给出该文法的属性文法，同时实现循环语句的翻译，生成的中间代码为四元式。（参考教材P186～189） 设计题十一：利用LEX自动生成词法分析程序 输入描述某种语言词法规则的正规式，利用LEX自动生成词法分析程序。（参考教材P66～68） 设计题十二：生成LR分析表的算法实现 任意给定一个LR文法，生成相应的LR分析表。（参考教材P123第7章） 设计题十三：布尔表达式翻译为逆波兰式的算法实现 针对布尔表达式的二义性文法： B → B and B | B or B | not B | ( B ) | true｜false| i rop i 将文法拓广为G’[B’]： (0) B’ → B 《编译原理》课程实验报告 实验名称：递归下降分析法 一．实验目的 1.理解递归下降语法分析方法的主要原理 2.理解递归下降分析法对文法的要求 3．熟练掌握Predict集合的求法 4.熟练掌握文法变换算法（消除左递归和消除公共前缀） 二．实验内容 #include } void T() { S(); U(); } void U() { if (sym == ',') { Scanner(); S(); U(); } else if(sym != ')') Error(); } void Scanner() { sym = token[p++]; } void Error() { //exit(0); } int main() { printf("输入: "); gets(token); p = 0; Scanner(); S(); if (sym == '$') printf("Success!"); else printf("Fail!"); return 0; } 三．实验步骤 调试程序的结果： 魏陈强 23020092204168 实验3 递归下降法的语法分析器 一、实验目的 学习用递归下降法构造语法分析器的原理，掌握递归下降法的编程方法。 二、实验内容 用递归下降法编写一个语法分析程序，使之与词法分析器结合，能够根据语言的上下文无关文法，识别输入的单词序列是否文法的句子。 这里只要求实现部分产生式，文法的开始符号为program。（完整的源语言的文法定义见教材附录 A.1，p394） program→ block block→{stmts } stmts→stmt stmts | stmt→id=expr; | if(bool)stmt | if( bool)stmt else stmt | while(bool)stmt | do stmt while(bool ) ; | break ; | block bool →expr < expr | expr <= expr | expr > expr | expr >= expr | expr expr→ expr + term | expr - term | term term→ term * factor | term / factor | factor factor→ ( e xpr ) | id| num 三、实验要求 １．个人完成，提交实验报告。 ２．实验报告中给出采用测试源代码片断，及其对应的最左推导过程（形式可以自行考虑）。 测试程序片断： { i = 2; while (i <=100) { sum = sum + i; i = i + 2; } } 对应的推导过程为： program?block ?{stmts } ?{stmt stmts} ?{id=expr;stmts } ?{id=num;stmts } ?{id=num;stmt stmts } ?{id=num;while(bool)stmt stmts } ?{id=num;while(e xpr<= expr)stmt stmts } ?{id=num;while(id<= expr)stmt stmts } ?{id=num;while(id<= num)stmt stmts } ?{id=num;while(id<= num)block stmts } ?{id=num;while(id<= num){stmts }stmts } ?．．．．．．． 四、实验思路 之前编写的词法分析器，能够将语句中的每一个词素都识别出来，因此，在此基础上，定义一个二维字符串数组finaltable[100][20]，用于存放由词法分析器提取出来的每个词素，比如，i=2，则finaltable[0]=”id”， 实验二递归下降分析器设计与实现 1、实验目的： （1）掌握自上而下语法分析的要求与特点。 （2）掌握递归下降语法分析的基本原理和方法。 （3）掌握相应数据结构的设计方法。 2、实验内容： 编程实现给定算术表达式的递归下降分析器。 算术表达式文法如下： E-->E+T|T T-->T*F|F F-->(E)|i 3、设计说明： 首先改写文法为LL(1)文法；然后为每一个非终结符，构造相应的递归过程，过程的名字表示规则左部的非终结符；过程体按规则右部符号串的顺序编写。4、设计分析 这个题目属于比较典型的递归下降语法分析。需要先将原算术表达式方法改写为LL(1)文法为： E-->TE' E'-->+TE'|ε T-->FT' T'-->*FT'|ε F-->(E)|i 然后再为每个非终结符设计一个对应的函数，通过各函数之间的递归调用从而实现递归下降语法分析的功能。具体方法为： （1）当遇到终结符a时，则编写语句 If(当前读到的输入符号==a)读入下一个输入符号 （2）当遇到非终结符A时，则编写语句调用A()。 （3）当遇到A-->ε规则时，则编写语句 If(当前读到的输入符号不属于Follow(A))error() （4）当某个非终结符的规则有多个候选式时，按LL(1)文法的条件能唯一地选择一个候选式进行推导. 5、程序代码 #include char s[100]; int i, SIGN; int main() { printf("请输入一个语句，以#号结束语句（直接输入#号推出）\n"); while( 1 ) { SIGN = 0; i=0; scanf("%s",&s); if( s[0] == '#') return 0; E(); if(s[i]=='#') printf("正确语句！\n"); printf("请输入一个语句，以#号结束语句\n"); } return 1; } void E() { if(SIGN==0) { T(); E1(); } } void E1() { if(SIGN==0) { 计算机硬件实验室实验报告 一、实验目的： 根据某一文法编制调试递归下降分析程序，以便对任意输入的符号串进行分析。本次实验的目的主要是加深对递归下降分析法的理解。 二、实验要求： 对下列文法，用递归下降分析法对任意输入的符号串进行分析： （1）E->TG （2）G->+TG|—TG （3）G->ε （4）T->FS （5）S->*FS|/FS （6）S->ε （7）F->(E) （8）F->i 输出的格式如下： (1)递归下降分析程序，编制人：姓名，学号，班级 (2)输入一以#结束的符号串(包括+—*/（）i#)：在此位置输入符号串例如：i+i*i# (3)输出结果：i+i*i#为合法符号串 备注：输入一符号串如i+i*#,要求输出为“非法的符号串”。 注意： 1.表达式中允许使用运算符（+-*/）、分割符（括号）、字符i，结束符#； 2.如果遇到错误的表达式，应输出错误提示信息（该信息越详细越好）； 三、实验过程： 程序设计： 1.模块设计：将程序分成合理的多个模块（函数），每个模块做具体的同一事情。 2.写出（画出）设计方案：模块关系简图、流程图、全局变量、函数接口等。 程序编写： 1.定义部分：定义常量、变量、数据结构。 2.初始化：从文件将输入符号串输入到字符缓冲区中。 3.利用递归下降分析法，对每个非终结符编写函数，在主函数中调用文法开始符号的函数。 四、实验结果 （1）程序流程图 （2）运行结果 示例程序： #include <> #include<> #include<> #include<> char a[50] ,b[50],d[500],e[10]; char ch; int n1,i1=0,flag=1,n=5; int E(); int E1(); int T(); int G(); 实习二语法分析－自上而下分析 一、实验目的 使用预测分析方法对输入的表达式进行分析，掌握其具体的使用并且学会去分析一个文法。 二、实验内容 1．设计表达式的语法分析器算法（使用预测分析） 2．编写一段代码并上机调试查看其运行结果 三、实验要求 使用LL（1）分析算法设计表达式的语法分析器 LL（1）文法是一个自上而下的语法分析方法，它是从文法的开始符号出发，生成句子的最左推导，从左到右扫描源程序，每次向前查看一个字符，确定当前应该选择的产生式。 实现LL（1）分析的另一种有效方法是使用一张分析表和一个栈进行联合控制。 预测分析程序的总控程序在任何时候都是按STACK栈顶符号X和当前a的输入符号行事的。对于任何（X，a），总控程序每次都执行三种可能的动作之一。 1.若X＝a＝“#”，则宣布分析成功，停止分析过程 2.若X＝a≠“#”，则把X从STACK栈顶逐出，让a指向下一 个输入符号。 3.若X是一个非终结符，则查看分析表。 四、运行结果 （本程序只能对由'i','+','*','(',')'构成的以'#'结束的字符串进行分析） 五、源程序实现 /*LL(1)分析法源程序，只能在VC++中运行*/ #include 编译原理课程设计课程设计题目：LL(1)递归下降分析器 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 设计日期： 目录 1、需求分析 (1) 2、概要设计 (2) 3、详细设计 (3) 4、测试分析 (8) 5、用户手册 (9) 6、课程总结 (9) 7、参考文献 (10) 题目：LL （1）递归下降分析器 1、需求分析 语法分析是编译过程的核心部分。语法分析器的任务是识别和处理比单词更大的语法单位。如：程序设计语言中的表达式，各种说明和语句乃至全部源程序，指出其中的语法错误；必要时，可生成内部形式，便于下一阶段处理。 我们知道，语言的语法结构是用上下文无关文法描述的。按照语法分析树的建立方法，我们可以粗略地把语法分析办法分成两类，一类是自上而下分析，另一类是自下而上分析法。而自上而下这种方法是带“回溯”的，且存在许多困难和缺点。 首先，是文法的左递归性问题。一个文法是含有左递归的，如果存在非终结符P 且αP P + ?，含有左递归的文法使上述的自上而下的分析过程陷入无限循环。即，当试图用P 去匹配输入串时，我们会发现，在没有识别任何输入符号的情况下，有得重新要求P 去进行新的匹配。因此，使用自上而下分析法必须消除文法的左递归性。 其次，由于回溯，就碰到一大堆麻烦问题。如果我们走了一大段错路，最后必须回头，那么，就应把已经做的一大堆语义工作（指中间代码产生工作和各种表格的簿记工作）推倒重来。这些事情既麻烦又费时间，所以，最好应设法消除回溯。 第三，在自上而下分析过程中，当一个非终结符用某一候选匹配成功时，这种成功可能仅是暂时的。 第四，当最终报告分析不成功时，我们难于知道输入串中出错的确切位置。 最后，由于带回溯的自上而下分析实际上采用了一种穷尽一切可能的试探法，因此，效率很低，代价极高。严重的低效使得这种分析法只有理论意义，而在实践上价值不大。 由于上述原因，我们需要把原算术表达式改写为LL(1)文法，LL(1)文法的文法条件如下： 文法不含左递归。 对于文法中每一个非终结符A 的各个产生式的候选首集符两两不相交。即，若n A ααα|||21 →，则()()φαα=?j i FIRST FIRST ()j i ≠ 对文法中的每个非终结符A ，若它存在某个候选首符集包含ε，则()()φ=?A F O L L O W A F I R S T LL(1)中的第一个L 表示从左到右扫描输入串，第二个L 表示最左推导，1表示分析时每 集美大学计算机工程学院实验报告 课程名称：编译原理 指导教师：付永钢 实验成绩： 实验编号： 实验二 实验名称：递归下降分析程序构造 班级：计算12 姓名： 学号： 上机实践日期：2014.11 上机实践时间： 4学时 一、实验目的 通过设计、编制、调试一个递归下降语法分析程序，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，掌握常用的语法分析方法。通过本实验，应达到以下目标： (1) 掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序内部表示文件的方法； (2)掌握语法分析的实现方法； (3)上机调试编出的语法分析程序。 二、实验环境 Windows7 x64、VC6.0 三、实验原理 递归下降法是语法分析中最易懂的一种方法。它的主要原理是，对每个非终结符按其产生式结构构造相应语法分析子程序，其中终结符产生匹配命令，而非终结符则产生过程调用命令。因为文法递归相应子程序也递归，所以称这种方法为递归子程序下降法或递归下降法。其中子程序的结构与产生式结构几乎是一致的。 递归下降分析程序的实现思想是：识别程序由一组子程序组成。每个子程序对应于一个非终结符号。每一个子程序的功能是：选择正确的右部，扫描完相应的字。在右部中有非终结符号时，调用该非终结符号对应的子程序来完成。 自上向下分析过程中，如果带回溯，则分析过程是穷举所有可能的推导，看是否能推导出待检查的符号串。分析速度慢。而无回溯的自上向下分析技术，可根据输入串的当前符号以及各产生式右部首符，选择某非终结符的产生式，效率高，且不易出错。 无回溯的自上向下分析技术可用的先决条件是：无左递归和无回溯。即：假设A 的全部产生式为A →α1|α2|……|αn ，则必须满足如下条件才能保证可以唯一的选择合适的产生式 First(A →αi )∩First (A →αj )=Φ,当i≠j. 无左递归：既没有直接左递归，也没有间接左递归。 无回溯：对于人以非中介符号U 的产生式右部n x x x |...||21，其对应的字的首终结符号两两不相交。 如果一个文法不含回路（形如P P +?的推导），也不含以ε为右部的产生式，那么可以通过执行消除左递归的算法消除文法的一切左递归。 四、实验内容 完成以下描述算术表达式的LL(1)文法的递归下降分析程序构造 G[E]: E →TE ′ E ′→+TE ′|ε T →FT ′ 语法分析器的设计实验报告 一、实验内容 语法分析程序用LL(1)语法分析方法。首先输入定义好的文法书写文件(所用的文法可以用LL(1)分析)，先求出所输入的文法的每个非终结符是否能推出空，再分别计算非终结符号的FIRST集合，每个非终结符号的FOLLOW集合，以及每个规则的SELECT集合，并判断任意一个非终结符号的任意两个规则的SELECT 集的交集是不是都为空，如果是，则输入文法符合LL(1)文法，可以进行分析。对于文法： G[E]: E->E+T|T T->T*F|F F->i|(E) 分析句子i+i*i是否符合文法。 二、基本思想 1、语法分析器实现 语法分析是编译过程的核心部分，它的主要任务是按照程序的语法规则，从由词法分析输出的源程序符号串中识别出各类语法成分，同时进行词法检查，为语义分析和代码生成作准备。这里采用自顶向下的LL(1)分析方法。 语法分析程序的流程图如图5-4所示。 语法分析程序流程图 该程序可分为如下几步： （1）读入文法 （2）判断正误 （3）若无误，判断是否为LL(1)文法 （4）若是，构造分析表； （5）由句型判别算法判断输入符号串是为该文法的句型。 三、核心思想 该分析程序有15部分组成： （1）首先定义各种需要用到的常量和变量； （2）判断一个字符是否在指定字符串中； （3）读入一个文法； （4）将单个符号或符号串并入另一符号串； （5）求所有能直接推出&的符号； （6）求某一符号能否推出‘& ’； （7）判断读入的文法是否正确； （8）求单个符号的FIRST； （9）求各产生式右部的FIRST； （10）求各产生式左部的FOLLOW； （11）判断读入文法是否为一个LL(1)文法； （12）构造分析表M； （13）句型判别算法； （14）一个用户调用函数； （15）主函数； 下面是其中几部分程序段的算法思想： 1、求能推出空的非终结符集 Ⅰ、实例中求直接推出空的empty集的算法描述如下： void emp(char c){ 参数c为空符号 char temp[10];定义临时数组 int i; for(i=0;i<=count-1;i++)从文法的第一个产生式开始查找 { if 产生式右部第一个符号是空符号并且右部长度为1, then将该条产生式左部符号保存在临时数组temp中 将临时数组中的元素合并到记录可推出&符号的数组empty中。 } Ⅱ、求某一符号能否推出'&' int _emp(char c) { //若能推出&，返回1；否则，返回0 int i,j,k,result=1,mark=0; char temp[20]; temp[0]=c; temp[1]='\0'; 存放到一个临时数组empt里,标识此字符已查找其是否可推出空字 如果c在可直接推出空字的empty[]中,返回1 for(i=0;;i++) { if(i==count) return(0); 找一个左部为c的产生式 j=strlen(right[i]); //j为c所在产生式右部的长度 if 右部长度为1且右部第一个字符在empty[]中. then返回1(A->B,B可推出空) if 右部长度为1但第一个字符为终结符,then 返回0(A->a,a为终结符) else 编译方法实验报告 令狐采学 实验名称：简单的语法分析程序设计 实验要求 1.功能：对简单的赋值语句进行语法分析 随机输入赋值语句，输出所输入的赋值语句与相应的四元式 2.采用递归下降分析程序完成（自上而下的分析） 3.确定各个子程序的功能并画出流程图 4.文法如下： 5.编码、调试通过 采用标准输入输出方式。输入输出的样例如下： 【样例输入】 x:=a+b*c/d(e+f) 【样例输出】(说明，语句和四元式之间用5个空格隔开) T1:=b*c (*,b,c,T1) T2:=T1/d (/,T1,d,T2) T3:=a+T2 (+,a,T2,T3) T4:=e+f (+,e,f,T4) T5:=T3T4 (,T3,T4,T5) x:=T5 (:=,T5,,x) 【样例说明】程序除能够正确输出四元式外，当输入的表达式错误时，还应能检测出语法错误，给出相应错误提示。 6.设计35个赋值语句测试实例，检验程序能否输出正确的四 元式；当输入错误的句子时，检验程序能够给出语法错误的相应提示信息。 7.报告内容包括： 递归程序的调用过程，各子程序的流程图和总控流程图，详细设计，35个测试用例的程序运行截图及相关说明，有详细注释的程序代码清单等。 目录 1.语法分析递归下降分析算法5 1.1背景知识5 1.2消除左递归6 2.详细设计及流程图6 2.1 函数void V( ) // V > a|b|c|d|e...|z6 2.2 函数void A( ) // A > V:=E7 2.3 函数void E() //E > TE'7 2.4函数void T( ) // T > FT'8 2.5函数void E1( ) //E'> +TE'|TE'|null8 2.6函数void T1() // T'> *FT'|/FT'|null9 3.测试用例及截图9 3.1测试用例1及截图9 3.2测试用例2及截图10 3.3测试用例3及截图11 代码清单11WHILE循环语句的翻译程序设计(递归下降法、输出三地址表示)
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