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1、编译原理实验报告词法分析器学院：计算机科学与技术时间：2012/6/9一、 问题描述选择计算机高级程序语言之一 C语言，运用恰当的词法分析技术线路，设计和实现其对应的词法分析器提示：技术线路选择如下两种之一：正则式NFADFAmin DFA程序设计或 正则文法NFADFAmin DFA程序设计。要求：分析器输出结果存入到磁盘文件中，具有出错处理功能。二、 系统分析编译原理涉及词法分析，语法分析，语义分析及优化设计等各方面。词法分析阶段是编译过程的第一个阶段，是编译的基础。这个阶段的任务是从左到右一个字符一个字符地读入源程序，即对构成源程序的字符流进行扫描然后根据构词规则识别单词(也称单词符号或
2、符号)。词法分析程序实现这个任务。从左到右逐个字符对构成源程序的字符串进行扫描，依据词法规则，识别出一个一个的标记（token），把源程序变为等价的标记串序列。执行词法分析的程序称为词法分析器，也称为扫描器。本次实验，我选择用C+来实现这个词法分析器。程序语言的单词符号一般分为以下六种：关键字、标识符、常量、运算符、界符、字符串词法分析程序所输出的单词符号常常采用以下二元式表示：（单词 种别，单词自身的值），单词的种别是语法分析所需要的信息，而单 词自身的值是编译其他阶段需要的信息。 单词的种别可以用整数编码表示，比如标识符编码为 1，程序最 后输出的形式应为： 关键字 int （2 ， in
3、t ） 标识符 t_val (1 , t_val) 常量 3.14e+2 (3 , 3.14e+2)其中，本次实验设计的如下：（1）关键字有34个：分别包括char,int,short,long,signed,unsigned,float,double,const,void,volatile,enum,struct,union,typedef,auto,extern,static,register,if,else,switch,case,default,while,do,for,break,continue,goto,return,sizeof,#include,#define前面32个是标准
4、C的关键字，后两个是预编译的关键字。（2）常量分为：小数，整数，浮点数，字符。本次实验中，设计了小数，整数和浮点数，但是都没有包含后面的U，L，UL等标识。而单个字符常量并没有考虑。也就是a表示的并不是对应的数值。（3）运算符和界符：本次实验设计的运算符和界符很多，基本将所有的运算符都设计进去了。其中包括 +,+,+=, -,-=,-,-, *,*=, /,/=, , , = ,=,=,=,66union14=68auto1672if20=73else2174switch2285#include33+=86#define34-=87ID标识符40*=88NUM常量50/=89=51%=90+5
5、2=91-53%92?95“9394采用的技术路线是正则式NFADFAmin DFA程序设计三、 系统设计l=az,AZ;d=09;1. 关键字：关键字是最好识别的，他都是由字母组成，在程序中，只要写一个小程序将设计的34个关键字保存在一个string类型的vector中，然后做一次循环，将字符串逐个与34个关键字对比，相同则取出对应的种别编码，存入事先设计好的vector中。本次设计中关键字有34个：分别包括char,int,short,long,signed,unsigned,float,double,const,void,volatile,enum,struct,union,typede
6、f,auto,extern,static,register,if,else,switch,case,default,while,do,for,break,continue,goto,return,sizeof,#include,#define前面32个是标准C的关键字，后两个是预编译的关键字。2. 标识符：标识符的正规式为：(l|_)(l|d|_)*对应的NFA为：l|_21l|d|_实际应用到程序上的DFA为：12l|_3l|d|_非l|d|_其中，状态3中代表标识符。事实上，关键字是特殊的标识符，所以首先先将他们归为一类，之后再写程序将其区别，在这里就不画出图了。3. 常量分为：小数，整数
7、，浮点数，字符。本次实验中，设计了小数，整数和浮点数，但是都没有包含后面的U，L，UL等标识。而单个字符常量并没有考虑。也就是a表示的并不是对应的数值，而是将作为符号记录，而将字母a当作了一个标识符，所以程序写的不是很到位，还有很多小细节上没有很好的处理。而小数，整数，浮点数这三类我又将他归并后分为了无符号数和有符号数两类。在这里先给出无符号数的正规式和DFA。至于有符号数，除了开始有符号外，之后的判断与无符号数是一致的，所以在这里不在重复的给出，到了+号和号的时候再给出对应的判断。无符号数正规式：d(d)*|(d(d)*|)(.d(d)*( |e(+|-|)d(d)*)|e(|+|-)d(d
8、)*)下面给出无符号数的DFA：14d5非l|d|_|.|e6l|_.7l|_|.d8dl|_|.10非l|d|_|.|e9e1211d+|-d6+|-|l|_|.|e+|-|l|_|.|ed13非+|-|l|_|.|e14151716dd+|-l|_|e|.el|_|e|.|+|-非+|-|l|_|.|e|dl|_|e|.|+|-dd解释一下上面图的终结状态：状态5：表示整数，如123，78等状态6：表示错误，包括以数字开头字母结尾的错误标识符，有多个小数点的数字，有多个E或e的数字等，这些都是词法错误。状态10：表示小数，如12.34，7.1等状态13：表示带有指数前面是小数的数，比如1.
9、2e+12，2.34e14等状态16：表示带有指数前面是整数的数，如：2e+12，4e11等上述图中还省略了以小数点或字母e开头的DFA，但是这和上面所画的大同小异，所以在这里就不在重复的给出。画图确实比较麻烦。至于有符号数，和上面的图实际上相差的也不多，就是在1号状态之前多了一个加号和减号的判断，这里也不再画出。4. 运算符和界符：本次实验设计的运算符和界符很多，基本将所有的运算符都设计进去了。其中包括 +,+,+=, -,-=,-,-, *,*=, /,/=, , = ,=,=,=,141615=17*非=1918=20/非=2221=23!非=2524=26=非=2827=29非=3130=3332=非=3435非=|
