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1、精选优质文档-倾情为你奉上编译原理课程设计报告课题名称： C-Minus词法扫描器及语法分析器实现 提交文档学生姓名： 提交文档学生学号： 同组 成 员 名 单： 无 指导 教 师 姓 名： 金 军 指导教师评阅成绩： 指导教师评阅意见： . . 提交报告时间：2014年 6月 20日目录 1 课程设计目标结合各章节的构造编译程序的基本理论，用C或C+语言，实现一个 C-Minus 小编译程序（包括词法分析，语法分析等重要子程序）。本编译器包括以下两个模块：（1） 设计词法分析器：利用手工实现方法实现，设计各类别单词的状态转换图，并为不同类别的单词设计种别码。将词法分析器设计成供语法分析器调用
2、的子程序。功能包括：l 将不翻译的注释等符号先滤掉，转换成一个没有注释的程序 l 能够分离并收集程序中字符串的各个单词，并保存与单词记号相关的信息；（2）语法分析利用学习过递归向下的分析方法等，实现对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法分析。若语法正确，则用语法制导翻译法进行语义翻译；生成并打印出语法树；若语法错误，要求指出出错性质和出错位置（行号）。2 分析与设计2.1 程序结构本节主要分析程序的代码结构和代码工程文件的划分。（程序由两个类组成: Scanner类和Parser类，分别为词法分析和语法分析类。工程分为四个文件：scanner.h、scanner.cpp、parser.h、p
3、arser.cpp，分别对应Scanner类和Parser类的声明和实现文件）。本程序采用C+语言以面向对象的思想编写，程序分为两部分：词法分析（Scanner）和语法分析（Parser），分别将两个处理阶段封装成Scanner类和Parser类，两个类各司其职，分别完成词法分析和语法分析的任务。Scanner类主要的工作是过滤注释、词法分析获取Token。Parser类的主要工作是根据Scanner类词法分析之后的Token进行语法分析，生成语法树，最后并输出语法树。在处理过程中，Scanner类的对象作为Parser类的一个成员变量，供Parser调用。本程序myCompiler包含四个文
4、件，其具体功能如下：词法分析scanner.h：与词法分析相关的类（Scanner类）的声明scanner.cpp：词法分析阶段类（Scanner类）的实现语法分析parser.h：与语法分析相关的类（Parser类）的声明parser.cpp：语法分析阶段类（Parser类）的实现2.2 程序流程在程序中，Scanner类的对象(scanner)作为Parser类中的一个成员变量，配合Parser类进行语法分析。它们的关系是这样的：Parser类的一个成员变量scanner首先对源程序删除注释，然后进行词法分析获取所有Token，并将获取的Token存储在scanner对象的tokenLis
5、t（vector类型）中。然后Parser类的语法分析程序就根据tokenList中的Token进行语法分析，生成语法树，最后打印语法树。在这流程之间如果出现分析错误，怎输出相应的错误信息。本程序的流程图如下图： 3 词法分析3.1 代码结构分析词法分析阶段的代码被封装成一个类Scanner，scanner.h中主要是Scanner类的声明代码，scanner.cpp中主要是Scanner类的实现代码。Scanner类的代码结构和主要的成员变量和函数如下 图所示： l Scanner调用getSourseStringFromFile(string s)，从文件中获取待分析的源代码l Scann
6、er调用deleteComments()，将注释过滤掉，如果注释出错，则不进行词法分析l Scanner调用scan()，进行词法分析，将分析得到的所有Token保存在Scanner类的成员变量tokenList中，以备语法阶段调用，并将Token输出到文件Token.txt中l Scanner调用getTokenAt(int) 根据下标从tokenList数组中获取Token以上为Scanner类对外提供的公共函数：getSourseStringFromFile(string s)（从文件中获取待分析的源代码）、deleteComments()（过滤注释）、scan()（词法分析主程序）、g
7、etTokenAt(int)（获取数组中Token）。这四个函数构成了词法分析的骨架，在Scanner类中还有其他成员变量和函数，主要作为这四个函数处理过程的中间步骤，为这四个函数服务。此外，其他函数和成员变量的作用和含义如下：public:bool scanSuccess;/词法分析是否成功的标志string sourseString;/获取源代码的字符串Scanner();private:string printSpace(const int i);DFAState charType(char);/根据字母返回字符的DFA状态类型void backToLastChar();/回到上一个字符
8、char getNextChar();/获取到下一个字符TokenType getTokenType(string s);/根据字符串返回Token类型void printToken();/将词法分析好的Token输出到文件Token.txt中int charIndex; /配合getNextChar()，指定要取的字符位置string str;/在分析过程中保存Token对应的串bool commentStartFlag;/标注注释开始的标志int lineCount;/对行号计数，每次获取到/n就自增vector tokenList;/保存的Token序列3.2 Token定义3.2.1
9、Token的定义和类型Token定义:/定义的Token结构体，包括类型、对应的串、所在代码的行号struct TokenTokenType tokenType;string tokenString;int lineNo;Token类型（TokenType）:程序中，将Token的类型分为31种，分别对应于else、if、int、return、void、while、+、-、*、/、=、=、!=、=、;、,、(、)、/*、*/、num、id、错误、文件结束:/定义的Token的类型(31种)，分别对应于else、if、int、return、void、while、+、-、*、/、=、=、!=、=、
10、;、,、(、)、/*、*/、num、id、错误、结束typedef enumELSE = 1,IF,INT,RETURN,VOID,WHILE,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LT,LEQ,GT,GEQ,EQ,NEQ,ASSIGN,SEMI,COMMA,LPAREN,RPAREN,LMBRACKET, RMBRACKET,LBBRACKET,RBBRACKET,LCOMMENT,RCOMMENT,NUM,ID,ERROR,ENDFILE TokenType;3.2.2 Token的种别码TokenType的种别码如下表所示，共31种:单词符号种别码Value单词符号种别码Value
11、elseELSE1=ASSIGN17ifIF2;SEMI18intINT3,COMMA19returnRETURN4(LPAREN20voidVOID5)RPAREN21whileWHILE6LMBRACKET22+PLUS7RMBRACKET23-MINUS8LBBRACKET24*TIMES9RBBRACKET25/OVER10/*LCOMMENT26LT11*/RCOMMENT27GT13idID29=GEQ14错误ERROR30=EQ15结束ENDFILE31!=NEQ163.3 DAF分析由于词法分析程序分为两个步骤处理：删除注释和词法分析获取Token。所以对应有两个DFA，程序分
12、别根据这两个DFA进行编写，现根据DFA分析两程序deleteComments()和scan()如下：3.3.1 删除注释DFADFA描述：删除注释的DFA如下所示，一共分为5个状态，在开始状态1时，如果输入的字符为/,则进入状态2，此时有可能进入注释状态，如果在状态2时，输入的字符为*，则进入注释状态，状态将转到3，如果在状态3时，输入的字符为*，则有可能结束注释状态，此时状态将转到状态4，如果在状态4时输入的字符为/，则注释状态结束，状态转移到结束状态。对应的DFA的代码分析：删除注释的功能通过Scanner 类的成员函数deleteComments()实现，功能是将源代码中的注释过滤掉，
13、将其余代码输出到pureCodeFile.txt文件中。deleteComments()函数按照上面的DFA编写，在函数中，state变量表示状态，共分为5个状态：l 在状态1时，如果输入的字符为/,则进入状态2，否则仍处在状态1，且输出输入的字符l 在状态2时，（此时可能进入注释状态），如果输入的字符为*，则进入注释状态，状态将转到3，否则跳转到状态1，并输出/和输入的字符l 在状态3时，（此时可能结束注释状态），如果输入的字符为*，此时状态将转到状态4，否则继续在状态3l 在状态4时，如果输入的字符为/，则注释状态结束，状态转移到结束状态相应的DFA代码：代码如下所示：void Scanner:deleteComments()cout 开始删除注释. endl;ofstream fout_Sourse(pureCodeFile.txt);int state = 1;char ch;while (s
