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1、实验 2 词法分析程序的设计一、实验目的掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。二、实验内容编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。三、实验要求1、根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图；标识符(|)*十进制整数0 | ( ( 1|2|3|4|5|6|7|8|9) ( 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9) *)八进制整数0( 1|2|3|4|5|6|7) (0|1|2|3|4|5|6|7) *十六进制整数0x( 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|)f (0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|)f *运算符和
2、界符+ - * / = ( ) ；关键字if then else while do2、根据状态图，设计词法分析函数int scan( ) ，完成以下功能：1) 从文本文件中读入测试源代码，根据状态转换图，分析出一个单词，2) 以二元式形式输出单词其中单词种类用整数表示：0：标识符1：十进制整数2：八进制整数3：十六进制整数运算符和界符，关键字采用一字一符，不编码其中单词属性表示如下：标识符，整数由于采用一类一符，属性用单词表示运算符和界符，关键字采用一字一符，属性为空3、编写测试程序，反复调用函数scan( ) ，输出单词种别和属性。四、实验环境PC 微机DOS 操作系统或Windows 操作
3、系统Turbo C 程序集成环境或Visual C+ 程序集成环境五、实验步骤1、 根据正规式，画出状态转换图；if then else while do122、根据状态图，设计词法分析算法;观察状态图，其中状态 2、4、7、10 (右上角打了星号)需要回调一个字符。声明一些变量和函数：ch：字符变量，存放最新读进的源程序字符。strToken:字符串变量，存放构成单词符号的字符串。GetChar():子函数，将下一输入字符读到ch中，搜索指示器前移一字符位置。GetBC():子函数，检查 ch中的字符是否为空白。若是，则调用 GetChar()直至ch 中进入一个非空白字符。Concat()
4、:子函数，将ch中的字符连接到 strToken之后。IsLetter():布尔函数，判断ch中的字符是否为字母。IsDigit():布尔函数，判断ch中的字符是否为数字。Reserve。：整型函数，对strToken中的字符串查找保留字表，若它是一个保留字则返回它的编码，否则返回0。SearchOp():整型函数，对ch查找运算符和界符，若它是一个运算符或界符，则返回它的编码，否则返回0。Retract():子函数，将搜索指示器回调一个字符位置，将ch置为空白字符。ProError():错误处理函数。关键字保存在字符数组中，定义编码为相对数组首地址的位置+ 1。保留子表顺序如下： if ,t
5、hen ,else ,while, do ，则相应编码为:1, 2, 3, 4, 5。运算符和界符保存在字符数组中，编码定义与关键字相同，顺序如下： + ,- , *，/ , , ,二,(,),；,编码为：110。二元表单词单词种类属性标识符0单词自身十进制整数1单词自身八进制整数2单词自身十六进制整数3单词自身运算符和界符单词自身-关键字单词自身-算法如下:ch= ; strToken=”GetBC();if(IsLetter() while(IsLetter() | IsDigit() Concat(); GetChar(); Retract();, strToken);If(Reserv
6、e() printf(else printf( , strToken);else if( 1 =ch & ch = 9) while(IsDigit() Concat(); GetChar(); Retract();printf( , strToken);else if(ch= 0) GetChar();if(ch = 1 & ch = 0 & ch = 7) Concat(); GetChar(); Retract();printf( , strToken);else if(ch= x) GetChar();while(IsDigit() | ch= a, & ch= f) Concat()
7、; GetChar(); Retract();printf( , strToken);else Retract(); printf( );else if(SearchOp() printf( , ch);else ProError();3、采用C或C+语言，设计函数scan(),实现该算法；char GetChar(FILE * fp) 读取文件中的一个字符char ch;ch = fgetc(fp);return ch;char GetBC(FILE* fp) /读取文件的字符直至ch不是空白char ch; do ch = GetChar(fp); while (ch = | ch = t
8、 | ch = n); return ch;void Concat(charch ,charstrToken口)/将ch 中的字符连接到 strToken之后char str2;str0 = ch;str1 = 0; strcat(strToken,str);int IsLetter(charch) /布尔函数，判断ch中的字符是否为字母，是返回1,否则返回0int flag = 0;if (ch = a & ch = 0 & ch = 9) flag = 1;return flag;int ReserveChar strToken口)/整型函数，又tstrToken中的字符串查找保留字表，若
9、它是一个保留字则返回它的编码，否则返回0int code = 0,i;char keyWord66 = if , then, else, while, do ; for (i = 0; i 5; i+) if (strcmp(strToken, keyWordi) = 0) code = i + 1;break;return code;int SearchOPcharch) /整型函数，对strToken中的字符串查找运算符和界符，若它是一个运算符或界符，则返回它的编码，否则返回0int code = 0, i;char OP11 = +,-,*,/,=,(,);for (i = 0; i 1
10、0; i+) if (ch = OPi) code = i + 1; break;return code;char Retract(FILE* fp,charch) 子函数，将搜索指示器回调一个字符位置，将ch置为空白字符ch =;fseekfp, -1L, 1);return ch;void ProError( ) /错误处理函数printf(输入错误！ n);return;FILE* scan(FILE* fp) 输出单个二元式char ch;char strToken10;strToken0 = 0;置 strToken 为空串ch = GetBC(fp);/先读取一个非空白的字符if
11、(feof(fp) return fp;/判断文件尾，是则返回调用程序/判断标识符if (IsLetter(ch) while (IsLetter(ch) | IsDigit(ch) Concat(ch, strToken) ch = GetCharfp);ch = Retract(fp,ch);if (Reserve(strToken) /判断关键字printf(n, strToken);elseprintf(n, strToken);elseif (ch = 1 & ch = 9) 判断十进制整数while (IsDigit(ch) Concat(ch, strToken); ch = G
12、etCharfp);ch = Retract(fp, ch);printf( n, strToken);elseif (ch = 0) ch = GetChar(fp);if (ch = 1 & ch = 0 & ch = 7) Concat(ch, strToken); ch = GetChar(fp);ch = Retractfp, ch);printf( n, strToken);else if (ch = x) /判断十六进制整数ch = GetCharfp);while (IsDigit(ch) | ch = a & ch = f) Concat(ch, strToken);ch =
13、 GetChar(fp);Ich = Retractfp, ch);printf(n, strToken);Ielse /判断十进制的0ch = Retractfp, ch);printf(n);=elseif (SearchOP(ch) /判断运算符和界符printf( n, ch);else /出错ProError(); return fp;4、编制测试程序(主函数main);#includeusing namespacestd;#defineNULL 0nt main( ) FILE* fp;if (fp = fopen(C:UsersAdministratorDesktopCode.t
14、xt , r) = NULL ) /以只读方式打开文件，失败则退出程序printf( file can not open!);exit(0);printf(词法分析结果如下:n);while (!feof(fp) /若不是文件尾则执行循环fp = scan(fp);输出单词种类、属性的二元式fclose(fp);关闭文件fp = NULL ;/避免指向非法内存5、调试程序：读入文本文件，检查输出结果。Jde.brt -记事本W件旧的格式(0查看(V)帮助S)_ if(flag 0z3f then data=data+01;elsedata=data-01;dodata = data + 01;
15、flag = flag + 0x89; while(data) |elsedat a= datS3 C:VZ i n d owssyste m 3 2cmd. exe丽 C:Window5syitem32cnnid.exe，谶 港去：-MMM3prograntxrmM3w谶nT取： if dafa+92vox3f fhendafaHdafa+01;e-sedafaHdafa01;f . IVAo . dafav+ 7 .V1 7 92VAv 7 .V3.3fv Afherl. iv Ao . dafav ah - VAo . dafav+ 7 .V2 ) IV；.VAe-se . iv Ao
16、. dafavH IVAo . dafav Ai - IV 2% A; . .V七、实验报告要求实验报告应包括以下几个部分：1、词法的正规式描述；2、变换后的状态图；3、词法分析程序的数据结构与算法。八、思考题1 、 词法分析能否采用空格来区分单词？答：不能，因为程序的语法里有包括：；， ， ， （， ） 等界符或 连接符号存在，这些符号符与单词的连接无空格，用空格区分单词将无法保证程序语法的正确。2 、 程序设计中哪些环节影响词法分析的效率？如何提高效率？答 : 本程序在判断关键字时，是在完成对标志符的识别后，判断该标识符是否是保留字，若是则判断为关键字，这种情况下，导致每次识别完一个标识符，都要查询保留字表，会影响效率，可在识别标识符的程序段中添加对关键字的识别，如首字母的特别判断或遇到数字跳过关键字的判断等。另外，程序的实现是通过在主函数中循环调用 scan （）函数来输出二元式，一次调用就输出一个二元式，可以考虑使用堆栈，先将读来的数据压栈，再进行识别，这样比重复调用函数效率更高，而且也不必使用文件指针来回调字节，用堆栈会更方便更安全准确，省去不少程序段。
编译原理实验报告2-词法分析程序的设计
