编译原理-词法分析（实验 C语言）

编译原理-词法分析

1. 实验目的

设计、编写并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解

2. 实验要求

2.1 待分析的简单语言的词法

  1. 关键字：begin，if，then，while，do，end
    所有关键字都是小写
  2. 运算符和界符：:,=,+,-,*,/,<,<=,<>,>,>=,=,;,(,),#
  3. 其他单词是标识符（id）和整型常数（NUM），通过以下正规式定义：
    ID = letter(letter|digit)*
    NUM = digit digit*
  4. 空格由空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、NUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽视

2.2 各种单词符号对应的种别码

单词符号种别码单词符号种别码
begin1:17
if2:=18
then3<20
while4<>21
do5<=22
end6>23
letter(letter digit)*10>=24
digit digit*11=25
+13;26
-14(27
*15)28
/16#0
[29]30
{31}32
,33!=40
==39

2.3 词法分析程序的功能

输入：所给文法的源程序字符串
输出：二元组(syn,token或sum)构成的序列

其中：syn为单词种别码；token为存放的单词自身字符串；sum为整型常数
例如： 对源程序
begin x:=9; if x > 0 then x:=2 * x + 1 / 3; end #
的源文件，经词法分析后输出如下序列：
(1,begin)(10,‘x’)(18,:=)(11,9)(26,😉(2,if)…

3. 词法分析程序的算法思想

算法的基本任务是从字符串表示的源程序中识别出具有独立意义的单词符号，其基本思想是根据扫描到单词符号的第一个字种类，拼出相应地单词符号

3.1 主程序示意图

主程序示意图如图所示，其中初值包括如下两个方面

  1. 关键字表的初值
    关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表各中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符，关键字表为一个字符串数组，描述如下：

    char* rwtab[] = {“begin”,“if”,“then”,“while”,“do”,“end”,_KEY_WORD_END}; //关键字数组

  2. 程序中需要用到的主要变量为syn,token和sum
    在这里插入图片描述

3.2 扫描子程序的算法思想

首先设置3个变量：

  1. token用来存放构成单词符号的字符串
  2. sum用来存放整型单词
  3. syn用来存放单词符号的 种别码

扫描子程序主要部分流程如图：
在这里插入图片描述

4. 词法分析程序的C语言程序框架

最终代码：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// #include <iostream>

#define _KEY_WORD_END "waiting for your expanding"  // 定义关键字结束标志

// 单词二元组的结构
typedef struct 
{
    int typenum;
    char* word;
}WORD;

//函数声明
char m_getch();
void getbc();
void concat();
int letter();
int digit();
int reserve();
void retract();
char *dtb();
WORD *scaner();

char input[255];  //输入换缓冲区
char token[255] = "";  //单词缓冲区
int p_input;  //输入换缓冲区指针
int p_token;  //单词缓冲区指针

char ch;  //当前读入字符
char* rwtab[] = {"begin","if","then","while","do","end",_KEY_WORD_END};  //关键字数组

WORD* scaner();  //词法扫描函数，获得一个单词

int main(void)
{
    // printf("111");
    int over = 1;
    WORD* oneword = new WORD;  //new为c++中的关键字 在使用new进行内存分配时，需要包含相关类型的头文件。#include <iostream>
    while (1)
    {
        printf("Enter Your words(end with #):");
        scanf("%[^#]s",input);  //读入源程序字符串到缓冲区，以#结束，允许多行输入
        p_input = 0;
        printf("Your words: \n %s \n",input);
        while (over < 1000 && over != -1) 
        {
            oneword = scaner();  //获得新单词 
            if(oneword -> typenum < 1000)
            {
                printf("(%d,%s)",oneword -> typenum,oneword -> word);  //打印种别码和单词本身的值
            }
            over = oneword -> typenum;
            free(oneword);
        }
        over = 1;
        // printf("\n press # to exit: \n");  //#号退出程序
        // scanf("%[^#]s",input);

        while(getchar() != '\n')
        {

		}
		printf("\npress # to exit:");
		if(getchar() == 35)
        {
			return 0;
		}
		while(getchar() != '\n')
        {

        }
    }      
}


// 从输入缓冲区读取一个字符到ch中
char m_getch()
{
    ch = input[p_input];
    p_input = p_input + 1;
    return(ch);
}

// 去掉空白符号
void getbc()
{
    while(ch == ' ' || ch == 10)
    {
        ch = input[p_input];
        p_input = p_input + 1;
    }
}

//拼写单词
void concat()
{
    token[p_token] = ch;
    p_token = p_token + 1;
    token[p_token] = '\0';
}

//判断是否字母
int letter()
{
    if(ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch >= 'A' && ch <= 'Z')
        return 1;
    else 
        return 0;
}

//判断是否数字
int digit()
{
    if(ch >= '0' && ch <= '9')
        return 1;
    else 
        return 0;
}

// 检索关键字表格
int reserve(){
    int i = 0;
    while(strcmp(rwtab[i],_KEY_WORD_END))
    {
        if(!strcmp(rwtab[i],token))
        {
            return i + 1;
        }
        i = i + 1;
    }
    return 10;
}

//回退一个字符
void retract()
{
    p_input = p_input - 1;
}

//数字转换成二进制
char* dtb(char *buffer)
{
    int j = 0;
	int flag = 0;
	int k = (sizeof(char)<<3) - 1;
	
	char temp = ch - '0';
	for(int i = 0; i < (sizeof(char)<<3); i++,k--){
		if((temp >> k & 0x01) == 0){
			if(flag == 1){
				buffer[j++] = 0 + '0';
			}	
		}
		else{
			flag = 1;
			buffer[j++] = (temp >> k & 0x01) + '0';
		}
	}
	buffer[j] = 0;
	return buffer;
}


WORD* scaner()
{
    WORD* myword = new WORD;
    myword -> typenum = 10;
    myword -> word = "";
    p_token = 0;
    m_getch();
    getbc();
    if(letter())
    {
        while (letter() || digit())
        {
            concat();
            m_getch();
        }
        retract();
        myword -> typenum = reserve();
        myword -> word = token;
        return (myword);
    }
    else if(digit())
    {
        while (digit())
        {
            concat();
            m_getch();
        }
        retract();
        myword ->typenum = 11;
        myword -> word = token;
        return (myword);
    }
    else switch (ch)
    {
        case '=' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 39; // == 的种别码为39
                myword -> word = "==";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 25; // = 的种别码为25
            myword -> word = "=";
            return (myword);
            break;
        case '+' : 
            myword -> typenum = 13; // + 的种别码为13
            myword -> word = "+";
            return (myword);
            break;
        case '-' : 
            myword -> typenum = 14; // - 的种别码为14
            myword -> word = "-";
            return (myword);
            break;
        case '*' : 
            myword -> typenum = 15; // * 的种别码为15
            myword -> word = "*";
            return (myword);
            break;
        case '/' : 
            myword -> typenum = 16; // / 的种别码为16
            myword -> word = "/";
            return (myword);
            break;
        case '(' : 
            myword -> typenum = 27;
            myword -> word = "(";
            return (myword);
            break;
        case ')' : 
            myword -> typenum = 28;
            myword -> word = ")";
            return (myword);
            break;
        case '[' : 
            myword -> typenum = 29;
            myword -> word = "[";
            return (myword);
            break;
        case ']' : 
            myword -> typenum = 30;
            myword -> word = "]";
            return (myword);
            break;
        case '{' : 
            myword -> typenum = 31;
            myword -> word = "{";
            return (myword);
            break;
        case '}' : 
            myword -> typenum = 32;
            myword -> word = "}";
            return (myword);
            break;
        case ',' : 
            myword -> typenum = 33;
            myword -> word = ",";
            return (myword);
            break;
        case ':' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 18;
                myword -> word = ":=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 17;
            myword -> word = ":";
            return (myword);
            break;
        case ';' : 
            myword -> typenum = 26;
            myword -> word = ";";
            return (myword);
            break;
        case '>' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 24;
                myword -> word = ">=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 23;
            myword -> word = ">";
            return (myword);
            break;
        case '<' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 22;
                myword -> word = "<=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 20;
            myword -> word = "<";
            return (myword);
            break;
        case '!' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 40;
                myword -> word = "!=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = -1;
            myword -> word = "ERROR";
            return (myword);
            break;
        case '\0' : 
            myword -> typenum = 1000;
            myword -> word = "OVER";
            return (myword);
            break;
        default:
            myword -> typenum = 0;
            myword -> word = "#";
            return (myword);
    }
}

5. 实验结果

输入源程序后得出结果：
在这里插入图片描述

press # to exit:
在这里插入图片描述

输入其他字符，继续输入源程序：
在这里插入图片描述

6. 实验小结

  1. 关键词new出错
    改进：将c源程序改为c++
    原因：new为c++中的关键字 在使用new进行内存分配时，需要包含相关类型的头文件。#include <iostream>

  2. void main()出错 error: '::main' must return 'int'
    解决方式：将void main改为int main(void)

  3. 数字转换二进制
    十进制转二进制代码

    //数字转换成二进制
char* dtb(char *buffer)
{
    int j = 0;
	int flag = 0;
	int k = (sizeof(char)<<3) - 1;
	
	char temp = ch - '0';
	for(int i = 0; i < (sizeof(char)<<3); i++,k--){
		if((temp >> k & 0x01) == 0){
			if(flag == 1){
				buffer[j++] = 0 + '0';
			}	
		}
		else{
			flag = 1;
			buffer[j++] = (temp >> k & 0x01) + '0';
		}
	}
	buffer[j] = 0;
	return buffer;
}

  4. 增加：=的判断

    case ':' : 
            m_getch();
            if(ch == '=')
            {
                myword -> typenum = 18;
                myword -> word = ":=";
                return (myword);
            }
            retract();
            myword -> typenum = 17;
            myword -> word = ":";
            return (myword);
            break;

  5. 程序运行后会自动退出，无法满足按#退出
    解决方式：

    修改main函数
   
int main(void)
{
    // printf("111");
    int over = 1;
    WORD* oneword = new WORD;  //new为c++中的关键字 在使用new进行内存分配时，需要包含相关类型的头文件。#include <iostream>
    while (1)
    {
        printf("Enter Your words(end with #):");
        scanf("%[^#]s",input);  //读入源程序字符串到缓冲区，以#结束，允许多行输入
        p_input = 0;
        printf("Your words: \n %s \n",input);
        while (over < 1000 && over != -1) 
        {
            oneword = scaner();  //获得新单词 
            if(oneword -> typenum < 1000)
            {
                printf("(%d,%s)",oneword -> typenum,oneword -> word);  //打印种别码和单词本身的值
            }
            over = oneword -> typenum;
            free(oneword);
        }
        over = 1;
        // printf("\n press # to exit: \n");  //#号退出程序
        // scanf("%[^#]s",input);

        while(getchar() != '\n')
        {

		}
		printf("\npress # to exit:");
		if(getchar() == 35)
        {
			return 0;
		}
		while(getchar() != '\n')
        {

        }
    }      
}

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结构体内存对齐实现位段 一.结构体1.结构体的声明2.结构体变量成员访问操作符3.结构体传参4.匿名结构体5.结构的自引用 二.结构体内存对齐1.对齐规则2.为什么存在内存对齐&#xff1f;3.修改默认对齐数 三.结构体实现位段1.什么是位段2.位段的内存分配3.位段的跨平台问题4.位段…
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flink读取hive写入http接口

flink读取hive写入http接口

目录 0、创建hive数据 1、pom.xml 2、flink代码 3、sink 4、提交任务jar 5、flink-conf.yaml 6、数据接收 flink-1.17.2jdk1.8hive-3.1.3hadoop3.3.6passwordhttp0、创建hive数据 /cluster/hive/bin/beeline !connect jdbc:hive2://ip:10000 create database demo; d…
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2024 年最新 Python 基于百度智能云实现短语音识别详细教程

2024 年最新 Python 基于百度智能云实现短语音识别详细教程

百度智能云语音识别 采用国际领先的流式端到端语音语言一体化建模算法&#xff0c;将语音快速准确识别为文字&#xff0c;支持手机应用语音交互、语音内容分析、机器人对话等场景。百度短语音识别可以将 60 秒以下的音频识别为文字。适用于语音对话、语音控制、语音输入等场景…
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HTTP-web服务器

HTTP-web服务器

web服务器 web服务器实现了http和相关的tcp连接处理&#xff0c;负责管理web服务器提供的资源&#xff0c;以及对服务器的配置&#xff0c;控制以及拓展等方面的管理 web服务器逻辑实现了http协议&#xff0c;并负责提供web服务器的管理功能&#xff0c;web服务器逻辑和操作系…
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skywalking基础使用

skywalking基础使用

skywalking基础使用 找链路追踪Id将链路追踪Id拿到skywalking-ui中筛选对应链路补充说明例如, sql的打印能让我们了解到代码中对应的sql是否符合预期 找链路追踪Id 在接口响应header中复制x-trace-id 这个接口响应正常了, 异常没有暴露到前端, 且调用链路很长, 但我们借助s…
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校园外卖系统的技术架构与实现方案

校园外卖系统的技术架构与实现方案

随着校园生活的日益现代化&#xff0c;外卖需求在高校学生群体中迅速增长。为了满足这一需求&#xff0c;校园外卖系统应运而生。本文将详细探讨校园外卖系统的技术架构及其实现方案&#xff0c;帮助读者了解这一系统的核心技术与实现路径。 一、系统概述 校园外卖系统主要包…
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【旅行】关于毕业旅行与长期旅行计划（城市、攻略、预算、交通、面基等）

【旅行】关于毕业旅行与长期旅行计划（城市、攻略、预算、交通、面基等）

【旅行】关于毕业旅行与长期旅行计划&#xff08;城市、攻略、预算、交通、面基等&#xff09; 文章目录 一、目的地与去哪儿玩1、可能2、人民币3、国家地理4、省份与城市5、环球旅行 二、攻略之怎么玩&#xff08;旅行预算、攻略&#xff09;1、旅行预算之交通、住宿、门票等2…
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Linux 35.5 + JetPack v5.1.3@RACER编译安装

Linux 35.5 + JetPack v5.1.3@RACER编译安装

Linux 35.5 JetPack v5.1.3RACER编译安装 1. 源由2. 编译&安装Step 1&#xff1a;依赖库安装Step 2&#xff1a;LKH-3安装Step 3&#xff1a;建立工程Step 4&#xff1a;编译工程Step 5&#xff1a;安装工程 3. 问题汇总3.1 组件ros-noetic-multi-map-server问题3.2 swarm…
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自动化测试-Selenium-元素定位

自动化测试-Selenium-元素定位

一.元素定位 因为使用selenium进行自动化测试&#xff0c;元素定位是必不可少的&#xff0c;所以这篇文章用于自动化测试中的selenium中的元素定位法。 1.根据id属性进行定位&#xff08;id是唯一的&#xff09; id定位要求比较高&#xff0c;要求这个元素的id必须是固定且唯…
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