【编译原理-实验-1】词法分析器最详细设计报告（c++版）
词法分析器
⼀、实验⽬的
了解词法分析程序的两种设计⽅法：1.根据状态转换图直接编程的⽅式；2.利⽤DFA编写通⽤的词法分析程序。（选做）
⼆、实验内容
1．根据状态转换图直接编程
编写⼀个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进⾏扫描，产⽣⼀个个的单词的⼆元式，形成⼆元式（记号）流⽂件输出。在此，词法分析程序作为单独的⼀遍，如下图所⽰。
具体任务有：
（1）组织源程序的输⼊
（2）识别单词的类别并记录类别编号和值，形成⼆元式输出，得到单词流⽂件
（3）删除注释、空格和⽆⽤符号
（4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第⼏⾏。将错误信息输出到屏幕上。
（5）对于普通标识符和常量，分别建⽴标识符表和常量表（使⽤线性表存储），当遇到⼀个标识符或常量时，查标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。
标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址
注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码⽣成等阶段逐步填⼊。
常量表结构：常量名，常量值
2．编写DFA模拟程序（选做）
算法如下：
DFA（S=S0,MOVE[ ][ ],F[ ],ALPHABET[ ]）
/S为状态，初值为DFA的初态，MOVE[ ][ ]为状态转换矩阵，F[ ] 为终态集，ALPHABET[] 为字母表，其中的字母顺序与MOVE[ ][ ] 中列标题的字母顺序⼀致。/
{
Char Wordbuffer[10]=“”//单词缓冲区置空
Nextchar=getchar（）；//读
i=0；
while（nextchar！=NULL）//NULL代表此类单词
{ if （nextchar！∈ALPHABET[]） {ERROR（“⾮法字符”），return（“⾮法字符”）；}
S=MOVE[S][nextchar] //下⼀状态
if（S=NULL）return（“不接受”）；//下⼀状态为空，不能识别，单词错误
wordbuffer[i]=nextchar ； //保存单词符号
i++；
nextchar=getchar（）；
}
Wordbuffer[i]=‘\0’;
If（S∈F）return（wordbuffer）； //接受
Else return（“不接受”）；
}
该算法要求：实现DFA算法，给定⼀个DFA（初态、状态转换矩阵、终态集、字母表），调⽤DFA（），识别给定源程序中的单词，查看结果是否正确。
三、实验要求
1．能对任何S语⾔源程序进⾏分析（S语⾔定义见下⾯）
在运⾏词法分析程序时，应该⽤问答形式输⼊要被分析的S源语⾔程序的⽂件名，然后对该程序完成词法分析任务。
2．能检查并处理某些词法分析错误
词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的⾏号，错误的编号及错误信息。
本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）：
1：⾮法字符：单词表中不存在的字符处理为⾮法字符，处理⽅式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符⾮法”。
2：源程序⽂件结束⽽注释未结束。注释格式为：/* …… */
四、S语⾔定义
1.保留字和特殊符号表
单词代码单词单词助记符内码值1int int-
2char char-
3float float-
4void void-
5const const-
6for for-
7if if-
8else else-
9then then-
10while while-
11switch switch-
12break break-
13begin begin-
14end end-
15
16
17标识符id在符号表中的位置18数字（包括整数和实数）num在常数表中的位置19++-
20---
21**-
22//-
23%%-
24((-
25))-
26[[-
27]]-
单词代码单词单词助记符内码值28
29<relop-
30>relop-
31<=relop-
32>=relop-
33==relop-
34!=relop-
35,,-
36;;-
37/=/=-
38+=+=-
39-=-=-
40*=*=-
41%=%=-
42||or-
43&&and-
44!not-
45==-
单词的构词规则：
字母=[A-Z a-z]
数字=[0-9]
标识符=（字母|）（字母|数字|）*
数字=数字(数字)*( .数字+| )
2．S语⾔表达式和语句说明
1．算术表达式:+、-、、/、%
2．关系运算符：>、>=、<、<=、==、！=
3．赋值运算符：=，+=、-=、=、/=、%=
4．变量说明：类型标识符 变量名表；
5．类型标识符：int char float
6．If语句：if 表达式then 语句 [else 语句]
7．For语句：for（表达式1；表达式2；表达式3） 语句
8．While语句：while 表达式 do 语句
9．S语⾔程序：由函数构成，函数不能嵌套定义。
函数格式为：
返回值函数名（参数）
begin
数据说明
语句
end
10．复合语句构成
begin
语句序列
end
五、程序参考结构说明
1．Initscanner函数：程序初始化：输⼊并打开源程序⽂件和⽬标程序⽂件，初始化保留字表
2．Scanner函数：若⽂件未结束，反复调⽤lexscan函数识别单词。
3．Lexscan函数：根据读⼊的单词的第⼀个字符确定调⽤不同的单词识别函数
4．Isalpha函数：识别保留字和标识符
5．Isnumber函数：识别整数，如有精⼒，可加⼊识别实数部分⼯功能
6．Isanotation函数：处理除号/和注释
7．Isother函数识别其他特殊字符
8．Output函数：输出单词的⼆元式到⽬标⽂件，输出格式（单词助记符，单词内码值），如（int，-）（rlop，>）……9．Error函数：输出错误信息到屏幕
10．除此之外，还可以设置查符号表，填写符号表等函数，学⽣可⾃⾏设计。
六、实验过程说明
测试源程序⽰例：
//aa.c
void aa()
begin
float  rate,circle;
rate=3;
circle=3.14*rate*rate;
end
输出结果：
（1）输出结果⽂件：
（void,-）(id,0)((,-)(),-)(begin,-)(float,-)(id,1)……
（2）标识符的符号表：
Name                  type                  address
0 aa
1 rate
2 circle
isalpha 函数3
4
5
（3）常数表：
Name                value      03
13.14
2
3

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