基于C语言的词法分析程序的设计与实现

落日映苍穹つ 2024-04-01 15:30 76阅读 0赞

编译原理课程词法分析实验报告  
目录  
一、实验目的 1  
二、实验项目内容 2  
三、实验过程或算法内容要点，供参考： 2  
1、 程序实现内容介绍 2  
一、程序实现内容介绍 2  
二、语言说明 3  
2. 运算符：本词法分析器可识别的运算符包括： 3  
四、 词法编码表及说明 3  
单词 3  
五、 符号表/符号表接口及说明 10  
六、 错误处理说明 11

1.  错误输出： 11  
    2 浮点数字错误 11  
    七、程序说明及状态转换图说明 11
2.  程序输入形式 11
3.  程序输出形式 11
4.  程序执行流程 12
5.  不同类别单词状态转换图及程序实现 12  
    四、实验测试结果 17
6.  测试程序二 19  
    五、实验总结 21  
    1、实验过程中所遇到的问题及解决办法 21  
    二、实验项目内容  
    一)实验内容  
    根据某个现有编程语言的词法规则（或设计一套新的词法规则），建立词法分析器展开识别，具体功能要求包括：  
    1)支持标识符、常量（含十进制与十六进制的整数、浮点数）、关键字、分界符、运算符等词法类型；  
    2)输出每个词的类型和单词属性；  
    3)检查源程序中存在的词法错误，并报告错误所在的位置；  
    4)查填符号表，例如，对于变量标识符，需在符号表存入标识符名字、类型等信息。

二)实验要求：  
1.自选程序设计语言（java，python，c/c++）作为实现语言，手工编写词法分析程序。  
2.提交实验报告及源代码。实验报告需严格遵循学校文档规范，内容包含对应文法、词类编码表、词法分析测试用例。

三、实验过程或算法内容要点，供参考：  
1、程序实现内容介绍  
2、语言说明：词法分析器所包含C语言子集相应的文法/正规式/状态转换图  
3、词法编码表及说明  
4、符号表/符号表接口及说明  
5、错误处理说明  
6、程序说明：可选择其中重点对象进行说明，不需要在这里列出全部源代码  
一、程序实现内容介绍  
本程序实现了以C语言的词法规则子集为基础，在此基础上进行一些修改而成的词法分析器。该词法分析器可识别标识符、常量（含十进制与十六进制的整数、浮点数）、关键字、分界符、运算符等词法类型，可以进行分词并输出每个词的编码，类型与单词属性，可以检查源程序中存在的词法错误，本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=17007并报告错误所在的行数与出错的单词，并且将输出自定义的错误类型编码。可以通过符号表，常数表，错误表以及相应的入口确定需要查看的单词。

//
    // Created by llxnb on 2021/4/22.
    //
    
    #include <bits/stdc++.h>
    
    using namespace std;
    
    //关键字
    vector<pair<string, int>> keyword = {
        
            // 声明变量
            {
        "auto"    , 1},
            {
        "int"     , 2},
            {
        "double"  , 3},
            {
        "float"   , 4},
            {
        "char"    , 5},
            {
        "string"  , 6},
            {
        "long"    , 7},
            {
        "struct"  , 8},
            {
        "register", 9},
            {
        "typedef" , 10},
            {
        "short"   , 11},
            {
        "union"   , 12},
    
            // 限定、修饰符号
            {
        "const"   , 13},
            {
        "unsigned", 14},
            {
        "signed"  , 15},
            {
        "static"  , 16},
            {
        "extern"  , 17},
    
            // 循环，分支语句
            {
        "for"     , 18},
            {
        "while"   , 19},
            {
        "switch"  , 20},
            {
        "case"    , 21},
            {
        "goto"    , 22},
            {
        "if"      , 23},
            {
        "else"    , 24},
            {
        "continue", 25},
            {
        "break"   , 26},
            {
        "do"      , 27},
            {
        "default" , 28},
    
            // 输入，输出
            {
        "scanf"   , 29},
            {
        "printf"  , 30},
    
            //函数类别
            {
        "void"    , 31},
            {
        "return"  , 32},
            {
        "volatile", 33},
    
            // 布尔常量
            {
        "true"    , 70},
            {
        "false"   , 70}
    };
    
    // 运算符
    string operatorChar = "+-*/=><&|~!%";
    
    // 分界符
    string delimiters   = "()[]{}#,;'\":";
    
    // 识别是否为合法数字
    pair<int, int> checkIfDigit(string str);
    
    // 识别字符串类别（标识符/数字/关键字）
    bool judge(string str, int line_count);
    
    // 符号表，用于最后统计单词数量
    unordered_map<string, int> chara_mp;
    
    // 临时存储符号表错误表以及常数表的vector
    unordered_map<int, string> identifier_mp;
    unordered_map<int, string> error_mp;
    vector<pair<string, int>> constTable;
    
    // 符号表接口
    void output2Symbol_table(unordered_map<int, string> mp,
                             vector<pair<string, int>> constTable,
                             unordered_map<int, string> error_mp);
    
    // 输入输出文件流
    ifstream inputFile;    // 待进行词法分析源程序
    ofstream outFile;      // 分析结果
    ofstream symbol_table; // 符号表,常数表输出流
    ofstream error_table;  // 错误表

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