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南京邮电大学编译原理实验一（词法分析器的构造）
文章目录
- 一、 实验目的和要求
- 二、实验环境(实验设备)
- 三、实验原理及内容
- （一）设计概要
- 1、C++语言子集
- 2、单词及编码
- 3、状态转换图
- （二）实现分析
- （三）结果分析
- 四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）
- （一）实验中遇到的主要问题及解决方法
- （二）实验心得
- （三）意见与建议（没有可省略）
一、 实验目的和要求
设计、编制、调试一个词法分析程序，对单词进行识别和编码，加深对词法分析原理的理解。
二、实验环境(实验设备)
硬件：微型计算机
软件：Windows 操作系统、Visual Studio 2019
三、实验原理及内容
（一）设计概要
1、C++语言子集
（1） 关键字：
void、int、main、return、if、else
（2） 运算符和界限符：
+、-、*、/、%、=
;、(、)、[、]、{、}
（3） 整型常数（INT）和标识符（ID）通过正规文法定义
:= |
:= letter||(||)
2、单词及编码
| 基本符号 | 类型 | 类型说明 |
|---|---|---|
| void | 1 | 关键字 |
| int | 1 | 关键字 |
| main | 1 | 关键字 |
| return | 1 | 关键字 |
| if | 1 | 关键字 |
| else | 1 | 关键字 |
| ; | 2 | 界限符 |
| ( | 2 | 界限符 |
| ) | 2 | 界限符 |
| [ | 2 | 界限符 |
| ] | 2 | 界限符 |
| { | 2 | 界限符 |
| } | 2 | 界限符 |
| + | 3 | 运算符 |
| - | 3 | 运算符 |
| * | 3 | 运算符 |
| / | 3 | 运算符 |
| % | 3 | 运算符 |
| = | 3 | 运算符 |
| 标识符 | 4 | 标识符 |
| 整常数 | 5 | 常量 |
3、状态转换图
（二）实现分析
1、代码
#include <iostream>
#include<fstream>
#define KEYWORD 1
#define DELIMITER 2
#define OPERATOR 3
#define IDENTIFIER 4
#define CONSTINTEGRAL 5
#define ELSE 0// 关键词列表，界限符列表、运算符列表
std::string keyWord[] = { "void", "int", "char", "main", "return", "if", "else"};
std::string delimiter[] = { "(", ")", "[", "]", "{", "}", ";", "," };
std::string operator0[] = { "+", "-", "*", "/", "%", "=" };// 检测 char 中字符是否为字母
bool Letter(char c)
{if (c >= 'A' && c <= 'Z' || c >= 'a' && c <= 'z') {return true;}return false;
}// 检测单词是否为关键字
bool KeyWord(std::string str)
{for (std::string p : keyWord){if (p == str)return true;}return false;
}// 判断单词是否是界限符
bool Delimiter(std::string str)
{for (std::string p : delimiter){if (p == str)return true;}return false;
}// 判断单词是否是运算符
bool Operator(std::string str)
{for (std::string p : operator0){if (p == str)return true;}return false;
}// 判断字符是否为数字
bool Digit(char c)
{if (c >= '0' && c <= '9'){return true;}return false;
}// 由 token 查保留字表，若 token 中字符串为保留字符则返回其类别编码，否则返回值为0
int Reserve(std::string str)
{int type = ELSE;if (KeyWord(str))type = KEYWORD;else if (Delimiter(str))type = DELIMITER;else if (Operator(str))type = OPERATOR;else if (Digit(str[0])) type = CONSTINTEGRAL;// 标识符else if (str[0] == '_' || Letter(str[0])){type = IDENTIFIER;{for (int i = 1; i < str.length(); i++){// 若不符合标识符规则，则type=0if (!(str[i] == '_' || Letter(str[i]) || Digit(str[i]))){type = ELSE;break;}}}}elsetype = ELSE;return type;
}// 读取源代码文本文件
std::string ReadFile(std::string url)
{std::string token = "";char ch;std::ifstream infile;infile.open(url, std::ios::in);if (!infile.is_open()){std::cout << "文件无法打开！";return "";}infile >> ch;while (!infile.eof()){token = token + ch;infile >> ch;}infile.close();return token;
}int main()
{// 读取源代码文本文件，将空格和回车删除std::string token = ReadFile("code.txt");// 打印处理后的源代码std::cout << "token = " << token << std::endl;// str 存入一个单词std::string str = "";int i = 0;// 依次遍历源代码中的每一个字符while(i < token.length()){str = "";// 数字开头if (Digit(token[i])){ while (Digit(token[i]))str = str + token[i++];// 打印分类结果std::cout << "(" << Reserve(str) << ", " << "\"" << str << "\"" << ")" << std::endl;}// 下划线或者字母开头的单词，即标识符或者关键字else if (token[i] == '_' || Letter(token[i])){ while (token[i] == '_' || Letter(token[i]) || Digit(token[i])){str = str + token[i++];// 如果是关键字，立即结束if (Reserve(str) == KEYWORD)break;}std::cout << "(" << Reserve(str) << ", " << "\"" << str << "\"" << ")" << std::endl;}// 运算符else {str = str + token[i++];std::cout << "(" << Reserve(str) << ", " << "\"" << str << "\"" << ")" << std::endl;}}
}
1、时间复杂度分析
时间复杂度为O(n)
（三）结果分析
1、 实验使用的源代码文本文件内容如下
2、实验结果
3、结果分析
各种单词均识别分类正确，实验正确
实 验 报 告
四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）
（一）实验中遇到的主要问题及解决方法
1、 在编译时，只有第一个标识符识别正确，从第二个标识符开始被识别成非法单词，后来经过调试，发现是在循环过程中，应该首先假设下划线或者字母开头的任意单词是标识符，然后再判断单词中是否出现其他非法字符
2、 在读取源代码文本文件时，无法读取到最后一个字符，后来通过调试，发现读取每个字符时，不能使用string类型变量保存读取到的字符，改用char类型变量读取后，能够正常读取文件内所有的字符。
（二）实验心得
1、熟悉了词法分析的过程
2、加深了对编译器分析源代码词法的理解
（三）意见与建议（没有可省略）
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