編譯原理實驗講義

 

編譯原理實驗講義

ver 0.4

實驗一 C_minus語言詞法分析器的設計（6學時）

【目的】 設計一個簡單的詞法分析器，從而進一步加深對詞法分析器工作原理的理解。

【要求】

1、該個詞法分析器要求至少能夠識別以下幾類單詞：

a． 關鍵字：else if int return void while共6個，所有的關鍵字都是保留字，並且必須是小寫；

b． 標識符：識別與C語言詞法規定相一致的標識符，通過下列Regex定義：ID = letter (letter | digit)*；

c． 常數：NUM=(+ | - |ε)digit digit*(.digit digit* |ε)(e(+ | - |ε) digit digit* |ε)，letter = a|..|z|A|..|Z|，digit = 0|..|9，包括整數，如123, -123, +123等；小數，如123.45, +123.45, -123.45；科學計數法表示的常數，如+1.23e3，-2.3e-9；

d． 專用符號：+ - * / < <= > >= == != = ; , ( ) [ ] { } /* */；

2、分析器的輸入為由上述幾類單詞構成的程式，輸出為該段程式的機內表示形式，即關鍵字、運算子、界限符變為其對應的機內符，常數使用二進位形式，標識符使用相應的標識符表指標表示。

3、詞法分析器應當能夠指出來源程式中的詞法錯誤，如不可識別的符號、錯誤的詞法等。

【方法與參考】

首先給出所有單詞的正規式（或正規文法）表示，然後將其轉化為NFA，再將NFA確定化、最小化，得到最簡的c，根據DFA編寫詞法分析器的代碼。

【實驗環境和工具】 本實驗不限定現所使用的開發工具以及運行環境。

實驗二遞迴下降分析器的設計（6學時）

【目的】 使用遞迴子程式法設計一個文法剖析器，理解自頂向下分析方法的原理，掌握手工編寫文法剖析器的方法。

【要求】

1、使用遞迴下降分析演算法分析運算式文法：

exp ::= exp addop term | term

addop ::= + | -

term ::= term mulop factor | factor

mulop ::= * | /

factor ::= (exp) | number

其中number可以是多位的十進位數字串（整數即可），因此這裡還需要一個小的詞法分析器來得到number的值。

2、該詞法分析器以子程式形式出現，當需要進行詞法分析時進行調用；

3、能夠識別正確和錯誤的運算式；

4、在進行文法分析的過程中，計算輸入運算式的值。

【方法與參考】 首先將上述文法改寫成EBNF形式，根據遞迴下降分析演算法基本思想編寫程式。

【實驗環境和工具】 本實驗不限定現所使用的開發工具以及運行環境。

實驗三算符優先分析法分析器的設計（6學時）

【目的】 設計一個算符優先分析器，理解優先分析方法的原理。

【要求】 使用算符優先分析演算法分析下面的文法：

E’ → #E#

E → E+T | T

T → T*F | F

F → P^F | P

P → (E) | i

其中i可以看作是一個終結符，無需作詞法分析。具體要求如下：

1.         如果輸入符號串為正確句子，顯示分析步驟，包括分析棧中的內容、優先關係、輸入符號串的變化情況；

2.         如果輸入符號串不是正確句子，則指示出錯位置。

【方法】 首先構造算符優先關係表，然後根據算符優先分析演算法編寫程式。

【實驗環境和工具】 本實驗不限定現所使用的開發工具以及運行環境。