賈燕梅

摘 要：近年來，信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)軟件技術(shù)和軟件工具的需求急劇增加，編譯技術(shù)已大量應(yīng)用于各種各樣軟件工具的研制和開發(fā)中。本課程設(shè)計(jì)從最初語言的定義開始，終結(jié)符號(hào)的說明，到驗(yàn)證詞法分析器、語法分析器功能和語義分析功能的實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)內(nèi)容中間代碼、目標(biāo)代碼的生成打下更為堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：編譯原理 編譯程序 解釋 詞法分析器 語法分析器

一、語言定義

(一) 字符集的定義：

1．＜字符集＞：= ＜字母＞ | ＜數(shù)字＞ | ＜單界符＞

2．＜字 母＞ ：= A | B…….| Z | a | b | ……….| z

3. ＜數(shù)字＞ ：= 0 | 1 | 2 |……| 9

4.＜單界符＞ ：= ' | ( | ) | * | + | , | - | . | / | : | ; | ＜ | = | ＞ | [ | ] _ //15-31

(二) 單詞集的定義：

＜單詞集＞:= ＜保留字＞ | ＜雙界符＞ | ＜標(biāo)識(shí)符＞ | ＜常數(shù)＞ | ＜單界符＞

6.＜保留字＞ := and | array | begin | bool | call | case | char | constant | do | else | end | false | for | if | input | integer | not | of | or | output | read | real | repeat | return |set | then | to | true | until | main | void | while | write//32-64

7. ＜雙界符＞ ：= ＜＞ | ＜= | ＞= | := | /* | */ | ..// 1-7

8.＜標(biāo)識(shí)符＞ ：= 〈字母〉| 〈標(biāo)識(shí)符〉〈數(shù)字〉| 〈標(biāo)識(shí)符〉〈字母〉

9.〈常數(shù)〉：= 〈整數(shù)〉|〈布爾常數(shù)〉|〈字符常數(shù)〉|〈常數(shù)標(biāo)識(shí)符〉|〈實(shí)數(shù)〉

10.＜整數(shù)〉：=〈數(shù)字〉|〈整常數(shù)〉〈數(shù)字〉

(三) 表達(dá)式的定義

11. ＜表達(dá)式＞：＝＜算術(shù)表達(dá)式＞|＜布爾表達(dá)式＞|＜字符表達(dá)式＞

12.＜算術(shù)表達(dá)式＞：＝＜算術(shù)表達(dá)式＞+-＜項(xiàng)＞|+-＜項(xiàng)＞|＜項(xiàng)＞

13. ＜項(xiàng)＞：＝＜項(xiàng)＞* ＜因子＞|＜項(xiàng)＞/＜因子＞ | ＜因子＞

14. ＜因子＞：=＜算術(shù)量＞ | （＜算術(shù)表達(dá)式＞）

15．＜算術(shù)量＞：＝＜整數(shù)標(biāo)識(shí)符＞|＜實(shí)數(shù)標(biāo)識(shí)符＞ | ＜正整數(shù)常數(shù)＞ | ＜正實(shí)數(shù)常數(shù)＞

(四) 語句定義

16. ＜語句＞：＝＜變量聲明語句＞|＜函數(shù)聲明語句＞|＜賦值語句＞|＜布爾表達(dá)語句＞|

＜函數(shù)調(diào)用語句＞|＜輸入語句＞|＜輸出語句＞|＜return語句＞|＜復(fù)合語句＞

17．＜類型＞：= integer | char | real | bool

18. ＜變量聲明語句＞=＜類型＞＜賦值表達(dá)式＞;|＜類型＞＜賦值表達(dá)式＞,＜賦值表達(dá)式＞;

19. ＜輸入語句＞:=input:＜變量表＞;

二、各終結(jié)符說明

（一）單終結(jié)符

三、各功能模塊的實(shí)現(xiàn)

（一）詞法分析器的實(shí)現(xiàn)

其基本思路是每次從源文件中讀一行放入緩沖區(qū)。再從緩沖區(qū)中每次讀取一個(gè)字符進(jìn)行判斷，為方便判斷，每次多讀一個(gè)字符，根據(jù)不同的字符進(jìn)入不同的處理過程。將識(shí)別出的每一個(gè)單詞（標(biāo)識(shí)符，立即數(shù)）都填入符號(hào)表中，并返回符號(hào)表的入口以作為TOKEN的第二個(gè)分量。這樣構(gòu)成的TOKEN的第一個(gè)分量是種別碼，如果是關(guān)鍵字，第二個(gè)分量為空，否則，TOKEN的第二分量為該單詞在符號(hào)表中的入口地址。

（二）語法分析器的實(shí)現(xiàn)

本編譯器采用語法語義分析在同一遍中完成。所用中間代碼為四元式序列。語法分析階段采用LL（1）分析法，采用算符優(yōu)先的至頂向下分析法，但是不使用堆棧保存各種狀態(tài)，而是設(shè)置一個(gè)字符變量表示當(dāng)前狀態(tài)，再根據(jù)所出現(xiàn)的符號(hào)，判斷是否規(guī)約和執(zhí)行各種語義動(dòng)作，直到出現(xiàn)終結(jié)狀態(tài)。在識(shí)別出合法的語義后，如果有四元式產(chǎn)生，則寫入中間代碼文件parser.txt中。

（三）四元式解釋器的實(shí)現(xiàn)

本編譯器直接將中間代碼四元式解釋執(zhí)行。四元式的結(jié)構(gòu)為：（運(yùn)算符，direction,source1,source2）。

解釋程序?qū)懺趀xceut.h中，其就為一個(gè)switch語句，根據(jù)不同的四元式操作而執(zhí)行相應(yīng)的操作。源程序的執(zhí)行結(jié)果直接在標(biāo)準(zhǔn)輸出上輸出。解釋程序結(jié)束后，對(duì)資源進(jìn)行回收。

四、測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)果

由于系統(tǒng)龐大，受篇幅的限制，僅選取了比較有代表性的幾個(gè)測(cè)試結(jié)果作為說明。

輸入源程序所在文件：我們選擇soure.txt內(nèi)容為

{函數(shù)調(diào)用}

Procedure add(x,y);

Begin

x:=x+y;

end;

{主函數(shù)}

Program exp;

Var a,b:integer;

begin

a:=4*(2-3)/2;{測(cè)試優(yōu)先級(jí)}

b:=10;

b:=a+b;

write(b);{測(cè)試輸出語句}

if a＞b then{測(cè)試if-then-else}

a:=b;

else

b:=a;

write(b);

call add(a,b);{調(diào)用函數(shù)}

write(a);

While a＜b do{測(cè)試while-do}

a:=b-a*2;

write(a);

end.

開始?xì)g迎界面,輸入1，我們看見符號(hào)表已近生成。當(dāng)然由于屏幕的原因，顯示不全。輸入2， 輸入1, 繼續(xù)執(zhí)行結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)正確的結(jié)果?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] 賀汛.《編譯方法學(xué)習(xí)指導(dǎo)與實(shí)踐》，機(jī)械工業(yè)出版社