編譯原理實驗指導書
西北農林科技大學資訊工程學院
2023年3月7日
實驗一詞法分析 1
實驗二語法分析 3
實驗三語義分析1 4
實驗四語義分析2 4
實驗五錯誤處理 4
附錄 5
實驗環境和工具 5
minic語言 21
實習一詞法分析
一、實驗目的：
1. 熟悉j**acc工作原理，掌握詞法分析相關的類：
token：表示單詞的類。每個token物件的主要成員：
int kind表示單詞的種別； string image 儲存了token所代表的內容；int beginline表示單詞所處的行；int begincolumn表示單詞所處的列。
tokenmanager：詞法分析器，用來識別源程式中的單詞序列。
******charstream：詞法分析器的輸入流。可以指定源程式來自於標準輸入還是檔案。
tokenmgrerror：詞法錯誤類，當識別到非法單詞時，彈出的錯誤物件。
constants：儲存已定義所有單詞的介面，針對每種單詞定義其對應的種別碼。
2. 使用以上的類，編制乙個讀單詞過程，從輸入的源程式中，識別出各個具有獨立意義的單詞，即基本保留字、識別符號、常數、運算子、分隔符五大類。並依次輸出各個單詞的內部編碼及單詞符號自身值。
二、實驗預習提示
1. 詞法分析器的功能和輸出格式
詞法分析器的功能是讀入源程式，輸出單詞序列。詞法分析器的單詞常表示成二元式：(單詞種別碼，單詞在源**中的字串)。
2. 詞法分析器需要把物件語言的詞法規則全部描述出來，在這我們取c語言子集，它的詞法定義如下：
（1）關鍵字keyword
if else int return void while…….. 所有的關鍵字都是小寫。
（2）識別符號identifier
識別符號的定義採取正規表示式定義方式，識別符號由字母、數字、下劃線「_」組成，並且首字母不能是數字。
（3）分隔符separater
（4）運算子operator
> < =
（5）常數constant
簡化為只表示整型常數。
（6）詞法分析過濾的字元
空格「 」、製表符「\t」、回車「\r」 和換行符「\n」。
三、實驗過程和指導：
1. 準備
編譯原理的實習借助的j**acc外掛程式版本是1.5.33，要求jdk版本是1.7。請提前安裝除錯好。
2. 新建乙個用於j**acc編輯的jj模板檔案：
（1）新建j**a專案
（2）建立乙個詞法分析包（例如：package lexical）
（3）在lexical 包內，「新建」-「其它」-「j**acc template file」
（4）建立乙個「.jj」檔案，如圖1所示：
圖1 新建jj模板檔案
3. 在模板檔案中修改第三部分，將「二、實驗預習提示」部分的詞法規則寫入。
圖2 jj模板檔案格式
4. 在熟悉詞法分析器工作原理的基礎上，在main方法中編寫詞法分析程式，並輸出單詞序列。要求：準備好多組測試源程式。
四、程式輸入/輸出示例：
圖3 測試源**
圖4 詞法分析輸出1
對照圖3，圖4顯示了詞法輸出的二元組序列(單詞種別碼，單詞在源**中的字串)。圖4中最後一行提示詞法錯誤的原因是
實驗二語法分析
一、實驗目的：
設計minic的上下文無關文法，利用j**acc生成除錯遞迴下降分析程式，以便對任意輸入的符號串進行分析。本次實驗的目的主要是加深對遞迴下降分析法的理解。
二、語法分析器:
按照minic語言的語法規則檢查詞法分析輸出的記號流是否符合這些規則，並根據這些規則所體現出的語言中的各種語法結構的層次性。把規則寫入到j**acc的 .jjt檔案中，可以生成樹狀的層次結構。
三、j**acc:
在j**acc的文法規範檔案中，不僅可以描述語言的語法規範，而且可以描述詞法規範，本次實習中，利用j**acc以minic語言構造乙個不含語義分析的編譯器前端，包括詞法分析、語法分析，並要考慮語法分析中的錯誤恢復問題。通過使用j**acc, 可以體會ll(k)文法的編寫特點，掌握編寫j**acc文法規範檔案的方法。
內容：利用j**acc生成乙個minic的語法分析器；
要求：1. 用流的形式讀入要分析的c語言程式，或者通過命令列輸入源程式。
2. 具有錯誤檢查的能力，如果有能力可以輸出錯誤所在的行號，並簡單提示
3. 如果輸入的源程式符合minic的語法規範，輸出該程式的層次結構的語法樹
具體實施步驟如下：
1.把minic轉換為文法如下
〈程式〉 → int main()
〈語句塊〉→〈語句〉|
〈語句〉 →〈順序語句〉|〈條件語句〉|〈迴圈語句〉
〈順序語句〉→〈宣告語句〉| 〈賦值語句〉
〈賦值語句〉→ id =〈表示式〉
〈條件語句〉→ if〈條件〉〈語句塊〉
〈迴圈語句〉→ while〈條件〉〈語句塊〉
〈條件〉 →（〈表示式〉〈關係符〉〈表示式〉）
〈表示式〉→〈表示式〉〈運算子〉〈表示式〉|（〈表示式〉）|id|num
（也可以使用j**acc自動生成的表示式expression的文法）
〈運算子〉→+|-|*|/
〈關係符
2．在eclipse環境下完成j**acc的外掛程式安裝後，寫乙個j**acc文法規範檔案(擴充套件名為jj)
3.完成的功能包括詞法分析，語法分析(輸出語法樹),能夠讀檔案，也能夠把輸出的結果儲存檔案中，可以把樹的層次結果輸出到檔案中。
實驗三語義分析
一、實習目的
通過上機實習，加深對語法制時翻譯原理的理解，掌握將語法分析所識別的語法成分變換為中間**的語義翻譯方法。
二、實習要求
採用遞迴下降語法制導翻譯法對算術表示式、賦值語句、條件語句、迴圈語句進行語義分析生成四元式序列。
實習的輸入和輸出（舉例）
1．輸入語法分析提供的正確的單詞串，輸出四元式序列。例如：對於語句串：
float r , h , s;
s=2*3.1416*r*(h+r)
2．輸出的四元式序列如下：
(1) （*，2，3.1416，t1）
(2) （*， t1， r, t2）
(3) （+， h, r, t3）
(4) （*， t2， t3， t4）
(5) （=， t4， _， s）
3.實習內容：以下三個內容難度不同，三選一實現即可。
（1）寫出乙個源程式中僅包含if…else, if語句的語法分析。要求能分析其自身巢狀。
（2）寫出乙個源程式中僅包含while語句的語法分析。求能分析其自身巢狀。
（3）寫出乙個源程式中包含while語句、if-else、if語句的語法分析。 要求能分析其自身巢狀。
注意：（1）對條件的判斷只需要實現關係表示式即可，不需要實現布林表示式的翻譯；
（2）「巢狀」功能的實現依賴於文法。如果：
《語句》 =>… => if語句〉→ if〈條件〉〈語句〉 （產生式）
則有： … => if〈條件〉 if〈條件〉〈語句〉
即， 測試**：
void main()
結果：1a, 2, t1 )
2: (j<, t1, b, 4 )
3: (j11 )
4: (j>, c, d, 6 )
5: (j10 )
6b, 1, t2 )
7t2a )
87c )
9: (j4 )
10: (j1 )
void main()
else if(b>7)
}結果：
1a, 2, t1 )
2: (j>, t1, 3, 4 )
3: (j6 )
46b )
5: (j11 )
6: (j>, b, 7, 8 )
7: (j11 )
8a, b, t2 )
9t2c )
100d )
《編譯原理》實驗指導書
黃營楊躍武編寫 2014.4 前言編譯原理實驗是為電腦科學與技術專業本科 編譯原理 課程配套設定的，是 編譯原理 課程講授中乙個重要的 不可或缺的實踐環節。通過實驗訓練，達到如下目的 使學生進一步了解和掌握編譯原理，提高對實際專案的分析和設計能力，通過實驗課程，熟悉和基本掌握編譯器的詞法分析,語法分...
編譯原理實驗指導書
編譯原理實踐教程 作為 編譯原理和技術 課程的延伸，其目的是讓大家動手設計和實現某一規模適中的語言的編譯器，該編譯器不僅涉及編譯程式的各個階段，而且也強調了編譯的總體設計 各個階段的介面安排等等。通過上機實踐，來設計這個相對完整的編譯器，一方面可以使學生增加對編譯程式的整體認識和了解 鞏固 編譯原理...
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