Tiny语言的词法分析器C版专业课程设计方案报告.doc

实 验 报 告
学号： 姓名： 专业：计算机科学和技术 班级：2班 第9周
课程名称
 编译原理课程设计
试验课时
8
试验项目
手工结构Tiny语言词法分析器
试验时间
7-10周
试验目标
熟悉Tiny语言词法；结构DFA；设计数据类型、数据结构；用C++实现Tiny语言词法分析器
试验环境
 Windows 10 专业版
Microsoft Visual Studio
试验内容（算法、程序、步骤和方法）

一、Tiny语言记号
Reserved words
Special Symbols
Other
if
+
number(1 or more digits)
then
-
else
*
end
<
repeat
=
until
/
identifier(1 or more letters)
read
(
write
)

;

:=

二、结构Tiny语言DFA
ID：letter(letter)*
Number: digit(digit)*

三、依据DFA编写词法分析器
#include<fstream>
#include<string>
#include<iostream>

using namespace std;
static int rowCounter = 1;//静态变量，用于存放行数
static bool bracketExist = false;//判定注释存在是否，false为不存在

class Lex
{
public:
ofstream output;

string line = "";
Lex(string inputLine)
{
line = inputLine;
scan(Trim(line));
rowCounter++;
}
string Trim(string &str)//函数用于去除每行前后空格
{
int s = str.find_first_not_of(" \t");
int e = str.find_last_not_of(" \t");
str = str.substr(s, e - s + 1);
str += "\0";
return str;
}

void scan(string inputLine)
{
ofstream output;
output.open("SampleOutput.txt", ios::app);
string line = inputLine;
int i = 0;
string str = "";
int temp;
string token = "";
output << rowCounter << ": " << line << endl;//输出每行

while (line[i] != '\0')//依据DFA扫描并判定
{
if (line[i] == '{')//注释
{
bracketExist = true;
}
if (bracketExist == true)
{
output << "\t" << rowCounter << ": ";
while (line[i] != '}')
{
output << line[i];//不处理，直接输出
if (line[i + 1] != NULL)
{
i++;
}

else
break;
}
if (line[i] == '}')//注释结束
{
output << line[i]<<endl;
bracketExist = false;
}
}

if (bracketExist == false)
{
//数字
while (isdigit(line[i]))
{
temp = temp * 10 + line[i];

if (!isdigit(line[i + 1]))
{
output << "\t" << rowCounter << ": " << "NUM, val= " << temp - '0' << endl;
}
if (line[i + 1] != NULL&&isdigit(line[i + 1]))
i++;
else
break;
}
temp = 0;

//符号
while (!(isdigit(line[i]) || (line[i] >= 'a'&&line[i] <= 'z') || (line[i] >= 'A'&&line[i] <= 'Z') || line[i] == ' ' || line[i] == '{' || line[i] == '}'))
{
token = token + line[i];
if (isdigit(line[i + 1]) || (line[i + 1] >= 'a'&&line[i + 1] <= 'z') || (line[i + 1] >= 'A'&&line[i + 1] <= 'Z') || line[i + 1] == ' ' || line[i + 1] == '{' || line[i + 1] == '}' || line[i + 1] == NULL)
{
if (isToken(token))
{
output << "\t" << rowCounter << ": " << token << endl;
}
else
{
int j = 0;
while (token[j] != '\0')
{
output << "\t" << rowCounter << ": " << token[j] << endl;
j++;
}
}
}
else
{
i++;
continue;
}
if (line[i + 1] != NULL)
i++;
else
break;
}
token = "";

//字母
while ((line[i] >= 'a'&&line[i] <= 'z') || (line[i] >= 'A'&&line[i] <= 'Z'))
{
str = str + line[i];

if (!((line[i + 1] >= 'a'&&line[i + 1] <= 'z') || (line[i + 1] >= 'A'&&line[i + 1] <= 'Z')))
{
if (isResearvedWord(str)) //判定是否是保留字
{
output << "\t" << rowCounter << ": " << "Reversed Word: " << str << endl;
break;
}
else
{
output << "\t" << rowCounter << ": " << "ID, name= " << str << endl;
break;
}
}
if (line[i + 1] != NULL)
i++;
}
str = "";
if (line[i + 1] != NULL)
{
i++;
}
else
break;
}
if (line[i + 1] == NULL)
{
if (line[i] == ';')
output << "\t" << rowCounter << ": " << line[i];
break;
}

}
//清空，以备下一行读取
line = "";
str = "";
temp = 0;
token = "";
output << endl;
output.close();
}

bool isResearvedWord(string s)//存放保留字，并判定
{
string reservedWord[8] = { "if", "then", "else", "end", "repeat", "until", "read", "write" };
bool judge = false;
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
if (s == reservedWord[i])
{
judge = true;
break;
}
}
return judge;
}
bool isToken(string s)//存放符号，并判定
{
string token[10] = { "+", "-", "*", "/", "=", "<", "(", ")", ";", ":=" };
bool judge = false;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (s == token[i])
{
judge = true;
break;
}
}
return judge;
}
};

int main()
{
ifstream input;
input.open("SampleInput.tny");
string line[50];
int i = 0;
while (getline(input, line[i]))
{
//cout << line[i] << endl;
i++;
}
input.close();
cout << endl << endl << "Reading source file completed!!" << endl;
int j = 0;
remove("SampleOutput.txt");
for (j = 0; j < i; j++)
{
Lex lex(line[j]);
}
cout << endl << endl << "Writing file completed!!" << endl << endl << endl;
return 0;
}

四、关键数据结构
string line[]:用于存放每一行字符，并逐一读取分析。
string token[]:用于存放TINY语言符号，并调用遍历进行判定。
string reservedWord[]:用于存放TINY语言保留字，遍历进行判定，若为真，则输出Reserved word。
static int rowCounter:静态变量，存放行号，每创建一个类实例便加一。
int temp:用于存放数字，并输出。
static int bracketExist:静态变量，标识注释是否存在。
string token, str分别用于临时存放读取符号字母串。

五、算法总结
建立Lex class，并读取每一行，创建Lex实例，在Lex中处理。先判定是否在注释范围内，若是，则输出注释内容，直至产生“}”字符。若不在注释区内，则读取单个字符，依据DFA进行判定。若为符号，则当下一个字符不是符号时输出；若为数字，则继续往下读，直至下一个字符不是数字为止，输出。若为字母，继续读取，直至下一个字符不是字母，把这一串字母和预先定义保留字比对，若是，则输出“Reserved word”，若不是，则输出“ID，name=”字样。一行处理完成，便开始创建下一行实例，直至文件尾。
数据统计
和计算
Tiny测试程序

结 论
（结 果）

1: { Sample program
1: { Sample program
2: in TINY language -
2: in TINY language -
3: computes factorial
3: computes factorial
4: }
4: }
5: read x; { input an integer }
5: Reversed Word: read
5: ID, name= x
5: ;
5: { input an integer }
6: if 0 < x then { don't compute if x <= 0 }
6: Reversed Word: if
6: NUM, val= 0
6: <
6: ID, name= x
6: Reversed Word: then
6: { don't compute if x <= 0 }
7: fact := 1;
7: ID, name= fact
7: :=
7: NUM, val= 1
7: ;
8: repeat
8: Reversed Word: repeat
9: fact := fact * x;
9: ID, name= fact
9: :=
9: ID, name= fact
9: *
9: ID, name= x
9: ;
10: x := x - 1;
10: ID, name= x
10: :=
10: ID, name= x
10: -
10: NUM, val= 1
10: ;
11: until x = 0;
11: Reversed Word: until
11: ID, name= x
11: =
11: NUM, val= 0
11: ;
12: write fact { output factorial of x }
12: Reversed Word: write
12: ID, name= fact
12: { output factorial of x }
13: end
13: Reversed Word: end

小 结
顺利完成试验，熟悉了Tiny语言和其词法。
依据语言和词法规则，顺利结构DFA。
成功用C++语言，依据结构DFA，实现了Tiny词法分析器。
增强了自己编程能力和水平技巧，尝试了很多以前没有尝试过方法学习到了新知识。

指导老师评 议

成绩评定： 指导老师署名：