编译原理实验编译原理实验指导书 实验一 词法分析 一、实验目的 通过实现PL/0语言(一种示例小语言)的词法分析器,理解词法分析过程,掌握程序各部分之间的接口安排。 二、实验要求 1、要求每位同学单独完成词法分析器,并接受检查; 2、撰写实验报告。 (1)用有限自动机画出“三、实验内容”中的词法规则; (2)对示例PL/0程序进行词法分析后的输出结果; (3)用流程图或伪代码的形式描述程序结构(可选); (4)书写设计和实现的过程中出现的一些问题以及解决方法(可选)。 3、关于编程语言:不限,但是强烈建议使用C语言,原因如下: (1)易于从底层实现,避免使用其它高级语言提供的便利特性回避编译程序的基础特性,例如对输出缓冲区的处理、词法单位的分割等。 (2)每个实验会在复用前一个实验程序的基础上增强,难度逐步增加,课程提供的LEX和YACC资源中含有可供参考的C语言代码,可以直接移植到自己的程序。如果不使用C语言编程,则需要自己在理解的基础上重写。
时间: 2025-06-26 17:30:03 浏览: 9
### 编译原理实验设计与实现
#### 关于词法分析器的设计和实现
词法分析器的主要作用是从输入的源代码中提取有意义的语言单位(即词法单元),并忽略无意义的内容,比如注释和空白字符。在基于 `lex` 的工具下,可以通过正则表达式定义这些语言单位的模式匹配规则[^1]。
对于 PL/0 或其他简单编程语言而言,其词法单元通常包括关键字、标识符、运算符以及分隔符等。通过 `lex` 工具,可以方便地定义这些单元的具体形式,并将其转换为可供后续阶段使用的内部表示形式。例如,在 SQL 解析器的例子中,终结符被明确定义为 `%left`, `%right`, 和 `%nonassoc` 等优先级关系的操作符集合[^2]。
以下是使用 `lex` 定义部分常见词法单元的一个示例:
```c
%{
#include "y.tab.h"
%}
%%
INT { return INT; }
[0-9]+ { yylval.number = atoi(yytext); return NUMBER; }
[a-zA-Z_][a-zA-Z_0-9]* { yylval.id = strdup(yytext); return ID; }
"+" { return '+'; }
"-" { return '-'; }
"*" { return '*'; }
"/" { return '/'; }
";" { return ';'; }
"\n" { return '\n'; }
[ \t\n\r\f\v]+ /* 忽略空白 */
. { fprintf(stderr, "Unknown character '%s'\n", yytext); }
%%
```
此代码片段展示了如何利用 `lex` 来识别整数常量 (`NUMBER`)、变量名或函数名 (`ID`) 及算术操作符等基本组件。同时,它还处理了错误情况下的未知字符报告逻辑。
#### 示例代码解析
上述代码实现了基础的词法分析功能,其中每种类型的标记都对应特定的动作返回给语法分析器调用者。具体来说:
- 对于数字串 `[0-9]+` ,会先转化为整数值再作为 token 返回;
- 字母开头后面可跟字母或者数字构成的名字字符串,则保存副本并通过指针传递出去;
- 基础四则运算符号直接按字符本身返送即可满足需求;
另外值得注意的是,任何不属于预设规则集内的单字节都将触发警告消息打印到标准错误流上。
#### 报告模板建议
一份完整的编译原理课程作业报告应当至少包含以下几个方面内容:
1. **背景介绍**:简述所选主题的研究价值及其应用场景。
2. **理论依据**:阐述涉及的核心概念和技术方法论,如有限状态自动机(FSA),正规表达式的构建原则等等。
3. **设计方案**:详细介绍整个系统的架构图解及各模块间交互流程描述。
4. **关键技术点剖析**:针对某些难点给出详尽解答方案讨论。
5. **测试验证过程记录表单**:列举若干典型样例数据连同预期结果对照列表供评审参考。
6. **总结反思**:归纳学习心得收获之处外加未来改进方向展望。
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