計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院操作系統(tǒng)與編譯原理聯(lián)合課程設(shè)計(jì)報(bào)告》專題：編譯原理部分學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：2014年7月一、設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)語法制導(dǎo)翻譯器，將算術(shù)表達(dá)式、for語句、while語句翻譯成四元式。要求先確定一個(gè)定義算術(shù)表達(dá)式、for語句、while語句的文法，為其設(shè)計(jì)一個(gè)語法分析程序，為每條產(chǎn)生式配備一個(gè)語義子程序，按照一遍掃描的語法制導(dǎo)翻譯方法，實(shí)現(xiàn)翻譯程序。對(duì)用戶輸入的任意一個(gè)正確的表達(dá)式，程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成四元式輸出。二、設(shè)計(jì)思路開發(fā)平臺(tái)：VisualC++MFC解決這個(gè)問題的方案分為以下幾個(gè)步驟：1將算數(shù)表達(dá)式、for語句、while語句轉(zhuǎn)換為四元式的第一步為對(duì)讀入的表達(dá)式進(jìn)行處理，即刪除不必要的空格、回車、換行等，保證之后的步驟能夠順利進(jìn)行。2?分析算術(shù)表達(dá)式、for語句、while語句的文法。通過詞法分析判斷語句中的每個(gè)字符的類型，如：數(shù)字、字母、燈尺口勺&符號(hào)等。

建立每種文法的LR(O)分析表，通過每個(gè)文法的LR(O)分析表對(duì)相應(yīng)的表達(dá)式進(jìn)行語法分析。在語法分析正確的情況下，通過語法分析的中間過程的符號(hào)棧輸出四元式，四元式的形式為：(oparglarg2result)。(―)算術(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為四元式將算術(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為四元式首先考慮了括號(hào)的問題，對(duì)于不同的算術(shù)表達(dá)式第一步進(jìn)行詞法分析，即確定各種符號(hào)的位置。而括號(hào)中的式子是優(yōu)先級(jí)最高的，應(yīng)該最先進(jìn)行處理。我使用了一個(gè)數(shù)組記錄算術(shù)表達(dá)式中括號(hào)的位置，并且定義了first_cc和first_jj函數(shù)對(duì)括號(hào)內(nèi)的乘除法和加減法分別進(jìn)行處理。后將括號(hào)內(nèi)的式子以四元式的形式輸出。通過以上轉(zhuǎn)換，已將原算術(shù)表達(dá)式中的括號(hào)中的內(nèi)容使用大寫字母'A'、'B'……等代替(其中定義聲明了change函數(shù)，用來將括號(hào)部分替換為大寫字母)。新的式子中，只含有加減乘除以及賦值這四種運(yùn)算，后根據(jù)優(yōu)先級(jí)的不同，逐步生成四元式。其算法流程圖如右圖所示。(二)for語句轉(zhuǎn)換為四元式語句的文法如下：S->f(E;F;G){H;}S->f(E;X;Y){H;}E->id=cF->id<cG->id++X->id>cY->id-H->id1=id2+id3H->id1=id2+cH->id1=c+id2其中c表示常數(shù)const,表示關(guān)鍵字for,id表示一般標(biāo)識(shí)符。for循環(huán)體內(nèi)部的表達(dá)式一般為算術(shù)表達(dá)式，而算術(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為四元式的方法在第一部分已給出，此處H只考慮比較簡(jiǎn)單的情況。

語句的LR(O)分析表如下:AjCTIOV=C&TOff[F■Ff*7F廠r0計(jì)1—1■dg4斗E1—6a創(chuàng)1—§did?|4匚1K?山一盟.SJ-￡?盟1潔彳門Id御起1Hti4RdRdR4RdRrtRdTtiKAHF箭REK$HEHfiK予壞25砌審註|価F1Sfi-W5^9昶1—3J￡1RfiK6RE-HRRh5]L片耳RT幵t片耳申陽沖1223E3L科0州5p3SS?9托耳］PJKIfijKIEJRl耳］附RIHIK1T耳|KI巒Q利K￥K?Ng銘陋睪塌斗〕S44莘耶莘耶fit耶k!'K9[R9h<Jt9h:<札補(bǔ)|H9R9h：iR9叫1K]口RlIkL(7KIOKNHI”K】K沖KI”耳|0K|03.基本算法流程：本算法定義聲明了兩個(gè)結(jié)構(gòu)體：一個(gè)是Node結(jié)構(gòu)體，其中char型的type中存儲(chǔ)當(dāng)前符號(hào)的類型，CString型的sValue中存儲(chǔ)的為當(dāng)前符號(hào)，int型的eValue只有在符號(hào)類型為數(shù)字的情況下才進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)數(shù)字的大??；另一個(gè)為stack結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體是實(shí)現(xiàn)語法分析中的符號(hào)棧和狀態(tài)棧使用的，并未這兩個(gè)棧分別定義了各自的pop函數(shù)和push函數(shù)。除此之外，本算法中的LR(O)分析表通過二維數(shù)組存儲(chǔ)。其中分為action表和goto表oaction表中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換符號(hào)，用2-44表示，規(guī)約的符號(hào)，用101-110表示。具體的算法流程圖如下：

(三)while語句轉(zhuǎn)換為四元式語句的文法如下：S->while(B){E}E->AEE->AA->iPAA->iB->iTiB->i其中while、(、)、｛、｝、P、T、；和i均為終結(jié)符，而S、A、B、E這些大寫字母均為非終結(jié)符。T表示比較運(yùn)算符，P表示算術(shù)運(yùn)算符，i表示合法標(biāo)識(shí)符。語句的LR(O)分析表如下：

3.基本算法流程：本算法的基本思想與for語句轉(zhuǎn)換成四元式的思想比較相似，都是對(duì)讀入的語句進(jìn)行詞法分析，后再通過LR(O)分析表對(duì)語句進(jìn)行語法分析，并同時(shí)輸出四元式。與for語句轉(zhuǎn)換成四元式不同的是，while語句轉(zhuǎn)換為四元式在結(jié)構(gòu)體定義等方面做了改進(jìn)。首先是LR(0)分析表的存儲(chǔ)方式進(jìn)行了改進(jìn)，本算法中為L(zhǎng)R(0)分析表定義了一個(gè)table的結(jié)構(gòu)體，將action和goto兩個(gè)部分全部存入table的結(jié)構(gòu)體中，是查表的時(shí)候更加方便。除此之外，還定義了obj結(jié)構(gòu)體，此結(jié)構(gòu)體主要是為了存儲(chǔ)所要輸出的四元式，定義了此結(jié)構(gòu)體之后，程序的調(diào)理變得更為清晰了。本算法中符號(hào)棧以及狀態(tài)棧的部分主要調(diào)用了 C++中原有的stack結(jié)構(gòu)體，使用其本身定義的pop函數(shù)以及push函數(shù)，簡(jiǎn)化的代碼。以下為算法的流程圖：

四）輸入、輸出以及界面設(shè)計(jì)輸入：本程序的輸入均為語句或表達(dá)式，若每次測(cè)試程序均輸入表達(dá)式，則會(huì)輸入大量式子，浪費(fèi)時(shí)間。所以本程序采用文件讀入的形式，只需要在指定位置輸入文件名即可。輸出：本程序輸出的四元式全部在MFC界面的文本框中顯示?？梢詮?fù)制,方便之后的使用。界面設(shè)計(jì)：本程序?yàn)榱朔奖闶褂靡约敖缑婷烙^，使用了MFC中的TabControl控件，界面設(shè)計(jì)如下：圖中當(dāng)前標(biāo)簽為“while語句”，顯示的界面為“while語句轉(zhuǎn)換為四元式”。通過若點(diǎn)擊其他標(biāo)簽按鈕，界面也會(huì)切換到相應(yīng)的界面。每個(gè)界面都是一個(gè)對(duì)話框，如下圖所示：EiEi-^CMpIk-rD亡wign3IDD_ABOUT0OM旦IDD_CQh*^.EHWESKilN_DI^IDb_DuLCM^13IDD_DWLOG23IDdZdIIiLOGI田QIcmimiFlAtala^iTjJhln作為主要的文件，去調(diào)用其他的對(duì)話框。首先對(duì)每一個(gè)對(duì)話框(IDD_DIAL0G1-3)進(jìn)行設(shè)置，樣式：下層；邊框：無。如下圖所示：后在文件中添加每個(gè)對(duì)話框的頭文件，以及申明每個(gè)對(duì)話框，代碼如下：#include""#include""#include""CDlg1page1;CDlg2page2;CDlg3page3;在初始化函數(shù)CCompilerDesignDlg::0nInitDialogO中編寫相關(guān)代碼：(0,"算術(shù)表達(dá)式");(1,"for語句");(2,"while語句");(IDD_DIALOG1,&m_tabCtrl);(IDD_DIALOG2,&m_tabCtrl);(IDD_DIALOG3,&m_tabCtrl);CRectrc;(&rc);+=22;-=3;+=2;-=3;ype;if(st[i]=='f')GetDlgItemText(IDC_CF,str_cf);CStringtemp_str3二"關(guān)鍵字：for\r\n";SetDlgItemText(IDC_CF,str_cf+temp_str3);}elseif(st[i]=='i'){CStringtemp_str3=node[i].sValue;str_i=str_i+temp_str3+"";}elseif(st[i]=='c'){CStringtemp_str3=node[i].sValue;str_c=str_c+temp_str3+"";number[count++]=node[i].sValue;GetDlgItemText(IDC_CF,str_cf);SetDlgltemText(IDC_CF,str_cf+"符號(hào)："+str_i+"\r\n"+"常數(shù):"+str_c+"\r\n");for(i=0;i<r;i++){ah[i]=node[i].sValue;ct_0[k]=='s'){introw=();(row,"");ct_1[k];tmp_n=strlen(fuhao)-1;fuhao[++tmp_n]=shuru[i++];CStringstr00="";for(l=0;l<len;l++){CStringtemp_str1;("%d",Tai[l]);str00=str00+temp_str1;(row,0,str00);CStringstr11=fuhao;(row,1,str11);CStringstr22="";for(l=i;l<num;l++){CStringtemp_str2=shuru[l];str22=str22+temp_str2;}(row,2,str22);}elseif(action[j].act_0[k]=='r'){introw=();(row,"");X=strlen(W[action[j].act_1[k]])-1;len-=X;for(m=len;m<len+X;m++)fuhao[m]='\0';fuhao[len]=W[action[j].act_1[k]][0];switch(W[action[j].act_1[k]][0]){case'S':l=0;break;case'E':l=1;break;case'B':l=2;break;case'Al=3;break;}len+=1;Tai[len-1]=action[Tai[len-2]].go[l];CStringstr00="";for(l=0;l<len;l++){CStringtemp_str1;("%d",Tai[l]);str00=str00+temp_str1;}(row,0,str00);CStringstr11=fuhao;(row,1,str11);CStringstr22="";for(l=i;l<num;l++){CStringtemp_str2=shuru[l];str22=str22+temp_str2;}(row,2,str22);}elseif(action[j].act_0[k]=='Z'){break;}else{}}函數(shù)：主要用于操作符號(hào)棧，并且輸出四元式。

voidCDlg3::produce_obj(charc[],intcount)stack<char>sf;stack<char>s1;stack<char>s;inti,j=0;(';');chart[5]={"ABCD"};for(i=0;i<count+1;i++){if(isalnum(c[i]))(c[i]);elseif(c[i]==';')while()!=';')

());();}}else{loop:if(cmp(c[i],()))(c[i]);else{());();gotoloop;}}while(!isalnum())){());();}while(!()){if()=='+'||()=='-'||()=='*'||()=='/'){equ[j].f=();();equ[j].op2=();();equ[j].op1=();();equ[j].result=t[j];(equ[j].result);j++;}else{equ[j].f=();();();equ[j].result=();();equ[j].op2=equ[j].op1=equ[j-1].result;}}CStringstr00;CStringtemp_str1=rop[0];CStringtemp_str2=a[0];CStringtemp_str3=a[1];str00="(j"+temp_str1+""+temp_str2+""+temp_str3+")\r\n";if(temp_str1==">")str00="(j<="+temp_str2+""+temp_str3+"over)\r\nl:\r\n";elseif(temp_str1=="<")str00="(j>="+temp_str2+""+temp_str3+"over)\r\nl:\r\n";else{}for(i=0;i<=j;i++){CStringtemp_str4=equ[i].f;CStringtemp_str5=equ[i].op1;CStringtemp_str6=equ[i].op2;CStringtemp_str7=equ[i].result;if(i==j)str00=str00+"("+temp_str4+""+temp_str5+""+""+""+temp_str7+")\r\n";elsestr00=str00+"("+temp_str4+""+temp_str5+""+temp_str6+""+temp_str7+")\r\n";}str00=str00+"gotol\r\nover\r\n";SetDlgItemText(IDC_OUT,str00);四、設(shè)計(jì)結(jié)果及數(shù)據(jù)評(píng)測(cè)（一）算術(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為四元式測(cè)試測(cè)試一：輸入的表達(dá)式為：test_m3tlil.lxt-記事本文件E~~栢式Q》草咅M|c二廿b*(2/n)*(a-b)運(yùn)行結(jié)果為：測(cè)試二：輸入表達(dá)式為：

"test_nn3thg.txt-記事本文件舊朶輯舊格式Q)查老㈣幫］掃只一〔念-y)/@+葢〕~y)運(yùn)行結(jié)果為：CompilerDesign中同逬旳(四元式］皚產(chǎn)主——寶冃IL砂柿去2D112B0OforlBS^hileiSS界菲莢達(dá)式點(diǎn)CompilerDesign中同逬旳(四元式］皚產(chǎn)主——寶冃IL砂柿去2D112B0OforlBS^hileiSS界菲莢達(dá)式點(diǎn)沏匹元式ffiAIG讀入袁達(dá)云污testma^h^.tKty=A-((x-^y(z+xJ-y)CornpilerDesi.r.住為:(-XyAJ3 ZE)IfABC}(-CyD](-貨f=E□E)/}軌■二旳四元式如Tfor語句轉(zhuǎn)換為四元式測(cè)試1.測(cè)試一：輸入的語句為：tesifarl.tytfor語句轉(zhuǎn)換為四元式測(cè)試1.測(cè)試一：輸入的語句為：tesifarl.tyt-iP.S^： a口文件伺翱⑹梧式Q〕查看的幫助(H)[for(1=0;i<5;i++){jiFnri-1;}￡運(yùn)行結(jié)果如下：憚ComplerOesign20112360 屋塚CompikrO&si-中間代碼（四元云）的產(chǎn)生一旦宅LR5撕法憚ComplerOesign20112360 屋塚CompikrO&si-中間代碼（四元云）的產(chǎn)生一旦宅LR5撕法旺去繪||fares- whil馮H也廊菇荃為四五::詞澎淅即不:諫入表這式為f口「[i=觀殆;“幻{m=m+l;}■■崖入的交tKt_FDrl.txt件E旳： _(=01-i)1卜-i5ever)1+i1tl)Fi-tli)i>i1t2)(-繪i)goto1我出ME3云迦卞GOTO*齟 f2三桃 1:3讎 15鉅 -7聞F c11駐 ；6T2.測(cè)試二：輸入語句為：rJtest_for3.txt-記事本回文件舊躺輯舊梧式阿查養(yǎng)㈣幫助何[for(i=5;i>Q;1--){irFmH;}運(yùn)行結(jié)果如下：

測(cè)試三（輸入的語句為錯(cuò)誤的情況）：輸入的語句為：|tes1_for2error.t?(t-記事本、二回文件舊盪垢⑥格式◎^WtY）幫肋?for(j=5;j<10){n=nH-5j運(yùn)行結(jié)果如下：

（三）while語句轉(zhuǎn)換為四元式測(cè)試1.測(cè)試一：輸入的語句為：2Jtes-t_whilel.txt-記事本 .二回文件舊脅〔E)格式嶺凹秤助[H)^vhile(k>E)[s= i+5*6;} *運(yùn)行結(jié)果如下：53Compil^rDesign301120*0whil澹句轉(zhuǎn)扭為四j土詞法加［下:◎馬達(dá)式污whilu址活］{=二i+中旬対幷：while交星容:k5：:I55去達(dá)Et運(yùn)憫；tr比監(jiān)運(yùn)拆:>?K?；(}{.：■SA服|text_wliilel.til件容為：中旬叱両［E3戀］陀乂蘭一CompilmDe二fori^S|whiledlj==K1,■5over)J.■i(* 56Aj[+iAB)〔二E=]goto1over-r或UE勺四元趙下D2#w025?。?235#<x02357#w<x>02357Bffw(x>502344hv(B02346JMEH2.測(cè)試二：輸入的語句為：運(yùn)行結(jié)果如下：55CompileiOeiignnr2O112S30CompilerDesi-.muvhiI弟句轉(zhuǎn)換肖匹元式呵法分忻如下：速人去達(dá)式為while(x<5J[s=i+l：J關(guān)斟：while：K5sil趙站算論:+比峻運(yùn)算苻:耳界符：門［門|tc5twhilr-2.txt件苕為：I中甸代訶C四壺：1玉產(chǎn)生一僅屯L尺分?jǐn)Q去fcriff-S11whilei&R；0202302350235702357&02M0234S&w[#Xx#w(B)()>■■=K