编译原理与算法设计

合肥工业大学 计算机与信息学院

课程设计

编译原理课程设计

专业班级：

学 号：

姓 名：

引 言

本题的题目要求为: 对给定的正规式r1、r2，已知它们的NFA分别为M1、M2(其状态转换矩阵及初态、终态信息分别保存在指定文件中)。构造一程序，由此程序构造正规式r1r2（或运算）的NFA(将其状态转换矩阵及初态、终态信息保存在指定文件中)。

程序实现前,需要两个文件存放正规式r1和r2,连接运算成功后,需要将新的正规式存放在新的文件中.故本实验共有三个文件:nfa1.txt、nfa2.txt、nfa.txt，其中nfa1.txt、nfa2.txt为实验运行前建立的，nfa.txt是运行程序后程序建立的，存放的是连接后的正规式。

本课程设计用C++编写，用到了文件的输入输出流，连接运算并

不复杂，故程序并不复杂。

一．概述

1．1设计内容

1．2 设计要求

对给定的正规式r1、r2，已知它们的NFA分别为M1、M2(其状态转换矩阵及初态、终态信息分别保存在指定文件中)。构造一程序，由此程序构造正规式r1r2（或运算）的NFA(将其状态转换矩阵及初态、终态信息保

编译原理经典算法的可视化实现 编译原理经典算法的可视化实现

摘要

在计算机教学中，编译原理这门课程在计算机科学中占有非常重要的地位，每个计算机专业的同学都需要学习它。而通过学习编译原理，能更好的了解高级程序语言的运行机制，并能编写出更加高效的程序。但是编译原理中的算法比较抽象，学习起来困难，而本系统能够动态演示编译原理中的词法分析阶段和语法分析阶段的LL(1)文法，而词法分析器将输出每个单词对应的二元组，这将有利于我们对词法分析器的理解，而LL(1)文法的动态演示使我们能够更好的理解并运用LL(1)文法中的各种算法。所以这种算法可视化技术能加深人们对程序行为的理解和认识，准确地了解和分析程序执行过程所反映的逻辑含义和功能。

本程序是在vs2012平台下用C#语言实现的。本程序界面简洁，能实现词法分析器的可视化和LL(1)文法的演示。

关键词：词法分析;LL(1)文法;可视化技术

I

编译原理经典算法的可视化实现

THE VISUAL IMPLEMENTATION of CLASSIC ALGORITHM

of COMPILATION PRINCIPLE

Abs

编译原理课程设计报告

实验1：用Lex设计词法分析器1

实验目的：学会用lex设计一个词法分析器。

实验内容：使用lex为下述文法语言写一个词法分析器。 实验要求：

输入为用该语言所写的源程序文件；输出为记号序列，每个记号显示为二元组(记号名，记号属性值)的形式。输出可以在屏幕上，也可以输出到文件中。不要求建立符号表。

在cygwin下用flex和gcc工具将实验调试通过，并能通过例子parser0中testcases目录下的test1.p测试例的测试。

实验参考：exam1.l和exam2.l。

语言文法：

<程序>? PROGRAM <标识符> ; <分程序>

<分程序>? <变量说明> BEGIN <语句表> END. <变量说明> ? VAR <变量说明表>;

<变量说明表>?<变量表>: <类型> | <变量表>: <类型>; <变量说明表><类型>? INTEGER | REAL

<变量表>? <变量> | <变量>, <变量表>

<语句表>? <语句> | <语句>; <语句表>

<语句>? <赋值语句> | <条件语句> | | <复合语句><赋值语句>?<变量> := <算术表达式

设计题目：一个简单文法的编译器前端的设计与实现

程 设 计 报 告

班 级： 计算机1308班 组长学号：20134019 组长姓名：刘鑫伟 指导教师：张俐 设计时间：2015年12月

1

设计分工

组长学号及姓名：20134019 刘鑫伟 分工：符号表，搭建框架。

组员1学号及姓名：20134010 高八一 分工：词法分析，Token。 组员2学号及姓名：20134026 肖辉 分工：文法，语法分析。

组员3学号及姓名：20134029 袁宵 分工：语义分析及四元式生成。

2

摘 要

编译原理是计算机科学与技术专业一门重要的专业课, 它具有很

强的理论性与实践性，目的是系统地向学生介绍编译系统的结构、工作原理以及编译程序各组成部分的设计原理和实现技术，在计算机本科教学中占有十分重要的地位。计算机语言之所以能由单一的机器语言发展到现今的数千种高级语言，就是因为有了编译技术。编译技术是计算机科学中发展得最迅速、最成熟的一个分支，它集中体现了计算机发展的成果与精华。本课设是词法分析、语法分析、语义分析的综合，外加上扩展任务中间代码的优化和目标代码的生成，主要是锻炼学生的逻辑思维能力，进一步理解编译原理的方法和步骤。

我们编译课程设计做的

编译原理课程设计报告

实验1：用Lex设计词法分析器1

实验目的：学会用lex设计一个词法分析器。

实验内容：使用lex为下述文法语言写一个词法分析器。 实验要求：

输入为用该语言所写的源程序文件；输出为记号序列，每个记号显示为二元组(记号名，记号属性值)的形式。输出可以在屏幕上，也可以输出到文件中。不要求建立符号表。

在cygwin下用flex和gcc工具将实验调试通过，并能通过例子parser0中testcases目录下的test1.p测试例的测试。

实验参考：exam1.l和exam2.l。

语言文法：

<程序>? PROGRAM <标识符> ; <分程序>

<分程序>? <变量说明> BEGIN <语句表> END. <变量说明> ? VAR <变量说明表>;

<变量说明表>?<变量表>: <类型> | <变量表>: <类型>; <变量说明表><类型>? INTEGER | REAL

<变量表>? <变量> | <变量>, <变量表>

<语句表>? <语句> | <语句>; <语句表>

<语句>? <赋值语句> | <条件语句> | | <复合语句><赋值语句>?<变量> := <算术表达式

程设计报告

设计题目：一个简单文法的编译器前端的设计与实现

班级：计算机1308班

组长学号：20134019

组长姓名：刘鑫伟

指导教师：张俐

设计时间：2015年12月

1

设计分工

组长学号及姓名：20134019 刘鑫伟分工：符号表，搭建框架。

组员1学号及姓名：20134010 高八一分工：词法分析，Token。

组员2学号及姓名：20134026 肖辉分工：文法，语法分析。

组员3学号及姓名：20134029 袁宵分工：语义分析及四元式生成。

2

摘要

编译原理是计算机科学与技术专业一门重要的专业课, 它具有很强的理论性与实践性，目的是系统地向学生介绍编译系统的结构、工作原理以及编译程序各组成部分的设计原理和实现技术，在计算机本科教学中占有十分重要的地位。计算机语言之所以能由单一的机器语言发展到现今的数千种高级语言，就是因为有了编译技术。编译技术是计算机科学中发展得最迅速、最成熟的一个分支，它集中体现了计算机发展的成果与精华。本课设是词法分析、语法分析、语义分析的综合，外加上扩展任务中间代码的优化和目标代码的生成，主要是锻炼学生的逻辑思维能力，进一步理解编译原理的方法和步骤。

我们编译课程设计做的是一个简单的编译器的前端。我们用了递归下降子程序法实现这个编译器的

1. 编译程序的功能（P1，图1.1）

1) 高级语言程序（源程序）→编译程序→低级语言程序（目标程序） 2)

2. 编译过程和编译程序的结构（P2）

1) 编译过程划分成了词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目

标代码生成六个阶段 2) 编译程序结构框图

3)

3. 解释程序（P7）

1) 不需要在运行前把源程序翻译成目标代码，也可以让我们实现在某台机器上运行程

序并生成结果 2)

4. 一个典型的编译程序通常由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？并画出编译程

序的总体结构图。 （P11，习题2） 答：一个典型的编译程序通常包含8个组成部分，它们是词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、中间代码优化程序、目标代码生成程序、表格管理程序和错误处理程序。其各部分的主要功能简述如下。

词法分析程序：从左到右扫描源程序，识别单词及其相关属性

语法分析程序：分析源程序的结构，判别它是否为相应程序设计语言中的一个合法程序

语义分析程序：审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息 中间代码生成程序：将源程序变成一种内部 表示形式。

代码优化程序：对中间代码进行变换或改造，使生成的代码更为高效

目标代码生

作业题:

2.1(a,c,d), 2.8(a,c,d), 2.12, 3.3, 3.4, 4.8, 4.12

5.8(a,b,c), 5.12, 6.7, 6.8, 6.13 7.4, 7.15

第二章作业： 2．1 (a) a | a[a-z]*a

(c) [1-9][0-9]* (d) [0-9]*[02468]

2.8（a）

Start a a [b-z] [b-z]

a

正则表达式中丢了单独a的情况的比较多，另外有些同学在有NFA到DFA的转化过程

中，不能够正确的确定最终的状态，造成有两个终结状态的情况。 （c）

Start [0-9]

[1-9]

（d）

问题比较多，建议同学画出DFA图生成的全部过程。

2.12

3．4

a a a b a bb b a a b b b a （c）.rewrite this grammar to establish the correct precedences for the operator.

rexp -> rexp “|” rexp1 | rexp1 rexp1 -> rexp1 r

程 设 计 报 告

课程名称 编译程序设计原理 课题名称 带括号的四则混合运算

专 业 计算机科学与技术 班 级 学 号 姓 名 指导教师

2014年 6 月 19日

1

课

湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书

课程名称 编译程序设计原理 课 题 带括号的四则混合运算 专业班级 学生姓名 学 号 指导老师 审 批

任务书下达日期 2014 年 6月

编译原理实验

吴海涛 2013-11-1

目 录

相关问题说明................................................................................................................ 1 实验题............................................................................................................................ 2 实验1 词法分析（2课时）........................................................................................ 3 实验2 语法分析（2课时）........................................................................................ 5 实验3 语义分析（2课时）.................................