自下而上语法分析
一实验题目
自下而上语法分析
二实验目的
1.给出PL/0文法规范，要求编写PL/0语言的语法分析程序。
2．通过设计、编制、调试一个典型的自下而上语法分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列进行语法检查和结构分析，进一步掌握常用的语法分析方法。
3．选择最有代表性的语法分析方法，如算符优先分析法、LR分析法；或者调研语法分析器的自动生成工具YACC的功能与工作原理，使用YACC生成一个自底向上的语法分析器。
三实验环境
Ubuntu16.04、C++语言、gcc工具链
四实验内容
已给PL/0语言文法，构造表达式部分的语法分析器。
分析对象（算术表达式）的BNF定义如下：
<表达式>::=[-|+]<项>{<加法运算符><项>}
<项>::=<因子>{<乘法运算符><因子>}
<因子>::=<标识符>|<无符号整数>|‘(’<表达式>‘)’
<加法运算符>::=+|-
<乘法运算符>::=*|/
<关系运算符>::==|#|<|<=|>|>=
五实验要求
- 将实验一的“词法分析”的输出结果，作为表达式语法分析器的输入，进行语法解析，对于语法正确的表达式，报告“语法正确”；对于语法错误的表达式，报告“语法错误”，指出错误原因。
- 把语法分析器设计成一个独立的一遍的过程。
- 采用算符优先分析法或者LR分析法实现语法分析；或者调研语法分析器的自动生成工具YACC的功能与工作原理，使用YACC生成一个自底向上的语法分析器。
六设计思想
我采用LR(0)分析法，首先写出表达式的文法，再写出文法的项目，画出识别前缀的DFA，构造LR(0)分析表，根据分析表写出程序。
四实验步骤
1写出表达式的文法：
2文法的项目:
3画出识别前缀的DFA：
4构造LR(0)分析表：
五算法流程
六源程序
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
char sym[20][8]={//符号表
{'s','s','e','s','s','s','e','e'},//1
{'e','e','e','e','e','e','a','e'},//2
{'e','e','e','s','s','s','e','e'},//3
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//4
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//5
{'s','e','e','e','e','e','e','e'},//6
{'s','e','s','e','e','e','e','s'},//7
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//8
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//9
{'s','s','e','s','s','s','e','e'},//10
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//11
{'e','e','e','s','s','s','e','e'},//12
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//13
{'e','e','e','s','s','s','e','e'},//14
{'e','e','e','e','e','e','e','s'},//15
{'s','e','e','e','e','e','e','e'},//16
{'e','e','s','e','e','e','a','e'},//17
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//18
{'r','r','r','r','r','r','r','r'},//19
{'r','r','r','r','r','r','r','r'}};//20
char snum[20][8]={//数字表
{3,4,0,7,8,9,0,0},//1
{0,0,0,0,0,0,0,0},//2
{0,0,0,7,8,9,0,0},//3
{8,8,8,8,8,8,8,8},//4
{11,11,11,11,11,11,11,11},//5
{11,0,0,0,0,0,0,0},//6
{11,0,13,0,0,0,0,17},//7
{26,26,26,26,26,26,26,26},//8
{28,28,28,28,28,28,28,28},//9
{3,4,0,7,8,9,0,0},//10
{6,6,6,6,6,6,6,6},//11
{0,0,0,7,8,9,0,0},//12
{19,19,19,19,19,19,19,19},//13
{0,0,0,7,8,9,0,0},//14
{0,0,0,0,0,0,0,17},//15
{11,0,0,0,0,0,0,0},//16
{0,0,13,0,0,0,0,0},//17
{32,32,32,32,32,32,32,32},//18
{15,15,15,15,15,15,15,15},//19
{23,23,23,23,23,23,23,23}};//20
int go[20][6]={//goto表
{2,1,0,0,0,6},//1
{0,0,0,0,0,0},//2
{0,0,5,0,0,6},//3
{0,0,0,0,0,0},//4
{0,0,0,0,0,0},//5
{0,0,0,10,0,0},//6
{0,0,0,0,12,0},//7
{0,0,0,0,0,0},//8
{0,0,0,0,0,0},//9
{2,14,0,0,0,6},//10
{0,0,0,0,0,0},//11
{0,0,15,0,0,6},//12
{0,0,0,0,0,0},//13
{0,0,0,0,0,16},//14
{0,0,0,0,0,0},//15
{0,0,0,18,0,0},//16
{0,0,0,0,19,0},//17
{0,0,0,0,0,0},//18
{0,0,0,0,0,0},//19
{0,0,0,0,0,0}};//20
void main()
{
int step=1;/*number of analysis step*/
int length=0;/*length of string*/
int i,j,m,n;
int l=0;/*length of state & ch*/
int k=0;
int num,x=1;
int state[20]={0};/*initial state stack*/
char ch[20]={'#'};/*initial character stack*/
char str[20];/*define array of string*/
char cha;
char how;/*how include's','r','a'and null*/
char A;
//clrscr();
printf("please input a string:");
do
{
scanf("%c",&cha);
str[length]=cha;
length++;
}while(cha!='#');/*input a string calculate it's length*/
printf("\n--------------------------------------------------------------------------\n");
printf("step\tstate\t\tcharacter\tstring\t\taction\n");
printf("--------------------------------------------------------------------------\n");
do
{
//if(step==10) {printf("\nhhh:%c %c\n",ch[1],ch[2]);}
switch(str[k])/*judge str[k]*/
{
case '+':
j=0;break;
case '-':
j=1;break;
case '*':
j=2;break;
case 'i':
j=3;break;
case 'n':
j=4;break;
case '(':
j=5;break;
case '#':
j=6;break;
case ')':
j=7;break;
default:
j=-1;break;
}
if(j!=-1)
{
how=sym[state[l]][j];/*judge how*/
num=snum[state[l]][j];/*state's number*/
if(how=='s')
{
printf("%d\t",step);/*output step*/
for(i=0;i<=l;i++)
{
printf("%d ",state[i]);/*ouput state stack*/
}
if(l>=3) printf("\t");
else printf("\t\t");
for(i=0;i<=l;i++)
{
if(ch[i]==' ' && x==1)
{
ch[i]='*';x++;
}
printf("%c",ch[i]);/*ouput character stack*/
}
printf("\t\t");
for(i=0;i<k;i++)
{
str[i]=' ';
printf("%c",str[i]);
}
for(i=k;i<length;i++)
{
printf("%c",str[i]);/*output string stack*/
}
printf("\t");
printf("push state %d!\n",num);/*output action*/
l=l+1;
state[l]=num;
ch[l]=str[l-1];//printf("ch:%c\n",ch[l]);
step=step+1;
k=k+1;/*next rotate value*/
}
else if(how=='r')
{
printf("%d\t",step);/*output step*/
for(i=0;i<=l;i++)
{
printf("%d ",state[i]);/*ouput state stack*/
}
if(l>=3) printf("\t");
else printf("\t\t");
for(i=0;i<=l;i++)
{
if(ch[i]==' ' && x==2)
{
ch[i]='i';x++;
}
printf("%c",ch[i]);/*ouput character stack*/
}
printf("\t\t");
for(i=0;i<k;i++)
{
str[i]=' ';
printf("%c",str[i]);
}
for(i=k;i<length;i++)
{
printf("%c",str[i]);/*output string stack*/
}
printf("\t");
switch(num)/*judge num*/
{
case 8:
A='S',m=1;
l=l-m;
printf("s->+");
break;
case 11:
A='S',m=1;
l=l-m;
printf("S->-");
break;
case 26:
A='F',m=1;
l=l-m;
printf("F->i");
break;
case 28:
A='F',m=1;
l=l-m;
printf("F->n");
break;
case 6:
A='E',m=3;
l=l-m;
printf("E->STA");
break;
case 19:
A='T',m=2;
l=l-m;
printf("T->FB");
break;
case 32:
A='F',m=5;//printf("l=%d",l);//3
l=l-m;
printf("F->(E)");//F->(F+F)
break;
case 15:
A='A',m=3;
l=l-m;
printf("A->+TA");
break;
case 23:
A='B',m=3;
l=l-m;
printf("B->*FB");
break;
}
switch(A)/*judge A*/
{
case 'S':
n=0;break;
case 'E':
n=1;break;
case 'T':
n=2;break;
case 'A':
n=3;break;
case 'B':
n=4;break;
case 'F':
n=5;break;
}
num=go[state[l]][n];
printf(",push%d!\n",num);
l=l+1;
state[l]=num;
ch[l]=A;
//if(l==1) l++;
step=step+1;
k=k;
}
else if(how=='a')
{
printf("%d\t",step);/*output step*/
for(i=0;i<=l;i++)
{
printf("%d ",state[i]);/*ouput state stack*/
}
if(l>=3) printf("\t");
else printf("\t\t");
for(i=0;i<=l;i++)
{
printf("%c",ch[i]);/*ouput character stack*/
}
printf("\t\t");
for(i=0;i<k;i++)
{
str[i]=' ';
printf("%c",str[i]);
}
for(i=k;i<length;i++)
{
printf("%c",str[i]);/*output string stack*/
}
printf("\t");//\t
printf("acc!\n");
printf("语法正确！\n");
exit(1);
}
else
{
printf("ERROR!\n");
exit(1);
}
}
else
{
printf("wrong character!\n");
exit(1);
}
}while(str[k]!='\0');
printf("--------------------------------------------------------------------------\n");
return ;
}
七调试数据及结果
调试数据：
(i+n)*i
最终结果：
八实验体会
这次实验为了更方便观察自下而上的分析过程，我将标识符的符号简写为i
，将数字的符号简写为n，将加号简写为+，将减号简写为-，将括号简写为(),
其实可以从词法分析输出的文件中使用ident、plus等符号来进行分析，但上述符号的表示方法更符合书中的分析过程，并且更易观察程序分析的对错。
在编写程序前必须构造出正确的LR(0)分析表，才可以得出正确的分析过程。
浙公网安备 33010602011771号