深入浅出编译原理-5-一个简单语法分析器的C语言实现
引言
前面已经介绍了编译器的预处理，词法分析，词法分析器的实现，也在其中说到了语法分析的任务和过程。
语法分析的输入是词法单元序列，然后根据语言的文法表示（展开式），利用有限状态机理论，生成抽象语法树，然后遍历得到中间代码，即，三地址码。本节就以一个实验的方式，来看一下，语法分析器的内在实现机制。
5.1实验描述
编制一个递归下降分析程序，实现对词法分析程序所提供的单词序列的语法检查和结构分析。
利用C语言编制递归下降分析程序，并对简单语言进行语法分析。
5.1.1 待分析的简单语言的语法
用扩充的BNF表示如下：
⑴<程序>：：=begin<语句串>end
⑵<语句串>：：=<语句>{；<语句>}
⑶<语句>：：=<赋值语句>
⑷<赋值语句>：：=ID：=<表达式>
⑸<表达式>：：=<项>{+<项> | -<项>}
⑹<项>：：=<因子>{*<因子> | /<因子>
⑺<因子>：：=ID | NUM | （<表达式>）
5.1..2 实验要求说明
输入单词串，以“#”结束，如果是文法正确的句子，则输出成功信息，打印“success”，否则输出“error”。
例如：
输入 begin a:=9; x:=2*3; b:=a+x end #
输出 success！
输入 x:=a+b*c end #
输出 error
5.2 C语言代码实现
核心思想就是，从开始状态开始，按照文法展开式，逐级进行状态分析，直到分析完毕，如果在此期间出现状态不匹配，即语法错误，停止分析。当然在实际的语法分析器要有错误恢复机制，以发现其他的语法错误。即，一次报告多个语法错误。这里需要说明的是，要想实现语法分析，必须先有词法分析，所以，这段代码包含了上一节的内容，词法分析部分。
#include "stdio.h"
#include "string.h"
char prog[100],token[8],ch;
char *rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};
int syn,p,m,n,sum;
int kk;
void factor(void);
void expression(void);
void yucu(void);
void term(void);
void statement(void);
void lrparser(void);
void scaner(void);
int main(void)
{
p=kk=0;
printf("\nplease input a string (end with '#'): \n");
do
{
scanf("%c",&ch);
prog[p++]=ch;
}while(ch!='#');
p=0;
scaner();
lrparser();
//getch();
}
void lrparser(void)
{
if(syn==1)
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
yucu(); /*调用yucu()函数；*/
if(syn==6)
{
scaner();
if((syn==0)&&(kk==0))
printf("success!\n");
}
else
{
if(kk!=1) printf("the string haven't got a 'end'!\n");
kk=1;
}
}
else
{
printf("haven't got a 'begin'!\n");
kk=1;
}
return;
}
void yucu(void)
{
statement(); /*调用函数statement();*/
while(syn==26)
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
if(syn!=6)
statement(); /*调用函数statement();*/
}
return;
}
void statement(void)
{
if(syn==10)
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
if(syn==18)
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
expression(); /*调用函数statement();*/
}
else
{
printf("the sing ':=' is wrong!\n");
kk=1;
}
}
else
{
printf("wrong sentence!\n");
kk=1;
}
return;
}
void expression(void)
{
term();
while((syn==13)||(syn==14))
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
term(); /*调用函数term();*/
}
return;
}
void term(void)
{
factor();
while((syn==15)||(syn==16))
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
factor(); /*调用函数factor(); */
}
return;
}
void factor(void)
{
if((syn==10)||(syn==11))
{
scaner();
}
else if(syn==27)
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
expression(); /*调用函数statement();*/
if(syn==28)
{
scaner(); /*读下一个单词符号*/
}
else
{
printf("the error on '('\n");
kk=1;
}
}
else
{
printf("the expression error!\n");
kk=1;
}
return;
}
void scaner(void)
{
sum=0;
for(m=0;m<8;m++)
token[m++]=NULL;
m=0;
ch=prog[p++];
while(ch==' ')
ch=prog[p++];
if(((ch<='z')&&(ch>='a'))||((ch<='Z')&&(ch>='A')))
{
while(((ch<='z')&&(ch>='a'))||((ch<='Z')&&(ch>='A'))||((ch>='0')&&(ch<='9')))
{
token[m++]=ch;
ch=prog[p++];
}
p--;
syn=10;
token[m++]='\0';
for(n=0;n<6;n++)
if(strcmp(token,rwtab[n])==0)
{
syn=n+1;
break;
}
}
else if((ch>='0')&&(ch<='9'))
{
while((ch>='0')&&(ch<='9'))
{
sum=sum*10+ch-'0';
ch=prog[p++];
}
p--;
syn=11;
}
else
switch(ch)
{
case '<':
m=0;
ch=prog[p++];
if(ch=='>')
{
syn=21;
}
else if(ch=='=')
{
syn=22;
}
else
{
syn=20;
p--;
}
break;
case '>':
m=0;
ch=prog[p++];
if(ch=='=')
{
syn=24;
}
else
{
syn=23;
p--;
}
break;
case ':':
m=0;
ch=prog[p++];
if(ch=='=')
{
syn=18;
}
else
{
syn=17;
p--;
}
break;
case '+':
syn=13;
break;
case '-':
syn=14;
break;
case '*':
syn=15;
break;
case '/':
syn=16;
break;
case '(':
syn=27;
break;
case ')':
syn=28;
break;
case '=':
syn=25;
break;
case ';':
syn=26;
break;
case '#':
syn=0;
break;
default:
syn=-1;
break;
}
}
5.3小结
语法分析的核心工作就是：从开始状态开始，利用有限状态机理论，根据语言的文法展开式，进行状态分析，得到语法树。然后进而生成中间代码（三地址码），为后面的汇编做好准备。本小节的内容只是进行状态分析。但对理解语法分析器有很大帮助。代码的具体流程图，读者可自己画一下，其中味道，可意不可言......