编译原理实验一：DFA的编程实现

实验一（一） 基于C语言的TINY编译器与TM虚拟机（1学时）

 

实验目的

初步认识编译器系统和目标机，体会系统编程，了解条件编译和增量编程。

 

实验任务

1. 获取TINY语言编译器相关源代码。
2. 了解TINY语言定义，可参见文档《TINY语言及其编译器实现》。第一次实验时对TINY语言有大致了解即可，后续实验中会陆续阅读更多TINY语言及其编译器的文档，详细了解其词法、语法、语义、运行时环境、目标机器、目标语言等内容，最终能编写出该语言的编译器。
3. 生成和使用TINY语言的编译器。
4. 大致了解TINY编译器源代码。

 

实验内容

1. 生成TINY编译器
2. 生成TM虚拟机
3. 通过条件编译生成部分编译器
4. 使用flex生成TINY编译器
5. 使用bison生成TINY编译器

具体步骤详见tiny编译器的使用.ppt。

 

备注

1.实验资料

1. TINY编译器及TM虚拟机源代码

下载loucom.ZIP并解压。

1. FLEX和Bison程序

下载flexbison.zip并解压。

1. 开发环境

兼容C的开发环境，如：VS或者DEV C++。

 

此部分实验学生自行完成，要求人人过关。

（一）不写实验报告，把心得体会写在实验一（二）的实验报告的心得体会部分。

 

实验建议

这个实验环境配置比较麻烦，当时做实验的时候见过很多人环境配置出错，甚至装了XP虚拟机的都有。。。建议使用VC++6.0版本建立工程，可以省去很多麻烦。

 

实验一（二）DFA的编程实现（3学时）

 

实验目的

通过本次实验，加深对DFA及其识别的语言的理解，学习对一般的DFA的表达方法与编程实现方法。

 

实验任务

编写一个C语言程序，模拟实现DFA识别字符串的过程。

 

实验内容

1. DFA的输入；
2. DFA的存储与读写；
3. DFA的正确性检查；
4. DFA的语言集列表显示；
5. DFA的规则字符串判定；

 

内容说明：

（1）DFA的输入：

分别输入DFA的“字符集”、“状态集”、“开始状态”、“接受状态集”、“状态转换表”等内容，并保存在设定的变量中。

（2）DFA的存储与读写：

将上述DFA的五元组保存在一个文本文件中，扩展名指定为.dfa。请自行设计DFA文件的存储格式，并说明其含义。能将保存在内存变量中的DFA写入DFA文件，也能将DFA文件读入内存中。（思考：对稀疏DFA（转换表中为空的地方较多）或用“或”表达转换的DFA（如下的测试用例三），如何改进DFA转换表的表达。）

（3）DFA的正确性检查：

1. 检查所有集合的元素的唯一性。
2. 检查“开始状态”是否唯一，并是否包含在“状态集”中。
3. 检查“接受状态集”是否为空，并是否包含在“状态集”中。
4. 检查“状态转换表”是否满足DFA的要求。
5. 检查“状态转换表”并非填满时的处理是否得当…

（4）DFA的语言集列表显示：

输入待显示的字符串的最大长度N，输出以上定义的DFA的语言集中长度≤N的所有规则字符串。（提示：注意算法中while循环的次数）

（5）DFA的规则字符串判定：

输入（或用字符集随机生成）一个字符串，模拟DFA识别字符串的过程判定该字符串是否是规则字符串（属于DFA的语言集）。

 

代码实现

#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;

struct TransitionDiagram   //状态转换图类 
{
	char cur,next,input;   //当前状态，下一状态，转换条件 
	TransitionDiagram(char c,char i,char n)   //构造函数 
	{
		cur=c;
		input=i;
		next=n;
	}
};

struct DFA_class   //DFA结构体 
{
	string state;   //状态集 
	string letter;   //字符集 
	string start_state;   //开始状态（实际使用时只取一个，也就是字符串的[0]位） 
	string end_state;   //接收状态集，可以多个 
	int count;   //符合条件的字符串个数 
	vectorTrans_Rule;   //转换规则数组，数组的类型是上面定义的class 
}DFA;   //一个对象 

int find_letter(char a,string s)   //从一个字符串s中查找是否有字符a 
{
	int len=s.length();
	for(int i=0;i>DFA.letter;
	}while(Check_letter(DFA.letter)==0);
	DFA.letter+='O';   //输入字符集之后，在字符集的最后加上一个O代表others 
	do{
		if(Check_letter(DFA.state)==0)
		cout<<"状态重复，请重新";
		cout<<"输入状态集：";
	    cin>>DFA.state;
	}while(Check_letter(DFA.state)==0);	
	
	do{
		if(find_start_state(DFA.start_state)==0 && flag==true || DFA.start_state.length()>1)
		cout<<"开始状态输入错误，请重新";
		cout<<"请输入开始状态：";
	    cin>>DFA.start_state;
	    flag=true;
	}while(find_start_state(DFA.start_state)==0 || DFA.start_state.length()>1);
	
	do{
		if(find_end_state(DFA.end_state)==0)
		cout<<"接受状态集输入错误，请重新";
		cout<<"请输入接受状态集：";
	    cin>>DFA.end_state;
	}while(find_end_state(DFA.end_state)==0);
	
	cout<<"请输入状态转换表，格式（1a2），O代表其他字符，输入星号‘*’停止："<>Rule)
	{
		if(Rule[0]=='*')
		break;
		else if(Check_rule(Rule))
		DFA.Trans_Rule.push_back(TransitionDiagram(Rule[0],Rule[1],Rule[2]));
		else
		cout<<"转换表输入错误，请检查状态和字符是否在范围内。"<>DFA.letter>>DFA.state>>DFA.start_state>>DFA.end_state;
	DFA.letter+='O';
	while(!ff.eof())
	{
		ff>>tmp;
		DFA.Trans_Rule.push_back(TransitionDiagram(tmp[0],tmp[1],tmp[2]));
	}
	cout<<"文件读取完毕！"<>choice;
	if(choice==1)
	init_and_input();
	else
	read();
	write();
	cout<<"请输入一个整数，求满足DFA长度不大于该整数的所有字符串：";
	cin>>n;
	generate(DFA.start_state[0],n);
	cout<<"一共有上述"<>s;
	identify(s);
	return 0;
}