针对简单的文法（PASCAL语言子集），制作相应的词法分析器和递归下降的语法分析器。
文法要求如下：
1、 关键字、标识符、数字等：
1.begin 2.if 3.then 4.while 5.do 6.end 10.标识符 11.数字
13.+ 14.- 15.* 16./ 17.: 18.:= 20.< 21.<>
22.<= 23.> 24.>= 25.= 26.; 27.( 28.)
2、 文法规则:
程序 → begin 语句串 end
语句串 → 语句 { ; 语句 }
语句 → 赋值语句 | 条件语句 | 循环语句
赋值语句 → 变量 := 表达式
条件语句 → if 条件 then ( 语句 | 程序 )
循环语句 → while 条件 do ( 语句 | 程序 )
表达式 → 项 { + 项 | - 项 }
条件 → 表达式 关系符 表达式
关系符 → < | <> | <= | > | >= | =
项 → 因子 { * 因子 | / 因子 }
因子 → 变量 | 数字 | ( 表达式 )
变量 → 标识符
一、 词法分析器
词法分析器的任务是清除源文件中多余的空格、换行、制表符等，识别文法符号。按顺序输出识别的标识符及其种别编号，供语法分析器调用。
代码如下：
#include
#include
#include
#define BOOL int
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 50
typedef char datatype;
typedef struct /*定义缓冲队列*/
{
datatype data[MAXSIZE*2];
int front,rear;
}Queue;
void setnull(Queue *q) /*队列初始化*/
{
q->front = MAXSIZE*2 - 1;
q->rear = MAXSIZE*2 - 1;
}
BOOL empty(Queue *q) /*判队空*/
{
if(q->front==q->rear)
return TRUE;
return FALSE;
}
BOOL full(Queue *q) /*判队满*/
{
if(q->front == (q->rear+1) % (MAXSIZE*2))
return TRUE;
return FALSE;
}
int quantity(Queue *q) /*求队列中元素个数*/
{
int n;
n = q->rear - q->front;
if(n<0)
n += MAXSIZE*2;
return n;
}
datatype front(Queue *q) /*取队头元素*/
{
int n;
if(empty(q))
return 0;
n = (q->front+1) % (MAXSIZE*2);
return q->data[n];
}
BOOL enqueue(Queue *q,datatype x) /*入队*/
{
if(full(q))
return FALSE;
q->rear = ++q->rear % (MAXSIZE*2);
q->data[q->rear]=x;
return TRUE;
}
datatype dequeue(Queue *q) /*出队*/
{
if(empty(q))
return 0;
q->front = ++q->front % (MAXSIZE*2);
return q->data[q->front];
}
char token[MAXSIZE];
char* rwtab[6]={"begin","if","then","while","do","end"};
int syn;
Queue prog;
BOOL letter(char ch) /*判断是否字母*/
{
if(ch>='a'&&ch<='z' || ch>='A'&&ch<='Z')
return TRUE;
return FALSE;
}
BOOL digit(char ch) /*判断是否数字*/
{
if(ch>='0'&&ch<='9')
return TRUE;
return FALSE;
}
void saner() /*扫描器*/
{
int i;
char ch;
for(i=0;i<50;i++)
token[i]=0;
i=0;
do /*去除多余空格、换行及制表符*/
{
ch=dequeue(&prog);
}while(ch==' ' || ch=='\n' || ch=='\t');
if(letter(ch)) /*识别标识符（编号10）*/
{
while(1)
{
token[i++]=ch;
ch=front(&prog);
if(letter(ch) || digit(ch))
dequeue(&prog);
else
break;
}
token[i]='\0';
syn=10;
for(i=0;i<6;i++)
if(!strcmp(token,rwtab[i]))
syn=i+1; /*识别关键字（编号1到6）*/
}
else if(digit(ch)) /*识别无符号整数（编号11）*/
{
while(1)
{
token[i++]=ch;
ch=front(&prog);
if(digit(ch))
dequeue(&prog);
else
break;
}
token[i]='\0';
syn=11;
}
else
switch(ch)
{
case '#': /*识别结束符‘#’（编号0）*/
syn=0;
token[i++]='#';
token[i]='\0';
break;
case '+': /*识别‘+’（编号13）*/
syn=13;
token[i++]='+';
token[i]='\0';
break;
case '-': /*识别‘-’（编号14）*/
syn=14;
token[i++]='-';
token[i]='\0';
break;
case '*': /*识别‘*’（编号15）*/
syn=15;
token[i++]='*';
token[i]='\0';
break;
case '/': /*识别‘/’（编号16）*/
syn=16;
token[i++]='/';
token[i]='\0';
break;
case ':':
token[i++]=':';
ch=front(&prog);
switch(ch)
{
case '=': /*识别‘:=’（编号18）*/
syn=18;
token[i++]='=';
token[i]='\0';
dequeue(&prog);
break;
default: /*识别‘:’（编号17）*/
syn=17;
token[i]='\0';
break;
}
break;
case '<':
token[i++]='<';
ch=front(&prog);
switch(ch)
{
case '>': /*识别‘<>’（编号21）*/
syn=21;
token[i++]='>';
token[i]='\0';
dequeue(&prog);
break;
case '=': /*识别‘<=’（编号22）*/
syn=22;
token[i++]='=';
token[i]='\0';
dequeue(&prog);
break;
default: /*识别‘<’（编号20）*/
syn=20;
token[i]='\0';
break;
}
break;
case '>':
token[i++]='>';
ch=front(&prog);
switch(ch)
{
case '=': /*识别‘>=’（编号24）*/
syn=24;
token[i++]='=';
token[i]='\0';
dequeue(&prog);
break;
default: /*识别‘>’（编号23）*/
syn=23;
token[i]='\0';
break;
}
break;
case '=': /*识别‘=’（编号25）*/
syn=25;
token[i++]='=';
token[i]='\0';
break;
case ';': /*识别‘;’（编号26）*/
syn=26;
token[i++]=';';
token[i]='\0';
break;
case '(': /*识别‘(’（编号27）*/
syn=27;
token[i++]='(';
token[i]='\0';
break;
case ')': /*识别‘)’（编号28）*/
syn=28;
token[i++]=')';
token[i]='\0';
break;
default: /*出错!*/
syn=-1;
break;
}
}
main(int argc,char* argv[])
{
FILE *in,*out;
int i;
char ch;
const char ofname[]="scaned.txt";
setnull(&prog); /*缓冲队列初始化*/
switch(argc)
{
case 2:
if(!(in=fopen(argv[1],"r")))
{
printf("The file is not exist!");
exit(1);
}
out=fopen(ofname,"w");
break;
case 3:
if(!(in=fopen(argv[1],"r")))
{
printf("The file is not exist!");
exit(1);
}
out=fopen(argv[2],"w");
break;
}
do
{
switch(argc)
{
case 1:
do
{
ch=getchar();
enqueue(&prog,ch);
}while(ch!='#' && !full(&prog));
if(!(out=fopen(ofname,"a")))
out=fopen(ofname,"w");
break;
case 2:
do
{
ch=fgetc(in);
enqueue(&prog,ch);
}while(ch!='#' && !full(&prog));
if(ch=='#')
fclose(in);
break;
case 3:
do
{
ch=fgetc(in);
enqueue(&prog,ch);
}while(ch!='#' && !full(&prog));
if(ch=='#')
fclose(in);
break;
default:
printf("Input error!!");
break;
}
do
{
saner();
switch(syn)
{
case 0:
fputc('#',out);
fputc(',',out);
fputc('0',out);
fputc('\n',out);
break;
case -1:
fprintf(out,"Error!\n");
break;
default:
i=0;
do
{
fputc(token[i++],out);
}while(token[i]!='\0');
fputc(',',out);
i=syn/10;
if(i!=0)
fputc(i+48,out);
fputc(syn%10+48,out);
fputc('\n',out);
break;
}
}while(syn!=0 && (quantity(&prog) > MAXSIZE || ch=='#'));
}while(ch!='#');
fclose(out);
}
二、 语法分析器
语法分析器的任务是根据词法分析的结果判断是否符合文法规则，并以一定形式输出语法树。（这里按逆波兰式输出。其中符号“！”代表条件语句运算符；符号“@”代表循环语句运算符）
代码如下：
#include
#include
#include
#define BOOL int
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 50
typedef struct
{
int no;
char str[MAXSIZE];
}Element;
Element ch;
FILE *in,*out;
void scan(); /* 扫描 */
void error(int error); /* 报错 */
void P(); /* 程序 */ /* P → begin S end */
void S(); /* 语句串 */ /* S → SS { ; SS } */
void SS(); /* 语句 */ /* SS → S1 | S2 | S3 */
void S1(); /* 赋值语句 */ /* S1 → V := E */
void S2(); /* 条件语句 */ /* S2 → if SS2 then ( SS | P ) */
void S3(); /* 循环语句 */ /* S3 → while SS2 do ( SS | P ) */
void E(); /* 表达式 */ /* E → T { + T | - T } */
void SS2(); /* 条件 */ /* SS2 → E R E */
void R(); /* 关系符 */ /* R → < | <> | <= | > | >= | = */
void T(); /* 项 */ /* T → F { * F | / F } */
void F(); /* 因子 */ /* F → V | N | ( E ) */
void V(); /* 变量 */ /* V → W */
void W(); /* 标识符 */
void N(); /* 数字 */
void scan()
{
char buffer;
int i=0;
int temp=0;
do
{
buffer=fgetc(in);
ch.str[i++]=buffer;
}while(buffer!=',');
while(TRUE)
{
buffer=fgetc(in);
if(buffer!='\n')
{
temp=10*temp+buffer-48;
}
else
break;
}
ch.no = temp;
ch.str[--i]='\0';
}
void error(int n)
{
switch(n)
{
case 1:
printf("标识符begin错误!");
break;
case 2:
printf("标识符if错误!");
break;
case 3:
printf("标识符then错误!");
break;
case 4:
printf("标识符while错误!");
break;
case 5:
printf("标识符do错误!");
break;
case 6:
printf("标识符end错误!");
break;
case 7:
printf("不是有效的句子!");
break;
case 8:
printf("判断语句出错!");
break;
case 9:
printf("循环语句出错!");
break;
case 10:
printf("不是正确的标识符!");
break;
case 11:
printf("条件表达式错误!");
break;
case 12:
printf("算术表达式错误!");
break;
case 18:
printf("赋值语句错误!");
break;
case 28:
printf("缺少')'!");
break;
default:
printf("Compile failed!");
break;
}
getch();
exit(1);
}
void P()
{
if(ch.no==1)
{
scan();
S();
if(ch.no==6)
scan();
else
error(6);
}
else
error(1);
}
void S()
{
SS();
while(ch.no==26)
{
scan();
SS();
}
}
void SS()
{
switch(ch.no)
{
case 10:
S1();
break;
case 2:
S2();
break;
case 4:
S3();
break;
default:
error(7);
break;
}
}
void S1()
{
V();
if(ch.no==18)
{
scan();
E();
fputc(':',out);
fputc('=',out);
fputc(' ',out);
}
else
error(18);
}
void S2()
{
if(ch.no==2)
{
scan();
SS2();
if(ch.no==3)
{
scan();
switch(ch.no)
{
case 10:
case 2:
case 4:
SS();
break;
case 1:
P();
break;
default:
error(8);
break;
}
fputc('!',out);
fputc(' ',out);
}
else
error(3);
}
else
error(2);
}
void S3()
{
if(ch.no==4)
{
scan();
SS2();
if(ch.no==5)
{
scan();
switch(ch.no)
{
case 10:
case 2:
case 4:
SS();
break;
case 1:
P();
break;
default:
error(9);
break;
}
fputc('@',out);
fputc(' ',out);
}
else
error(5);
}
else
error(4);
}
void V()
{
W();
}
void E()
{
T();
while(ch.no==13)
{
scan();
T();
fputc('+',out);
fputc(' ',out);
}
while(ch.no==14)
{
scan();
T();
fputc('-',out);
fputc(' ',out);
}
}
void SS2()
{
int temp;
E();
temp=ch.no;
R();
E();
switch(temp)
{
case 20:
fputc('<',out);
fputc(' ',out);
break;
case 21:
fputc('<',out);
fputc('>',out);
fputc(' ',out);
break;
case 22:
fputc('<',out);
fputc('=',out);
fputc(' ',out);
break;
case 23:
fputc('>',out);
fputc(' ',out);
break;
case 24:
fputc('>',out);
fputc('=',out);
fputc(' ',out);
break;
case 25:
fputc('=',out);
fputc(' ',out);
break;
}
}
void R()
{
switch(ch.no)
{
case 20:
scan();
break;
case 21:
scan();
break;
case 22:
scan();
break;
case 23:
scan();
break;
case 24:
scan();
break;
case 25:
scan();
break;
default:
error(11);
break;
}
}
void W()
{
int i=0;
if(ch.no==10)
{
while(ch.str[i]!='\0')
fputc(ch.str[i++],out);
fputc(' ',out);
scan();
}
else
error(10);
}
void T()
{
F();
while(ch.no==15)
{
scan();
F();
fputc('*',out);
fputc(' ',out);
}
while(ch.no==16)
{
scan();
F();
fputc('/',out);
fputc(' ',out);
}
}
void F()
{
switch(ch.no)
{
case 10:
V();
break;
case 11:
N();
break;
case 27:
scan();
E();
if(ch.no==28)
scan();
else
error(28);
break;
default:
error(12);
break;
}
}
void N()
{
int i=0;
if(ch.no==11)
{
while(ch.str[i]!='\0')
fputc(ch.str[i++],out);
fputc(' ',out);
scan();
}
else
error(12);
}
void main()
{
const char* input="scaned.txt";
const char* output="compiled.txt";
if(!(in=fopen(input,"r")))
error(-1);
out=fopen(output,"w");
scan();
P();
if(ch.no==0)
{
printf("Success!");
fputc('#',out);
}
else
error(-1);
fclose(in);
fclose(out);
getch();
}