杭电编译原理实验-实验一-词法分析程序设计

实验目的

  设计、编制并调试一个简单语言CP(Compiler Principle)的词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。

实验内容

1. CP语言的词法
   (1) 关键词： begin end if then else for while do and or not
     注意：所有关键词都是小写的。
   (2) 标识符ID，与标准C语言一致，即：以下划线或字母开头的字母数字下划线组成的符号串。
   (3)无符号整数NUM：数字串
   (4)运算符和分界符： +、-、*、/、>、<、=、:=、>=、<=、<>、++、–、(、)、; 、 #
   注意：:=表示赋值运算符、#表示注释开始的部分，;表示语句结束，<>表示不等关系
   (5) 空白符包括空格、制表符和换行符，用于分割ID、NUM、运算符、分界符和关键词，词法分析阶段要忽略空白符。
2. 说明
   (1)CP语言是大小写敏感语言；
   (2)字母为a-zA-Z，数字为0-9；
   (3)学有余力同学可以在上述词法要求基础上进行扩充和改造；
   (4)每行代码中从#开始的部分为注释部分(参考python语法)
3. 设计要求
   (1) 给出各类单词符号的分类编码(可以根据自己程序的需要来给各种类别单词编码，给每个词法单位一个编码，也可以给一个类别里所有符号都编同一个编码）。
   (2) 词法分析程序应该能发现输入串中的错误
   (3) 词法分析作为单独一遍，将词法分析程序输出的二元式序列保存为中间文件形式【也可以在屏幕窗口直接输出】

函数定义

	bool IsLetter(char ch)   //判断字符是否为字母
	bool IsDigit(char ch)	 //判断字符是否为数字
	int IsSymbol(char ch)	 //判断字符是否为分界符，是则返回其序号
	int IsKeyword(string str) //判断字符串是否为关键字，是则返回序号
	bool IsRight(char str[])	 //判断标识符是否合法
	void HandleSpace(char a[])//对输入串进行空格处理
	void prePro()				 //对输入串的注释区域进行处理
	int main()					 //词法分析主函数

程序流程图

源代码

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

//存放处理后的字符串
char tempstr[255] = {
     };
//空格标志
bool temp = false;
//临时数组
char word[255] = {
     };

//keyword关键字
string keyword[11] = {
     "begin","end","if","then","else","for","while","do","and","or","not", };

int keyword_num[11] = {
      1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11, };
//分界符
char symbol[6] = {
      '(',')',',',';','#',':', };
int symbol_num[6]={
      1,2,3,4,5,6, };

struct {
      int number; string str[100]; } identifiers = {
      0 }; //标识符,以下划线或字母开头的字母数字下划线组成的符号串。

int num;
//判断是否为字母
bool IsLetter(char ch)
{
     
	if ((ch >= 'a'&&ch <= 'z') || (ch >= 'A'&&ch <= 'Z'))
		return true;
	return false;
}

//判断是否为数字
bool IsDigit(char ch)
{
     
	if (ch >= '0'&&ch <= '9')
		return true;
	return false;
}

//判断是否为分界符
int IsSymbol(char ch)
{
     
	for (int i = 0; i < 6; i++)
	{
     
		if (ch == symbol[i])
			return i;
	}
	return -1;
}

//判断是否为关键字
int IsKeyword(string str)
{
     
	for (int i = 0; i < 11; i++)
	{
     
		if (str == keyword[i])
		{
     
			return i;
		}
	}
	//不是关键字即为标识符
	return 30;
}

//判断标识符是否合法
bool IsRight(char str[])
{
     
	for (int i = 0; i < strlen(str); i++)
	{
     
		if (IsDigit(*(str + i)))
			if (IsLetter(*(str + i + 1)) || *(str + i + 1) == '_')
				return false;
	}
	return true;
}

//空格处理
void HandleSpace(char a[])
{
     
	int j = 0;
	memset(word, 0, 255);//需要清空，不然可能残留上次的字符串
	temp = false;
	for (int i = 0; i < strlen(a); i++)
	{
     

		if (a[i] != ' ' && a[i] != '\t')
		{
     
			word[j++] = a[i];
			temp = false;
		}
		else
		{
     

			if (!temp&&a[i] != '\t')
			{
     
				word[j++] = a[i];
				temp = true;
			}

		}
	}
}

//处理注释
void prePro()
{
     
	int j = 0;
	memset(tempstr, 0, 255);
	for (int i = 0; i < strlen(word); i++)
	{
     
		if (word[i] == '#')
		{
     
			while (i < strlen(word))
			{
     
				i++;
			}
		}

		else {
     
			tempstr[j++] = word[i];
		}
	}
}

int main()
{
     
	char instr[255] = {
     }; //接收输入字符串
	bool flag=false; //多行注释标志,false为未处于注释区域
	string Token;//存放字符串
	char *str = NULL;//存放每行的字符串
	char delims[] = " ";//分割标志
	int k;
	freopen("test.txt", "r", stdin);
	freopen("result.txt", "w", stdout);

	while ((gets(instr)) != NULL)
	{
     
		HandleSpace(instr);
		prePro();
		str = strtok(tempstr, delims);//分割字符串
		while (str != NULL)
		{
     
			for (int i = 0; i < strlen(str); i++)
			{
     
				//注释处理: /*,注释区域开始
				if (*(str + i) == '/')
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '*')
					{
     
						flag = true;
						break;
					}
				}
				//注释处理:,注释区域结束
				if (*(str + i) == '*'&&flag)
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '/')
					{
     
						flag = false;
						i++;
						break;
					}
				}
				//判断标识符是否合法
				if (!IsRight(str))
				{
     
					printf("  %s为非法输入\n", str);
					break;
				}
				//标识符，关键词
				if ((IsLetter(*(str + i)) || *(str + i) == '_') && !flag)
				{
     
					while (IsLetter(*(str + i)) || IsDigit(*(str + i)) || *(str + i) == '_')
					{
     
						Token += *(str + i);
						i++;
					}
					i--;
					if (IsKeyword(Token) != 30)
					{
     
						printf("( %s ，<关键词%d> )\n", Token.c_str(),keyword_num[IsKeyword(Token)]);
						num = keyword_num[IsKeyword(Token)];
					}

                                        else{
     
					for ( k = 0; k < identifiers.number; k++)
                                        {
     
                                                if (identifiers.str[k] == Token.c_str()) break;
                                        }
                                        if (k == identifiers.number)
                                        {
     
                                        identifiers.str[identifiers.number++] = Token.c_str();
                                        cout << "( "<<Token.c_str()<<" ，<标识符,"<< identifiers.number<<"> ）"<<endl;
                                        }
                                        else cout << "( "<<Token.c_str()<<" ，<标识符," << k+1 <<"> ）"<<endl;
                                        }
                                        Token = "";
				}
				else if (IsDigit(*(str + i)) && !flag)
				{
     
					while (IsDigit(*(str + i)))
					{
     
						Token += *(str + i);
						i++;
					}
					i--;
					printf("( %s ， 数字 )\n", Token.c_str());
					num = 31;
					Token = "";
				}

				//<,<=,<>
				else if (*(str + i) == '<' && !flag)
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '=')
					{
     
						printf("( <= ，<运算符,10> )\n");i++;
						num = 21;
					}
					else if (*(str + i + 1) == '>')
					{
     
						printf("( <> ，<运算符,11> )\n"); i++;
						num = 20;
					}
					else
					{
     
						printf("( < ，<运算符,6> )\n");
						num = 19;
					}
				}
				//>,>=
				else if (*(str + i) == '>' && !flag)
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '=')
					{
     
						printf("( >= ，<运算符,9> )\n");
						i++;
						num = 23;
					}
					else
					{
     
						printf("( > ，<运算符,5> )\n");
						num = 22;
					}
				}
				//:,:=
				else  if (*(str + i) == ':' && !flag)
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '=')
					{
     
						printf("( := ，<运算符,8> )\n");
						i++;
						num = 25;
					}
					else
					{
     
						printf("( : , ，<分界符,6> )\n");
						num = 24;
					}
				}
				//+,++
				else if (*(str + i) == '+' && !flag)
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '+')
					{
     
						printf("( ++ ，<运算符,12> )\n");
						i++;
						num = 27;
					}
					else
					{
     
						printf("( + ，<运算符,1> )\n");
						num = 26;
					}
				}
				//-,--
				else if (*(str + i) == '-' && !flag)
				{
     
					if (*(str + i + 1) == '-')
					{
     
						printf("( -- ，<运算符,13> )\n");
						i++;
						num = 29;
					}
					else
					{
     
						printf("( - ，<运算符,2> )\n");
						num = 28;
					}
				}
				else if (*(str + i) == '*' && !flag)
				{
     

						printf("( * ，<运算符,3> )\n");
						num = 22;
					}

				else if (*(str + i) == '/' && !flag)
				{
     

						printf("( / ，<运算符,4> )\n");
						num = 22;

				}
				else if (*(str + i) == '=' && !flag)
				{
     

						printf("( = ，<运算符,7> )\n");
						num = 22;

				}
				//余下定界符等
				else if (IsSymbol(*(str + i)) != -1 && !flag)
				{
     
					printf("( %c  ,  <分界符,%d> )\n", *(str + i),symbol_num[IsSymbol(*(str + i))]);
					num = symbol_num[IsSymbol(*(str + i))];
				}
				else if(!flag)
				{
     
					printf("%s为非法标识符\n", str);
					break;
				}
			}
			str = strtok(NULL, delims);
		}
	}
        freopen("CON", "w", stdout);
	cout<<"已完成词法分析:"<<endl<<endl;
	freopen("result.txt", "r", stdin);
	while ((gets(instr)) != NULL)
                cout<<instr<<endl;
	return 0;
}

测试用例

begin
		if(a<=100)
	    	begin
	    	  b=a*c-23b;
	    	  c++;
	   	   end
	   else
	      d--;
end

begin
while(aacd<=100)
				begin #hahahaha
					ccdd=aacd-1;
					bbcc=ccdd+23;
					3c2b=ccdd<=4;
				end
end