编译原理实验2——递归下降分析法

实验二：递归下降分析法

实验学时：2

实验类型：设计

实验要求：必做

一、实验目的

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进行语法检查和结构分析，加 深对递归下降分析法的理解。

二、实验内容

利用 C 语言编制递归下降分析程序，并对 C 语言的简单子集进行分析。待分析的 C 语言子集的语法如 下： 用扩充的 BNF 表示如下：

(1) ∷=main( )

(2) ∷=’{’’}’

(3) ∷={;};

(4) ∷=||

(5) ∷=ID=

(6) ∷=if()

(7) ∷=while

(8) ∷=

(9) ∷={+|-}

(10)∷={*|/}

(11)∷=ID|NUM|()

(12)∷=|>=|==|!=

三、实验原理或算法

1、递归下降分析法的功能 词法分析器的功能是利用函数之间的递归调用模拟语法树自上而下的构造过程。

2、递归下降分析法的前提 改造文法：消除二义性、消除左递归、提取左因子，判断是否为 LL（1）文法，

3、递归下降分析法实验设计思想及算法 为 G 的每个非终结符号 U 构造一个递归过程,不妨命名为 U。 U 的产生式的右边指出这个过程的代码结构：

(1)若是终结符号，则和向前看符号对照， 若匹配则向前进一个符号；否则出错。

(2)若是非终结符号，则调用与此非终结符对应的过程。当 A 的右部有多个产生式时,可用选择结构实 现。

具体为：

（1）对于每个非终结符号 U- u1|u2|…|un 处理的方法如下： U( ) { ch=当前符号; if(ch 可能是 u1 字的开头) 处理 u1 的程序部分; else if(ch 可能是 u2 字的开头)处理 u2 的程序部分; … else error() } （2）对于每个右部 u1- x1x2…xn 的处理架构如下： 处理 x1 的程序； 处理 x2 的程序； … 处理 xn 的程序；

（3）如果右部为空，则不处理。

（4）对于右部中的每个符号 xi ① 如果 xi 为终结符号： if(xi= = 当前的符号) { NextChar()； return; } else 出错处理 ② 如果 xi 为非终结符号，直接调用相应的过程 xi() 说明： NextChar 为前进一个字符函数。

5、主程序示意图如图 3 所示。

6、 递归下降分析程序示意图如图 4 所示。

7、 语句块分析过程示意图如图 5 所示。

8、 语句串分析过程示意图如图 6 所示。

9、 statement (语句) 函数流程如图 7 所示；

10、 expression（表达式）分析过程如图 8 所示；

11、 term（项）分析过程如图 9 所示；

12、 condition（条件）分析过程如图 10 所示；

13、 factor（因子）分析过程如图 11 所示。

四、实验步骤

1. 定义目标语言的语法规则；

2. 根据递归下降分析的方法进行语法分析，直到源程序结束；

3. 对遇到的语法错误做出错误处理。

五、参考程序清单（以一文法示例）

//递归向下分析
#include 
#include
#include
#include
char a[50] ,b[50],d[200],e[10];
char ch;
int n1,i1=0,flag=1,n=5;
int E();
int E1();
int T();
int G();
int S();
int F();
void input();
void input1();
void output();
void main() /*递归分析*/
{
int f,p,j=0;
char x;
 d[0]='E';
 d[1]='=';
 d[2]='>';
 d[3]='T';
 d[4]='G';
 d[5]='#';
printf("请输入字符串(长度<50,以#号结束）\n");
do{
scanf("%c",&ch);
a[j]=ch;
j++;
}while(ch!='#');
n1=j;
ch=b[0]=a[0];
printf("文法\t 分析串\t\t 分析字符\t 剩余串\n");
f=E1();
if (f==0) return;
if (ch=='#') 
{ printf("accept\n");
 p=0;
x=d[p];
while(x!='#') {
printf("%c",x);p=p+1;x=d[p]; /*输出推导式*/
}
}
else {
printf("error\n");
printf("回车返回\n");
getchar();getchar(); 
return; 
}
printf("\n");
printf("回车返回\n");
getchar();
getchar();
}
int E1()
{ int f,t;
printf("E->TG\t");
 flag=1;
input();
input1();
f=T();
if (f==0) return(0);
t=G();
if (t==0) return(0);
else return(1);
}
int E()
{ int f,t;
printf("E->TG\t");
 e[0]='E';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='T';e[4]='G';e[5]='#';
output();
flag=1;
input();
input1();
f=T();
if (f==0) return(0);
t=G();
if (t==0) return(0);
else return(1);
}
int T()
{ int f,t;
printf("T->FS\t");
e[0]='T';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='F';e[4]='S';e[5]='#';
 output();
flag=1;
input();
input1();
f=F();
if (f==0) return(0);
t=S(); 
if (t==0) return(0);
else return(1);
}
int G()
{ int f;
if(ch=='+') { 
b[i1]=ch;
printf("G->+TG\t");
 e[0]='G';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='+';e[4]='T';e[5]='G';e[6]='#';
output();
 flag=0;
input();input1();
ch=a[++i1];
f=T();
if (f==0) return(0);
G();
return(1);
}
printf("G->^\t");
e[0]='G';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='^';e[4]='#';
output();
flag=1; 
input();input1();
return(1);
}
int S()
{
int f,t;
if(ch=='*') { 
b[i1]=ch;printf("S->*FS\t");
 e[0]='S';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='*';e[4]='F';e[5]='S';e[6]='#';
output();
flag=0;
input();input1();
ch=a[++i1];
f=F();
if (f==0) return(0);
t=S();
if (t==0) return(0);
else return(1);}
printf("S->^\t");
e[0]='S';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='^';e[4]='#';
output();
flag=1; 
a[i1]=ch;
input();input1();
return(1);
}
int F()
{ int f;
if(ch=='(') { 
b[i1]=ch;printf("F->(E)\t");
e[0]='F';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='(';e[4]='E';e[5]=')';e[6]='#';
output();
flag=0;
input();input1();
ch=a[++i1];
f=E();
if (f==0) return(0);
if(ch==')') {
b[i1]=ch;printf("F->(E)\t");
 flag=0;input();input1(); 
ch=a[++i1];
}
else {
printf("error\n");
return(0);
}
}
else if(ch=='i') { 
b[i1]=ch;printf("F->i\t");
e[0]='F';e[1]='=';e[2]='>';e[3]='i';e[4]='#';
output();
flag=0;input();input1();
ch=a[++i1]; 
}
 else {printf("error\n");return(0);}
 return(1);
}
void input() 
{
int j=0;
for (;j<=i1-flag;j++)
printf("%c",b[j]); /*输出分析串*/
printf("\t\t");
printf("%c\t\t",ch); /*输出分析字符*/ 
}
void input1()
{
int j;
for (j=i1+1-flag;j

 注：上述参考程序可以对以下文法进行分析：

（1）E->TG

（2）G->+TG|-TG

（3）G->ε

（4）T->FS

（5）S->*FS|/FS

（6）S->ε

（7）F-> (E)

（8）F->i

可以验证：输入字符串 i+i*i 是合法的字符串。同学们可以参考该程序，写出对 c 语言子集文法的分析程序。

六、实验结果分析（以参考文法示例）

七、实验报告要求

详细说明递归下降分析法程序的工作过程，并且详细说明你的程序的设计思路和实现。