編譯原理-詞法分析器，語法分析器-課程設計
這是偶然翻出來的一段大學時的代碼——詞法分析器又稱掃描器。詞法分析是指將咱們編寫的文本代碼流解析爲一個一個的記號，分析獲得的記號以供後續語法分析使用。詞法分析器的工做是低級別的分析：將字符或者字符序列轉化成記號.。在談論詞法分析時，咱們使用術語「詞法記號」（簡稱記號）、「模式」和「詞法單元」表示特定的含義。
在分析時，一是把詞法分析器當成語法分析的一部分，另外一種是把詞法分析器當成編譯程序的獨立部分。在前一種狀況下，詞法分析器不斷地被語法分析器調用，每調用一次詞法分析器將從源程序的字符序列拼出一個單詞，並將其Token值返回給語法分析器。後一種狀況則不一樣，詞法分析器不是被語法分析器不斷地調用，而是一次掃描所有單詞完成編譯器的獨立一遍任務。
詞法分析器主要特色是不依靠語法，而只依靠詞法，即處理一個單詞時不依賴於外部單詞的信息，所以詞法分析器通常都很簡單。固然，對某些語言在做詞法分析時，在有些狀況下不得不往前查看多個字符，有時還要作一些特殊處理，還有一些在詞法分析中處理不了的，要留到語法分析中進行處理。 git
本算法主要利用狀態轉換圖生成一個詞法分析器，對輸入的程序進行詞法分析，並將分析獲得的單詞造表。其中關鍵字表和界限符表的大小是由高級語言的子集決定的，能夠用數組裝載；而標識符表和常數表的大小取決於輸入的待分析程序中的變量、過程名、常數的個數，因此要用指針組成動態鏈表來裝載。當爲未了方便，咱們也把它定義成數組處理。算法
語法分析時，調用詞法分析器，根據已知文法利用遞歸向下分析，檢查語法錯誤。小程序
本程序爲類C編譯程序，詞法分析時能識別各類關鍵字、標識符、常數、界符，、算符，可以剔除註釋內容（支持單行註釋及多行註釋），語法分析等分析C語言中的一個小程序，程序體中能夠進行變量聲明、簡單賦值語句、帶表達式的複雜賦值語句等內容。數組
程序在Microsoft Visual C++ 6.0 中運行經過。ide
/************************************************************************/
/* 使用說明：在程序所在工做目錄下創建一個文本文檔取名爲file.txt，並在其中
輸入待分析代碼。改程序能分析一簡單的C語言程序：頭文件、函數。函數體中可包
含變量的定義、聲明、賦值語句、條件語句、循環語句等，其中賦值語句中的賦值表
達式能夠是任何知足四則混合運算的表達式。
頭文件 ：#include < stdio.h >
#inclide " scanner.c "
變量聲明 ：int sum ,num1i,num2i,num ;
int flag ;
bool T ;
賦值語句 ：sum = num1i + num2i * (num1i / (num2i + num))
flag = 1 ;
T = true ;
條件語句 ：if(num <= 30) { …… }
if( flag ) { …… }
循環語句 ：while( true ){ …… }
while( flag ){ …… }
while( 1 ){ …… }
while( T ){ …… }
while( num == 20 ){ …… }
for( num = 0; num < 100; num += 2 ){ …… }
for( num = 100; num >= 0; num -- ){ …… }
做者 ：車水碼農
更新時間 ：2009.4.24
最後更新 ：2009.5.27
更新內容 ：增長了條件語句、增量語句，更新了部分函數名，替換部分空語句爲reutrn;
最末錯誤標記代碼143
最後更新 ：2009.5.28
更新內容 ：對代碼作了一小部分修改，可有可無
最後更新 ：2009.5.29
更新內容 ：添加了部分註釋，對說明文件作了補充
最後更新 ：2009.5.30
更新內容 ：添加了返回值語句，錯誤代碼152 */
/************************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <ctype.h>
#include<string.h>
FILE *fp;
int Line = 1;
int Valuei;
float Valuef;
char *type;
int err_count=0;
//標識符表
struct id_Table {
char id_Name[15];//函數、變量名
char *id_type;//類型(int void)
char *id_Attrib;//屬性(函數，變量？)
float id_Valuef;
int id_Valuei;
int id_Beg;//做用域開始標記
int id_End;//做用域結束標記
}ID[500];
//常數表
struct num_Table {
char num[10];//常數串
char *num_Type;//數據類型
}NUM[100];
char *token="";//存放詞法分析時的單詞
char *headerFile[10];
int keyCount = 32;//關鍵字個數
char *key[] = {"auto","break","case","char","const","continue","default",
"do","double","else","enum","extern","float","for",
"goto","if","int","long","register","return","short",
"signed","static","sizeof","struct","switch","typedef","union",
"unsigned","void","volatile","while"};//關鍵字
int opPoint = 0;
int numPoint = 0;
int headerPoint = 0;
char ch;
//判斷空格
int space(char ch) {
return isspace(ch);
}
//判斷字母
int letter(char ch) {
return isalpha(ch);
}
//判斷數字
int digit(char ch) {
return isdigit(ch);
}
//出錯處理
void error(int i,int line,char *str) {
err_count++;
printf(" error:%2d, Line: %2d : %s\n",i,line,str);
// printf("\n The source file：%d error(s)\n\n\n",err_count);
}
//將讀入的單個字符組成單詞存放於token中
void concatennation(char ch) {
int i = strlen(token);
token[i] = ch;
token[i+1] = '\0';
}
//查關鍵字表
int reserve(char *token) {
for(int i=0;i<keyCount;i++)
{
if(!strcmp(token,key[i]))
return i+1;//是保留字返回其編碼
}
return 0;//不是返回0
}
//文件指針回退
void retract(FILE *fp,char ch) {
fseek(fp,-1l,SEEK_CUR);
ch = ' ';
}
//建表
int buildlist(char *token,int tag) {
int i =0; int position = -1;
switch (tag) {
case 0: //標識符表
for(i=0;i<opPoint;i++) {
if(!strcmp(ID[i].id_Name,token))//同一標識符再次出現
position = i; //返回其表中位置
}
if(-1 == position) {
strcpy(ID[opPoint].id_Name,token);//不然追加在表尾
position = opPoint;
opPoint++;
}
break;
case 1://常數表
strcpy(NUM[numPoint].num,token);//將常數加入常數表中
position = numPoint;
numPoint++;
break;
case 2://頭文件
headerFile[headerPoint] = (char *)malloc(15);
for(i=0;i<headerPoint;i++) {
if(!strcmp(headerFile[i],token))//假如相等
position = i;
}
strcpy(headerFile[headerPoint],token);
position = headerPoint;
headerPoint++;
break;
}
return position;
}
/************************************************************************/
/* 詞法分析片斷 */
/************************************************************************/
char *scanner(char ch) {
token=(char *)malloc(15);
*token = NULL;
char chNext;
/*剔除空白字符*/
while((ch ==' '|| ch == '\t')&&(ch != EOF)) {
ch=fgetc(fp);
}
/************************************************************************/
/* 頭文件名、標識符或保留字 */
/************************************************************************/
//合法標識符一字母或下劃線打頭
if(letter(ch)||(ch=='_')) {
while(letter(ch) || digit(ch)||(ch =='_')) {
concatennation(ch);
ch = fgetc(fp);
}
chNext = fgetc(fp);
//頭文件
if ((ch=='.')&&( (chNext=='h')||(chNext=='c') )) {
concatennation(ch);
concatennation(chNext);
buildlist(token,2);
return token;
} else {
retract(fp,chNext);
retract(fp,ch);
if (reserve(token)) { //保留字
reserve(token);
return token;
} else {//標識符
buildlist(token,0);
return token;
}
}
}
/************************************************************************/
/* 常數數字串 */
/************************************************************************/
else if(digit(ch)) { //數字串
int t = 0;
while(digit(ch) || (ch == '.')) { //
if ('.' == ch) {
t ++ ;
}
concatennation(ch);
ch = fgetc(fp);
}
retract(fp,ch);
buildlist(token,1);
if (0 == t) {
NUM[numPoint-1].num_Type = "int";
} else if (1 == t) {
NUM[numPoint-1].num_Type = "float";
} else {
error(101,Line,"scanner error : Incrementimal point");
}
return token;
}
/************************************************************************/
/* 運算符'+'系列 */
/************************************************************************/
else if(ch == '+') {
chNext = fgetc(fp);
if(chNext == '=') { //賦值運算符
return "+=";
} else if(chNext == '+') { //自增運算符
return "++";
} else { //雙目運算符'+'
retract(fp,chNext);
return "+";
}
}
/************************************************************************/
/* 運算符'-'系列 */
/************************************************************************/
else if (ch == '-') {
chNext = fgetc(fp);
if (ch == '=') { //賦值運算符
return "-=";
} else if(chNext == '-') { //自減運算符
return "--";
} else { //雙目運算符'-'
retract(fp,chNext);
return "-";
}
}
/************************************************************************/
/* 運算符'*'系列 */
/************************************************************************/
else if (ch == '*') {
chNext = fgetc(fp);
if(chNext == '=') { //賦值運算符
return "*=";
} else {
retract(fp,chNext);//雙目運算符'*'
return "*";
}
}
/************************************************************************/
/* 運算符'/'及註釋系列 */
/************************************************************************/
else if (ch == '/') {
chNext = fgetc(fp);
if(chNext == '=') { //賦值運算符
return "/=";
} else if(chNext == '/') { //單行註釋
ch = fgetc(fp);
while (ch!='\n') {
ch = fgetc(fp);
}
scanner(fgetc(fp));
} else if(chNext == '*') {
char chh=' ';
ch = fgetc(fp);
while((chh!='*')&&(ch!='/')) { //多行註釋
chh = ch;
ch = fgetc(fp);
}
scanner(fgetc(fp));
} else { //雙目運算符'/'
retract(fp,chNext);
return "/";
}
}
/************************************************************************/
/* 賦值運算符、等號 */
/************************************************************************/
else if(ch == '=') {
chNext = fgetc(fp);
if(chNext == '=') { //等號
return "==";
} else { //賦值號
retract(fp,chNext);
return "=";
}
}
/************************************************************************/
/* 小於及小於等於 */
/************************************************************************/
else if (ch == '<') {
chNext = fgetc(fp);
if(chNext == '=') {
return "<=";
} else {
retract(fp,chNext);
return "<";
}
}
/************************************************************************/
/* 大於及大於等於 */
/************************************************************************/
else if (ch == '>') {
chNext = fgetc(fp);
if(chNext == '=') {
return ">=";
} else {
retract(fp,chNext);
return ">";
}
} else if (ch == '%') {
return "%";
}
/************************************************************************/
/* 界符'('、')'、'{'、'}'、'['、']'、'"'、'\''、','、';'等 */
/************************************************************************/
else if (ch == '(') {
return "(";
} else if (ch == ')') {
return ")";
} else if (ch == '{') {
return "{";
} else if (ch == '}') {
return "}";
} else if (ch == '[') {
return "[";
} else if (ch == ']') {
return "]";
} else if (ch == ',') {
return ",";
} else if (ch == ';') {
return ";";
} else if (ch == '"') {
return "\"";
} else if (ch == '\'') {
return "'";
}
/************************************************************************/
/* 其餘字符 */
/************************************************************************/
else if (ch == '\n') {
return "\n";
} else if (ch == '#') {
return "#";
} else if (ch == '&') {
return "&";
} else if (ch == '|') {
return "|";
} else if (ch == '^') {
return "^";
} else if (ch == '%') {
return "%";
} else {
error(100,Line,"scanner error : ");
//scanner(fgetc(fp));
}
return "chwen";
}
/************************************************************************/
/* 語法分析部分 */
/************************************************************************/
void var_List();
//調用詞法分析器獲取一個單詞
char *getNext() {
char ch;
ch = fgetc(fp);
while (ch != EOF) {
token = scanner(ch);//獲取一個詞語
if (!strcmp(token,"\n")) { //若爲換行符則行數加加
Line++;
getNext();
}
return token;
}
return "chwen";
}
//變量定義類型 是返回1，不然返回0
int Type(char *lookhead) {
if(!strcmp(lookhead,"int")) {
type = "int";
return 1;
} else if (!strcmp(lookhead,"float")) {
type = "float";
return 1;
} else {
return 0;
}
}
//函數返回值類型
void re_Type(char*lookhead) {
if (!strcmp(lookhead,"void")) {
type = "void";
} else {
Type(lookhead);
}
}
//函數名
void myFunction_Name(char *lookhead) {
for (int i=0;i<opPoint;i++) {
if (!strcmp(lookhead,ID[i].id_Name)) {
ID[i].id_Attrib = "hanshu";
ID[i].id_Beg = Line;
ID[i].id_type = type;
}
}
}
//變量聲明
void id_name() {
char *lookhead = getNext();
for (int i=0;i<opPoint;i++) {
if (!strcmp(lookhead,ID[i].id_Name)) {
if (i == opPoint-1) {
ID[i].id_Attrib = "bianliang";
ID[i].id_Beg = Line;
ID[i].id_type = type;
}
}
}
}
//變量名 不合法返回-1
int id_name1(char*lookhead) {
int flag = -1;
for (int i=0;i<opPoint;i++) {
if (!strcmp(lookhead,ID[i].id_Name)) {
flag=i;
if (ID[i].id_Beg == 0) {
error(110,Line,"syntax error :variable unDeclareared identifier");
}
}
}
return flag;
}
//變量長定義
void var_List1() {
char *lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,",")) {
var_List();//
} else if (!strcmp(token,";")) {
;
} else {
error(111,Line,"syntax error : missing ';'");
}
}
//變量列表
void var_List() {
id_name();//
var_List1();//
}
//變量聲明
void Declare(char *lookhead) {
Type(lookhead);//
var_List(); //
}
//常數 不是常數返回 -1
int Const(char *lookhead) {
int Flag = -1;
for (int i=0;i<numPoint;i++) {
if (!strcmp(lookhead,NUM[i].num)) {
Flag = i;
Valuei = atoi(lookhead);
}
}
return Flag;
}
//運算符號 是返回1 不然返回0
int opChar(char *lookhead) {
if (!strcmp(lookhead,"+")
|| !strcmp(lookhead,"-")
|| !strcmp(lookhead,"*")
|| !strcmp(lookhead,"/")) {
return 1;
}
return 0;
}
void T(char*);
//帶括號的表達式
void F(char*lookhead) {
if (-1 != id_name1(lookhead)) {
;
} else if(!strcmp(lookhead,"(")) {
T(getNext());
if (strcmp(token,")")) {
error(112,Line,"syntax error( : missing ')'");
}
} else {
error(113,Line,"syntax error( : missing ')'");
}
}
void T1() {
char *lookhead = getNext();
if (opChar(lookhead)) {
lookhead = getNext();
F(lookhead);
T1();//
} else if(!strcmp(lookhead,";")) {
;
} else {
error(145,Line,"syntax error : missing ';'");
}
}
//帶括號的加減乘除表達式
void T(char*lookhead) {
F(lookhead);//
T1();//
}
void Bdshi(char*lookhead) {
T(lookhead);//
}
int test_id(char *lookhead) {
int Flag = -1;
for (int i=0;i<opPoint;i++) { //該str是否是合法標識符
if (!strcmp(lookhead,ID[i].id_Name) && (ID[i].id_Beg!=0)) {
Flag = i;
}
}
return Flag;
}
//賦值語句
void Fuzhi(char *lookhead,int Flag) {
lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,"=")) {
lookhead = getNext();
if (-1 != Const(lookhead)) { //將常量付給變量
ID[Flag].id_Valuei = Valuei;
if(strcmp(getNext(),";")) {
error(114,Line,"syntax error : missing ';'");
}
} else {
Bdshi(lookhead);//表達式付給變量
}
}
}
//條件語句
void Condition() {
char * lookhead = getNext();
if(!strcmp(lookhead,"true")||!strcmp(lookhead,"false")||!strcmp(lookhead,"0")||!strcmp(lookhead,"1")) {
;
} else if(-1 != id_name1(lookhead)) {
lookhead = getNext();
if( (!strcmp(lookhead,"<"))
||(!strcmp(lookhead,"<="))
||(!strcmp(lookhead,">"))
||(!strcmp(lookhead,">="))
||(!strcmp(lookhead,"=="))
||(!strcmp(lookhead,"!="))) {
lookhead = getNext();
if(-1 == Const(lookhead)) {
error(140,Line,"syntax error : ')'");
}
} else {
retract(fp,ch);
}
} else {
error(141,Line,"syntax error : ')'");
}
}
//增量語句
void Increment() {
char * lookhead = getNext();
if (-1 != id_name1(lookhead)) {
lookhead = getNext();
if ((!strcmp(lookhead,"++"))||(!strcmp(lookhead,"--"))) {
;
} else if((!strcmp(lookhead,"+="))
||(!strcmp(lookhead,"-="))
||(!strcmp(lookhead,"*="))
||(!strcmp(lookhead,"/="))) {
lookhead = getNext();
if(-1 == Const(lookhead)) {
error(142,Line,"syntax error : ')'");
}
}
} else {
retract(fp,ch);
}
}
void myFunction();
//if 條件語句
void myIf() {
char *lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,"(")) {
Condition();
if (!strcmp(getNext(),")")) {
if (!strcmp(getNext(),"{")) {
myFunction();
retract(fp,ch);
if (strcmp(getNext(),"}")) {
error(116,Line,"fatal error : unexpected end of file found");
}
} else {
error(135,Line,"syntax error : missing ';' before '}'");
}
} else {
error(136,Line,"syntax error : missing ')' before '{'");
}
} else {
error(117,Line,"syntax error : missing ';' after 'if'");
}
}
//while 循環語句
void myWhile() {
char *lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,"(")) {
Condition();
if (!strcmp(getNext(),")")) {
if (!strcmp(getNext(),"{")) {
myFunction();
retract(fp,ch);
if (strcmp(getNext(),"}")) { //改寫
error(116,Line,"fatal error : unexpected end of file found");
}
} else {
error(137,Line,"syntax error : missing ';' before '}'");
}
} else {
error(138,Line,"syntax error : missing ')' before '{'");
}
} else {
error(117,Line,"syntax error : missing ';' after 'while'");
}
}
//for 循環語句
void myFor() {
int i=0;
char * lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,"(")) {
lookhead = getNext();
if (-1 != ( i=test_id(lookhead))) { //初值
Fuzhi(lookhead,i);
} else {
error(131,Line,"unDeclareared identifier");
}
Condition();//條件
lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,";")) {
Increment();//增量
lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,")")) {
if (!strcmp(getNext(),"{")) {
myFunction();
retract(fp,ch);
if (strcmp(getNext(),"}")) {
error(116,Line,"fatal error : unexpected end of file found");
}
} else {
error(134,Line,"syntax error : missing ';' before '}'");
}
} else {
error(133,Line,"syntax error : missing ')' before '{'");
}
} else {
error(130,Line,"not ';'");
}
}
}
void myReturn () {
char *lookhead = getNext();
if (!strcmp(lookhead,"0")) {
lookhead = getNext();
if (strcmp(lookhead,";")) {
error(151,Line,"syntax error : missing ';' before '}'");
}
} else {
error(150,Line,"function should return a value; 'void' return type assumed");
}
}
//函數體語句
void myFunction1(char *str) {
int i = 0;
if (Type(str)) {
Declare(str);
return;
} else if (-1 != ( i=test_id(str))) {
Fuzhi(str,i);
return;
} else if (!strcmp(str,"if")) {
myIf();
return;
} else if (!strcmp(str,"while")) {
myWhile();
return;
} else if (!strcmp(str,"for")) {
myFor();
return;
} else if (!strcmp(str,"return")) {
myReturn();
return;
} else {
;
}
}
//函數體
void myFunction() {
char *str = getNext();
while (strcmp(str,"}")) {
myFunction1(str);
str = getNext();
}
}
//參數表
void P() {
;
}
void headFile() {
char *lookhead = getNext();
}
//編譯預處理頭文件
void includ(char*lookhead) {
if (!strcmp(lookhead,"#")) {
if (!strcmp(getNext(),"include")) {
if (!strcmp(getNext(),"<") ) {
headFile();//
if (strcmp(getNext(),">") ) {
error(119,Line,"invalid preprocessor command");
}
} else {
error(120,Line,"invalid preprocessor command");
}
} else {
error(121,Line,"invalid preprocessor command");
}
} else {
error(122,Line,"syntax error : missing ';'");
}
}
//主函數語句
void myMain(char *lookhead) {
re_Type(lookhead);//1
lookhead = getNext();
myFunction_Name(lookhead);//2
lookhead = getNext();
if(!strcmp(lookhead,"(")) {
P();
if(!strcmp(getNext(),")")) {
if(!strcmp( getNext(),"{")) {
myFunction();//
retract(fp,ch);
lookhead = getNext();
if (!strcmp( lookhead,"}")) {
ch = fgetc(fp);
while (EOF != ch) { //處理結束符‘}’後還有其餘字符
if (!(ch==' ')&&!(ch=='\n')&&!(ch=='\t')) {
error(143,Line,"syntax error : missing ';' before '}'");
}
ch = fgetc(fp);
}
} else {
error(123,Line,"fatal error : unexpected end of file found or missing '}'");
}
} else {
error(124,Line,"syntax error : missing '{'");
}
} else {
error(125,Line,"syntax error : missing ')'");
}
} else {
error(126,Line,"syntax error : missing '('");
}
}
//一簡單程序（頭文件、主函數）
int S() {
char*lookhead = "";
lookhead = getNext();
while (!strcmp(lookhead,"#")) {
includ(lookhead);
lookhead = getNext();
}
myMain(lookhead);
return err_count;
}
void tttt(int t) {
for (int i=0;i<t;i++) {
printf("\t");
}
}
//將源程序格式化輸出
void print() {
fseek(fp,0,0);int tt = 0;
ch = fgetc(fp);
while(ch != EOF) {
if(';'==ch) {
putchar(ch);
putchar('\n');
tttt(tt);
} else if('\n'==ch) {
;
} else if ('{'==ch) {
tt++;
putchar(ch);
putchar('\n');
tttt(tt);
} else if('}'==ch) {
tt--;
printf("\b\b\b\b\b\b\b\b");
putchar(ch);
putchar('\n');
tttt(tt);
} else if('>'==ch) {
putchar(ch);
putchar('\n');
} else if((' '==ch)||('\t'==ch)) {
putchar(' ');
while((' '==ch)||('\t'==ch)) {
ch = fgetc(fp);
}
if(EOF!=ch) {
retract(fp,ch);
} else {
break;
}
} else {
putchar(ch);
}
ch = fgetc(fp);
}
}
void Result() {
if (!S()) {
printf("\nThe source file: %d error(s)\n",err_count);
print();
printf("\n The source file success!\n\n\n");
} else {
printf("\n The source file：%d error(s)\n\n\n",err_count);
}
}
/************************************************************************/
/* 主測試函數 */
/************************************************************************/
int main() {
if((fp = fopen("003.txt","rt")) == NULL) {
printf("cannot open the file!!\n");
exit(0);
}
Result();
fclose(fp);
return 0;
}
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