词法分析实验

一、实验目的

通过设计、开发一个高级语言的词法分析程序，加深对课堂教
学内容（包括正规文法、正规表达式、有限自动机、NFA到DFA的
转换、DFA的最小化）的理解，提高词法分析方法的实践能力。

二、实验要求

(1)深入理解、掌握有限自动机及其应用；
(2)掌握根据语言的词法规则构造识别其单词的有限自动机的方
法；
(3)掌握NFA到DFA的等价变换方法、DFA最小化的方法；
(4)掌握设计、编码、调试词法分析程序的技术与方法，具体实现
S语言（见附录A）的词法分析程序。

三、实验原理

词法分析是编译过程的第一个阶段。它的任务是对输入的字符
串形式的源程序按顺序进行扫描，根据源程序的词法规则识别具
有独立意义的单词，并输出单词的序列。
有限自动机是描述程序设计语言单词结构的工具，而状态转换
图是有限自动机的比较直观的描述方法。根据程序设计语言的词
法规则构造描述该语言单词结构的有限自动机，获取识别各类单
词的形式模型，进而通过编程模拟该形式模型的运行，可实现词
《编译原理》实验指导书法分析程序。

四、实验步骤

(1)根据S语言的词法规则，总结S语言的单词种类与各类单词的结
构特征；
(2)设计描述S语言各类单词结构的状态转换图（即有限自动机
FA）；
(3)对描述各类单词结构的状态转换图进行合并（将各状态转换图
的初始状态合并为一个唯一的初态，然后对状态重新编号），
构成一个能识别S语言所有单词的状态转换图（NFA）。
(4)对能识别所有单词的NFA进行确定化操作，将其转换成等价的
DFA；
(5)对DFA进行最小化操作；
(6)编写程序，模拟最小化DFA的运行，实现S语言的词法分析程序；
(7)撰写实验报告。

代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>


void Print();
void Scanner();

int syn;//存放单词的类型 
int p;

char ch;
int sum;//用来保存数字的值 
char program[200],token[10];
char *rwtab[9]={"begin","if","then",
                "else","while","do","Const"
                ,"Var","end"};
int m;              

bool isDigital(char ch)
{
    if(ch<='9'&&ch>='0')
        return true;
    else
        return false;
}

bool isAlpha(char ch)
{
    if(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='A'&&ch<='Z')
        return true;
    else
        return false;
}




void Scanner()
{
    int num=0;
    for(m=0;m<10;m++)
    {
        token[m]=NULL;
    }
    m=0;
    ch=program[p++];

    while(ch==' '||ch=='\n'||ch=='\t')
    {
        ch=program[p++];
    }
    if(isAlpha(ch)){
        do{
            token[m++]=ch;
            ch=program[p++];
        }while(isAlpha(ch)||isDigital(ch));
        p--;
        syn=10;
        token[m++]='\0';
        for(int n=0;n<=8;n++)
        {
            if(strcmp(token,rwtab[n])==0)
            {
                syn=n+1;
                break;
            }
        }
        return;
    }
    else if(isDigital(ch))
    {
        sum=0;
        while(isDigital(ch))
        {
            sum=sum*10+ch-'0';
            ch=program[p++];
        }
        p--;
        syn=11;
        if(isAlpha(ch))
            syn=-1;
        return;
    }
    else
    {
        token[0]=ch;
        switch(ch)
        {
            case '<':ch=program[p++];
                    if(ch=='>')
                    {
                        syn=22;
                        token[1]=ch;
                    }
                    else if(ch=='=')
                        {
                            syn=18;
                            token[1]=ch;
                        }
                    else{
                        syn=19;
                        p--;
                    }
                    break;
            case '>':ch=program[p++];
                    if(ch=='=')
                    {
                        syn=21;
                        token[1]=ch;
                    }
                    else{
                        syn=20;
                        p--;
                    }           
                    break;
            case '=':ch=program[p++];
                    if(ch=='=')
                    {
                        syn=17;
                        token[1]=ch;
                    }
                    else{
                        syn=17;
                        p--;
                    }
                    break;
            case '+':syn=12;break;
            case '-':syn=13;break;
            case '*':syn=14;break;
            case '/':syn=15;break;
            case ';':syn=23;break;
            case '(':syn=24;break;
            case ')':syn=25;break;
            case ',':syn=26;break;
            case '#':syn=0;break;
            default:syn=-1;break;                   
        }
        return;
    }
}

void Print()
{
    if(syn==11)
        printf("<%d,%d>\n",syn,sum);
    else
        printf("<%d,%s>\n",syn,token);
}


int main()
{
    printf("输入词法分析串以#作为结束\n");
    do
    {
        ch=getchar();
        program[p++]=ch;
    }while(ch!='#');
    p=0;
    //printf("%s\n",program);
    do{
        Scanner();      
        switch(syn)
        {
            case -1:printf("wrong\n",token);break;
            default:Print();break;
        }
    }while(syn!=0&&syn!=-1);
    if(syn==0)printf("success");

}