【编译原理】实验二：实现递归下降分析器

实验内容

用高级语言实现课本3.2文法的递归下降分析程序。
要求：
可使用书上提供的输入串i1*(i2+i3)，也可以是自己定义的其他符号串；输出栈中所有内容，并给出分析结果。

开发环境

windows 10
visual studio 2019

数据结构

1 符号栈

栈是一种有存取限制的线性表，它只允许在一端进行插入或删除操作。遵循“先进先出”原则。

递归下降分析法是一种自顶向下的分析方法，文法的每个非终结符对应一个递归过程（函数），可用栈来表示分析过程。

2 分析过程

序号	符号栈	待分析字符	表达式
0	#	i*(i+i)#
1	#E	i*(i+i)#	E→TE’
2	#E’T	i*(i+i)#	T→FT’
3	#E’T’F	i*(i+i)#	F→i
4	#E’T’	i*(i+i)#	T’→*FT’
5	#E’T’F	i*(i+i)#	F→(E)
6	#E’T’E	i*(i+i)#	E→TE’
7	#E’T’E’T	i*(i+i)#	T→FT’
8	#E’T’E’T’F	i*(i+i)#	F→i
9	#E’T’E’T’	i*(i+i)#	T’→ε
10	#E’T’E’	i*(i+i)#	E’→+TE’
11	#E’T’E’T	i*(i+i)#	T→FT’
12	#E’T’E’T’F	i*(i+i)#	F→i
13	#E’T’E’T’	i*(i+i)#	T’→ε
14	#E’T’E’	i*(i+i)#	E’→ε
15	#E’T’	i*(i+i)#	T’→ε
16	#E’	i*(i+i)#	E’→ε
17	#

3 数组

1、分析串数组char token[token_size]：存放待分析串。
2、符号栈char stack[10] = {’#’}：存放符号栈内容，初始压入‘#’。

实验步骤

分析与设计

教材上的例题已然分析地较详细：
1、 已消除左递归。
2、 无回溯。
我们直接进行递归下降分析器的构造。

编程

1 全局变量

① token_len：int类型变量，存放待分析串的长度。
② step：int类型变量，记录当前分析步数。

2 栈

① char stack[10] = {’#’}：char类型数组，存放符号栈内容，初始压入‘#’。
② stack_top：int类型变量，为符号栈的栈顶指针。

3 数组

token[token_size]：cha类型数组，存放待分析串。

4 函数

① 非终结符表达式：
void E();
void E1();
void T();
void T1();
void F();
② 打印函数：void print()。

5 伪代码

见《编译原理教程（第四版）》P52-53

void match(token t){
	if (lookahead == t)
			lookahead = nexttoken;
	else
			error();
}

void E(){
	T();
	E();
}

void E'(){
	if (lookahead == '+'){
		match('+');
		T();
		E'();
	}
}

void T(){
	F();
	T'();
}

void T'(){
	if (lookahead == '*'){
		match('*');
		F();
		T'();
	}
}

void F(){
	if (lookahead == 'i')
		match('i');
	else if (lookahead == '('){
		match('(');
		E();
		if (lookahead == ')')
			match(')');
		else
			error();
	}
	else
		error();
}

运行与调试

根据调试情况进行相应的代码修改。

运行结果

所遇问题与解决方案

1 E’和T’的压栈

因为E’不属于一个字符，在考虑存放的时候本来是准备实现字符串数组的，问题有点多，所以就直接按照’E’和’\’’两个字符来存储E’了，T’同理。

2 栈的实现

心得体会

对递归下降分析器的构造有了更深的理解，也更熟练地掌握了栈的实现。

实验代码

1 主函数main()

int main(void){
   
   
	printf("请输入字符串（以#结束）:");		//输入待分析字符串
	while (token[lookahead] != '#'){
   
   		//如果没有按下#结束
		char scan_char;						//扫描字符
		do{
   
   									//若没有扫描到结束符#，就继续扫描
			scanf_s("%c", &scan_char,1);
			token[token_len