A - 小C语言--词法分析程序
Description
小C语言文法
1. <程序>→<main关键字>(){<声明序列><语句序列>}
2. <声明序列>→<声明序列><声明语句>|<声明语句>|<空>
3. <声明语句>→<标识符表>;
4. <标识符表>→<标识符>,<标识符表>|<标识符>
5. <语句序列>→<语句序列><语句>|<语句>
6. <语句>→< if语句>|< while语句>|< for语句>|<复合语句>|<赋值语句>
7. < if语句>→< if关键字>(<表达式>)<复合语句>|(<表达式>)<复合语句>< else关键字><复合语句>
8. < while语句>→< while关键字>(<表达式>)<复合语句>
9. < for语句>→< for关键字>(<表达式>;<表达式>;<表达式>)<复合语句>
10. <复合语句>→{<语句序列>}
11. <赋值语句>→<表达式>;
12. <表达式>→<标识符>=<算数表达式>|<布尔表达式>
13. <布尔表达式>→<算数表达式> |<算数表达式><关系运算符><算数表达式>
14. <关系运算符>→>|<|>=|<=|==|!=
15. <算数表达式>→<算数表达式>+<项>|<算数表达式>-<项>|<项>
16. <项>→<项>*<因子>|<项>/<因子>|<因子>
17. <因子>→<标识符>|<无符号整数>|(<算数表达式>)
18. <标识符>→<字母>|<标识符><字母>|<标识符><数字>
19. <无符号整数>→<数字>|<无符号整数><数字>
20. <字母>→a|b|…|z|A|B|…|Z
21. <数字>→0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
22. < main关键字>→main
23. < if关键字>→if
24. < else关键字>→else
25. < for关键字>→for
26. < while关键字>→while
27. < int关键字>→int
每行单词数不超过10个
小C语言文法如上,现在我们对小C语言写的一个源程序进行词法分析,分析出关键字、自定义标识符、整数、界符
和运算符。
关键字:main if else for while int
自定义标识符:除关键字外的标识符
整数:无符号整数
界符:{ } ( ) , ;
运算符:= + - * / < <= > >= == !=
Input
输入一个小C语言源程序,源程序长度不超过2000个字符,保证输入合法。
Output
按照源程序中单词出现顺序输出,输出二元组形式的单词串。
(单词种类,单词值)
单词一共5个种类:
关键字:用keyword表示
自定义标识符:用identifier表示
整数:用integer表示
界符:用boundary表示
运算符:用operator表示
每种单词值用该单词的符号串表示。
Samples
Sample #1
Input
main()
{
int a, b;
if(a == 10)
{
a = b;
}
}
Output
(keyword,main) (boundary,() (boundary,)) (boundary,{) (keyword,int) (identifier,a) (boundary,,) (identifier,b) (boundary,;) (keyword,if) (boundary,() (identifier,a) (operator,==) (integer,10) (boundary,)) (boundary,{) (identifier,a) (operator,=) (identifier,b) (boundary,;) (boundary,}) (boundary,})
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
string KeyWord[6] = {"main", "for", "if", "else", "int", "while"};
string category[5] = {"keyword", "identifier", "integer", "boundary", "operator"};
void disp(string s){// 输入进来的有keyword、identifier、integer,其余在已经主程序里判断
// 数字直接判断
if(s[0] >= '0' && s[0] <= '9') cout << "(integer," << s << ")" << endl;
else{
bool flag = 1;
for(int i = 0; i < 6; i++){
if(s == KeyWord[i]){
flag = 0;
cout << "(keyword," << s << ")" << endl;
}
}
if(flag == 1) cout << "(identifier," << s << ")" << endl;
}
}
int main()
{
string str;
while(cin >> str){
int len = str.length();
string temp = "";
for(int i = 0; i < len; i++){
if(str[i] == '(' || str[i] == ')' || str[i] == '{' ||
str[i] == '}' || str[i] == ',' || str[i] == ';'){
if(temp.length()) disp(temp);
temp = "";
cout << "(boundary," << str[i] << ")" << endl;
}
else if(str[i] == '=' || str[i] == '+' || str[i] == '-' || str[i] == '*' ||
str[i] == '/' || str[i] == '<' || str [i]== '>' || str[i] == '!'){
if(temp.length()){// 如果temp不为空
disp(temp);
}
temp = "";
if(str[i + 1] == '='){// 输出>= <= == !=之类的情况
cout << "(operator," << str[i] << str[i+1] << ")" << endl;
i++;// 上面输出了两个字符,所以要加一
}
else cout << "(operator," << str[i] << ")" << endl;
}
else temp += str[i];
}
if(temp.length()) disp(temp);
}
return 0;
}
D - 表达式语法分析——递归子程序法
Description
递归子程序法是一种确定的自顶向下语法分析方法,要求文法是LL(1)文法。它的实现思想是对应文法中每个非终结符编写一个递归过程,每个过程的功能是识别由该非终结符推出的串,当某非终结符的产生式有多个候选式时能够按LL(1)形式唯一地确定选择某个候选式进行推导。请根据下面的表达式LL(1)文法,构造递归子程序,完成对表达式的语法分析。
表达式文法如下:
E→TG
G→+TG | ε
T→FS
S→*FS | ε
F→(E) | i
对于给定的输入串(长度不超过50个符号),请输出分析过程中用到的所有产生式,并指明该输入串是否为该文法能生成的表达式,输出共11行,前10行每行两个数据用空格隔开,表示推导时所用产生式顺序号(从0开始),最后一行是accept,表示i+i*i是文法能生成的合法表达式。注:其中&符号代表文法中的ε符号。
例如:
i+i*i是文法能生成的一个表达式,输出格式如下:
0 E-->TG
1 T-->FS
2 F-->i
3 S-->&
4 G-->+TG
5 T-->FS
6 F-->i
7 S-->*FS
8 F-->i
9 S-->&
10 G-->&
accept
i@i不是文法能生成的表达式,输出共5行,前5行每行两个数据用空格隔开,表示推导时所用产生式序号(从0开始),最后一行是error,表示i@i不是文法能生成的表达式。@不是合法的文法符号,输出格式举例:
0 E-->TG
1 T-->FS
2 F-->i
3 S-->&
4 G-->&
error
(i+i*i不是文法能生成的表达式,存在括号不匹配的语法错误,输出格式举例:
0 E-->TG
1 T-->FS
2 F-->(E)
3 E-->TG
4 T-->FS
5 F-->i
6 S-->&
7 G-->+TG
8 T-->FS
9 F-->i
10 S-->*FS
11 F-->i
12 S-->&
13 G-->&
error
Input
输入数据只有一行,代表待分析的符号串,以#号结束
Output
输出推导过程中所有的产生式,按照使用顺序给出。输出详细说明见题目描述中的例子。
Samples
Sample #1
Input
i+i*i#
Output
0 E-->TG
1 T-->FS
2 F-->i
3 S-->&
4 G-->+TG
5 T-->FS
6 F-->i
7 S-->*FS
8 F-->i
9 S-->&
10 G-->&
accept
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 55;
char str[N];
int cnt, i;
void E();
void G();
void T();
void S();
void F();
void E(){
if(str[i] == '(' || str[i] == 'i'){
printf("%d E-->TG\n", cnt++);
T();G();
} else{
printf("error\n");
exit(0);
}
}
void G(){
if(str[i] == '+'){
printf("%d G-->+TG\n", cnt++);
i++;
T();G();
}else{
printf("%d G-->&\n", cnt++);
}
}
void T(){
if(str[i] == '(' || str[i] == 'i'){
printf("%d T-->FS\n", cnt++);
F();S();
}else{
printf("error\n");
exit(0);
}
}
void S(){
if(str[i] == '*'){
printf("%d S-->*FS\n", cnt++);
i++;
F();S();
}else{
printf("%d S-->&\n", cnt++);
}
}
void F(){
if(str[i] == '('){
printf("%d F-->(E)\n", cnt++);
i++;
E();
if(str[i] == ')'){
i++;
}else{
printf("error\n");
exit(0);
}
}else if(str[i] == 'i'){
printf("%d F-->i\n", cnt++);
i++;
}else{
printf("error\n");
exit(0);
}
}
int main()
{
scanf("%s", str);
E();
if(str[i] != '#'){
printf("error\n");
} else{
printf("accept\n");
}
return 0;
}
N - 翻译布尔表达式
Description
大家都学过了布尔表达式的翻译,其中有一个拉链-回填技术,这次我们就练习这个技术。
Input
输入为一行字符串,例如: a < b or c < d and e < f
每个符号都用空格间隔。
其中逻辑运算符包含 and 和 or , 关系运算符包含 < 、> 、<= 、 >= 、== 、 != 。
Output
假链跳到0,真链跳到1,表达式序号从100开始排。
Samples
Sample #1
Input
Output
a < b or c < d and e < f
100(j<,a,b,1) 101(j,_,_,102) 102(j<,c,d,104) 103(j,_,_,0) 104(j<,e,f,100) 105(j,_,_,103)
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
string str, x;
int num = 100, True = 1, False = 100;// 序号、真、假
vector<string>v;
int main()
{
//cin >> str; 无法输入空格
getline(cin, str);
str += " #"; // 自己额外加的一个结束标志
stringstream strr(str);//
while(strr >> x){// 以空格为分割点,将str中的字符(串)赋给x
if(x == "or" || x == "#"){
if(x == "or") False += 2;
else False = 0;
int len = v.size();
for(int i = 0; i < len - 3; i += 3){
printf("%d(j%s,%s,%s,%d)\n", num, v[i+1].c_str(), v[i].c_str(), v[i+2].c_str(), num + 2);// 真链
num ++;
printf("%d(j,_,_,%d)\n", num, False);// 假链
False = num++;
}
printf("%d(j%s,%s,%s,%d)\n", num, v[len-2].c_str(), v[len - 3].c_str(), v[len - 1].c_str(), True);
True = num ++;
printf("%d(j,_,_,%d)\n", num, False);
num++;
v.clear();
if(x == "#") break;// 读到结束符停止
}
else if(x == "and") False += 2;
else v.push_back(x);
}
return 0;
}
O - DAG优化
Description
大家都学过了代码优化,其中有一个DAG优化,这次我们就练习这个操作。
Input
输入第一行为一个整数n(n < 100),表示该组输入的表达式的个数
之后n行为表达式,每个变量为一个字母,表达式仅包括二元运算 + - * /
例如:A=B+C
Output
通过构造DAG图,进行代码优化,只需要保留AB,删除无用变量,删除变量时,尽量保留最早出现的变量。
PS:保证AB的值不同
Samples
Sample #1
Input
Output
3 A=B+C B=B+B A=C+C
B=B+B A=C+C
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
string s;
int flag[110];
char ans[110][110];
int n,num=0;
struct node
{
int l=-1,r=-1;
char id;
vector<char>val;
}t[110];
int find(int x,char ch)
{
for(char c:t[x].val)
if(c==ch)return 1;
return 0;
}
int add(char ch)
{
for(int i=num-1;i>=0;i--)
if(ch==t[i].id||find(i,ch))return i;
t[num].id=ch;
return num++;
}
void add_op(char op,char ch,int l, int r)
{
for(int i=num-1;i>=0;i--)
if(t[i].id==op&&t[i].l==l&&t[i].r==r)
{
t[i].val.push_back(ch);return;
}
t[num].id=op;
t[num].l=l;
t[num].r=r;
t[num].val.push_back(ch);
num++;
}
void dfs(int x)
{
if(t[x].l!=-1)
{
flag[x]=1;
dfs(t[x].l);
dfs(t[x].r);
}
}
char exist(int x)
{
char ans=0;
for(char c:t[x].val)
if(c=='A'||c=='B')ans=c;
return ans!=0?ans:t[x].val[0];
}
int main()
{
cin>>n;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>s;
int l=add(s[2]);
int r=add(s[4]);
add_op(s[3],s[0],l,r);
}
for(int i=0;i<num;i++)
{
if(t[i].l!=-1)
{
ans[i][0]=exist(i);
ans[i][1]='=';
ans[i][2]=t[t[i].l].val.size()>0?exist(t[i].l):t[t[i].l].id;
ans[i][3]=t[i].id;
ans[i][4]=t[t[i].r].val.size()>0?exist(t[i].r):t[t[i].r].id;
ans[i][5]='\0';
}
}
for(int i=num-1;i>=0;i--)
{
if(ans[i][0]=='A')
{
dfs(i);break;
}
}
for(int i=num-1;i>=0;i--)
{
if(ans[i][0]=='B')
{
dfs(i);break;
}
}
for(int i=0;i<num;i++)
if(flag[i])cout<<ans[i]<<endl;
}
P - 简单的代码生成程序
Description
通过三地址代码序列生成计算机的目标代码,在生成算法中,对寄存器的使用顺序为:寄存器中存有 > 空寄存器 > 内存中存有 > 以后不再使用 > 最远距离使用
Input
单组输入,给定输出的三地址代码的个数和寄存器的个数.所有的变量为大写字母,寄存器的数量不超过9
Output
参照示例格式输出,不需要将最后的寄存器中的值写回内存
不再使用变量不用写回内存
Samples
Sample #1
Input
Output
4 2 T:=A-B U:=A-C V:=T+U W:=V+U
LD R0, A SUB R0, B LD R1, A SUB R1, C ADD R0, R1 ADD R0, R1
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n, m, top = 0;
char p[10], s[110][1100];
int get(char ch)
{
for(int i = 0; i < m; i++){
if(p[i] == ch) return i;
}
return -1;
}
int use(int x, char ch)
{
for(int i = x; i < n; i++){
if(ch == s[i][3] || ch == s[i][5]) return i;
}
return n;
}
int findd(int x)
{
if(top < m) return top++;
int t = -1, maxn = -1;
for(int i = 0; i < m; i++){
int k = use(x, p[i]);
if(k > maxn){
maxn = k;
t = i;
}
}
return t;
}
void print1(char ch)
{
if(ch=='+')cout<<"ADD ";
else if(ch=='-')cout<<"SUB ";
else if(ch=='*')cout<<"MUL ";
else if(ch=='\\')cout<<"DIV ";
}
void print2(char ch)
{
int x = get(ch);
if(x != -1) cout << "R" << x << "\n";
else cout << ch << "\n";
}
int main()
{
cin >> n >> m;
for(int i = 0; i < n; i++){
cin >> s[i];
}
for(int i = 0; i < n; i++){
int x = get(s[i][3]);
if(x == -1){
x = findd(i);
if(p[x] != '\0' && use(i, p[x]) < n){
cout << "ST R" << x << ", " << p[x] << "\n";
p[x] = NULL;
}
cout << "LD R" << x << ", " << s[i][3] << "\n";
}
print1(s[i][4]);
cout << "R" << x << ", ";
print2(s[i][5]);
p[x] = s[i][0];
}
return 0;
}