设计实现了一个图形界面的简易C语言的词法分析器和语法分析器。从规定关键词及设计文法开始,采用LL(1)分析法进行文法分析编写词法分析器,完成识别语言单词的任务,编写语法分析程序,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。
在编译原理中,词法分析器和语法分析器是构建编译器的重要组成部分。词法分析器(也称为扫描器或tokenizer)负责从源代码中识别出一个个基本的符号单元,即单词符号(tokens),这些符号是构成编程语言的基本元素,如关键字、标识符、操作符和常量等。而语法分析器则根据已识别的单词符号,依据文法进行解析,检查它们是否符合语法规则,构建抽象语法树(AST),从而理解程序的结构。
在本实验中,设计和实现了针对简易C语言的词法分析器和语法分析器,采用图形用户界面(GUI)以增强用户体验。用户可以在界面上输入C语言的源代码,然后通过点击“词法分析”按钮,程序会显示出识别的单词符号;点击“语法分析”按钮,程序会对这些单词序列进行语法检查,并显示分析过程和结果,告知用户输入的句子是否符合文法。
词法分析器的设计涉及关键字识别和非关键字识别。实验中列举了如"main"、"int"、"char"、"if"等关键字及其对应的识别码。此外,还定义了标识符(ID)、数字(NUM)和其他操作符。词法分析器通常通过正则表达式或者有限状态自动机(如NFA或DFA)来实现,识别输入流中的模式。
语法分析部分,实验采用了LL(1)分析法。LL(1)分析法是一种自左向右扫描输入,按优先级从前向后处理文法符号,每次最多看一个输入符号(1代表看一个输入符号)的预测分析方法。LL(1)分析表是其核心,它包含first集和follow集,用于指导分析过程。first集表示非终结符可能产生的起始符号集合,follow集表示在当前非终结符后面可能出现的符号集合。实验中列举了部分first集和follow集的计算结果,例如:`FIRST(S)={main}`,`FIRST(K)={{}`等,这些集合对于构建分析表至关重要。
实验的文法描述了简易C语言的结构,包括程序、语句块、语句、赋值语句、条件语句、循环语句以及表达式等相关规则。每个规则对应文法中的一个符号,例如,`S→ main() K|空` 表示程序S可以由"main()"开头的语句块K或空组成,`K→ { C }` 表示语句块K由花括号包围的语句串C组成。通过这样的递归分解,可以逐步解析整个程序结构。
这个实验旨在让学生理解编译器的工作原理,掌握词法分析器和语法分析器的实现方法,以及LL(1)分析法的应用。通过实际操作,学生能更好地理解和应用编译原理中的理论知识,提高解决实际问题的能力。