此项目为GXU编译原理课设，适合低要求，混及格同学，内涵完整代码(1k行+)、文件和论文(1w字+)

运行环境:eclipse

词法模块内容

（1）确定源语言C和编写编译程序的语言java；

（2）用正规式描述C的词法规则；

（3）根据正规式构造给出识别单词的DFA M；

（4）根据M，用语言java编写C的词法分析程序。

（5）读入源程序字符串，识别具有独立含义的最小语法单位——单词；

（6）对识别过程中发现的词法问题，则输出有关的错误信息；

语法模块内容

（1）本次实验中采用的设计方法是lr1，首先便是要设计好文法。

（2）能根据文法构造项目集族。

（3）再根据项目集族进行lr1分析表的构造，写成xls文件。

（4）设计程序读取lr1分析表.xls与文法.xls文件。

（5）根据这两个文件完成语法检查。

（6）对不正确的语法不能通过语法检查并要停留在这一步表明出错。

语义模块内容

（1）初设语法制导翻译，缕清语义程序的思路

（2）设计编写语义程序的全局属性

（3）设计编写语义程序的方法

（4）设计编写每个产生式对应的语义程序

（5）将语义程序得到的四元式表打印到文本中

代码结构

image-20220428131310587

input.txt

为需要编译的c语言代码

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#include<stdio.h>
void main(){
	int i=0,max=0;
	int a[6]={1,4,6,2,8,9};
	while(i<6){
		if(max<a[i]){
			max=a[i];
		}
		i++;
	}
}

output.txt

为词法分析后的输出结果

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1`#include
26`<
8`stdio.h
27`>
6`void
22`main
40`(
41`)
43`{
2`int
22`i
24`=
23`0
46`,
22`max
24`=
23`0
47`;
2`int
22`a
44`[
23`6
45`]
24`=
43`{
23`1
46`,
23`4
46`,
23`6
46`,
23`2
46`,
23`8
46`,
23`9
42`}
47`;
15`while
40`(
22`i
26`<
23`6
41`)
43`{
16`if
40`(
22`max
26`<
22`a
44`[
22`i
45`]
41`)
43`{
22`max
24`=
22`a
44`[
22`i
45`]
47`;
42`}
22`i
38`++
47`;
42`}
42`}

Lexer.java

为词法分析代码

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package compile3;
import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class LexicalError extends Error {

    public LexicalError(String string) {
    }
}


public class Lexer {
	
    static int i = 0;
    static String keywords[] = {"#include","int","float","int26",
                                "double","void","math.h",
                                "stdio.h","stdlib.h","string.h","malloc.h",
                                "return","for","do","while",
                                "if","else","break","printf","%d","%f"};
    //"stdio.h","math.h","stdlib.h"
    static List<Character> sourceCode=new ArrayList<Character>();
    static String filename="src/LexerOutput.txt";

    public static void getTokenLiteral(char c) {
        System.out.println("<"+c + ","+"char"+">");
        i++;
    }

    public static void getTokenNumber(char c)  {
        System.out.println("<"+c + ","+"number"+">");
        i++;
    }

    public static void getTokenOperation(char c)   {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+11)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenKeywords(String c,int i)   {
        System.out.println("<"+c + ","+i+">");

    }
    public static void getTokenSymbol(char c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+12)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenIdentifier(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+1)+">");
    }
    public static void getTokenSelfadding(String c) {//++
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+3)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenSelfdecrement(String c) {//--
        System.out.println("<"+c + ","+38+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenLogicand(String c) {//&&
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+5)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenLogicor(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+6)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenLogicalnon(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+7)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenLogicequality(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+8)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenGreaterequal(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+9)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenLessequal(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+10)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenNumber1(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+2)+">");
        i++;
    }
    public static void getTokenkexuejishu(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+13)+">");
        i++;
    }
    public static void getArray(String c) {
        System.out.println("<"+c + ","+(keywords.length+14)+">");
        i++;
    }
    public void lexicalAnalysis() throws IOException{
        BufferedWriter writer=new BufferedWriter(new FileWriter(filename));
        String file = "src/input.txt";
        Reader reader = null;
        try {
            reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            int tempchar;
            while ((tempchar = reader.read()) != -1) {
                if (((char) tempchar) != '\r') {
                    sourceCode.add((char) tempchar);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        while (i < sourceCode.size()) {
            char c = sourceCode.get(i);
            String s = String.valueOf(c);
            String string="";
            boolean flag=true;
            boolean kw=false;
            boolean findoneid=false;
            while(true) {
                if (s.matches("[A-Za-z%#]")) {
                    string=string+s;
                    i++;
                    s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                    while(s.matches("[A-Za-z0-9.]")) {
                        flag=false;
                        string=string+s;
                        i++;
                        s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                    }
                    if(flag) {
                        getTokenIdentifier(string);
                        writer.write(keywords.length+1+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    for (int i=0;i<keywords.length;i++) {
                        if(string.equals(keywords[i])) {
                            getTokenKeywords(string,(i+1));
                            writer.write(i+1+"`"+string);
                            writer.newLine();
                            kw=true;
                            break;
                        }
                    }
                    if(!kw) {
                        getTokenIdentifier(string);
                        writer.write(keywords.length+1+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        break;
                    }

                }
                else {
                    break;
                }
            }
            flag=true;
            c = sourceCode.get(i);
            string="";//仅仅是点后面无数字
            boolean singlepoint = false;
            boolean findpoint = false;
            while(true) {
                if(s.matches("[0]")) {
                    string=string+s;
                    i++;
                    s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                    if(s.matches("[0-9]")){
                        writer.close();
                        throw new LexicalError("unexpected char ${c}");
                    }
                    if(s.matches("[.]")) {//是0.
                        singlepoint = true;
                        string=string+s;
                        i++;
                        s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                        while(s.matches("[0-9]")){
                            if(s.matches("[0-9]")) {
                                singlepoint = false;
                                string = string + s;
                                i++;
                                s = String.valueOf(sourceCode.get(i));
                            }
                            else{
                                singlepoint = true;
                            }
                        }
                        if(singlepoint) {//小数点后留空直接写数字以外的抛出异常
                            writer.close();
                            throw new LexicalError("unexpected char ${c}");
                        }else {
                            getTokenNumber1(string);//输出0.xxxx
                            writer.write(keywords.length+2+"`"+string);
                            writer.newLine();
                            i--;
                            break;
                        }
                    }else {//仅仅是0
                        getTokenNumber1(string);
                        writer.write(keywords.length+2+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                if (s.matches("[1-9]")) {//1-9开头的int或double
                    string=string+s;
                    i++;
                    s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                    while(s.matches("[0-9.]")) {//int
                        flag=false;
                        string=string+s;
                        if(s.matches("[.]")) {
                            findpoint = true;
                            singlepoint = true;
                            break;
                        }
                        i++;
                        s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                    }
                    if(findpoint) {
//						string=string+s;
                        i++;
                        s=String.valueOf(sourceCode.get(i));
                        while(s.matches("[0-9]")) {//double
                            if(s.matches("[0-9]")) {
                                singlepoint = false;
                                string = string + s;
                                i++;
                                s = String.valueOf(sourceCode.get(i));
                            }
                            else{
                                singlepoint = true;
                            }
                        }
                        if(singlepoint) {//小数点后留空直接写数字以外的抛出异常
                            throw new LexicalError("unexpected char ${c}");
                        }else if(singlepoint){
                            getTokenNumber1(string);
                            writer.write(keywords.length+2+"`"+string);
                            writer.newLine();
                            i--;
                            break;
                        }
                    }
                    if(flag) {
                        getTokenNumber1(string);//仅仅是1-9单数字
                        writer.write(keywords.length+2+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        i--;
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else{
                        getTokenNumber1(string);//int多数字
                        writer.write(keywords.length+2+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else {
                    break;
                }
            }
            c = sourceCode.get(i);
            string="";
            while(true) {
                if(c=='+') {
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='+') {
                        string=string+'+';
                        getTokenSelfadding(string);
                        writer.write(38+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            string="";
            while(true) {//--38
                if(c=='-') {
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='-') {
                        string=string+'-';
                        getTokenSelfdecrement(string);
                        writer.write(39+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            //------------------------
            string="";
            while(true) {//&&34
                if(c=='&') {
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='&') {
                        string=string+'&';
                        getTokenLogicand(string);
                        writer.write(35+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            string="";
            while(true) {//||35
                if(c=='|') {
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='|') {
                        string=string+'|';
                        getTokenLogicor(string);
                        writer.write(36+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            string="";
            while(true) {//!=29
                if(c=='!') {
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='=') {
                        string=string+'=';
                        getTokenLogicalnon(string);
                        writer.write(30+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            string="";
            while(true) {
                if(c=='=') {//==24
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='=') {
                        string=string+'=';
                        getTokenLogicequality(string);
                        writer.write(25+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            string="";
            while(true) {
                if(c=='>') {//>=27
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='=') {
                        string=string+'=';
                        getTokenGreaterequal(string);
                        writer.write(28+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            string="";
            while(true) {
                if(c=='<') {//<=28
                    string=string+s;
                    i++;
                    if(sourceCode.get(i)=='=') {
                        string=string+'=';
                        getTokenLessequal(string);
                        writer.write(29+"`"+string);
                        writer.newLine();
                        findoneid=true;
                        break;
                    }
                    else {
                        i--;
                        break;
                    }
                }
                else{
                    break;
                }
            }
            //------------------------case语句测试
            string = "";
            while(sourceCode.get(i)=='\'') {
                i++;
                string = string+'\'';
                writer.write('\'');
                writer.newLine();
                c = sourceCode.get(i);
                switch(c) {
                    case 'Z':{
                        string=string+c;
                        i++;
                        writer.write(c);
                        writer.newLine();
                        break;
                    }
                    default:
                        throw new LexicalError("unexpected char ${c}");
                }
                if(sourceCode.get(i)=='\'') {
                    string+='\'';
                    i++;
                    writer.write('\'');
                    writer.newLine();
                    System.out.println("<"+string+"`"+"100>");
                    break;
                }
                else {
                    throw new LexicalError("unexpected char ${c}");
                }
            }
            string="";
            //------------------------------
            c = sourceCode.get(i);
            switch (c) {
                case '$':{
                    writer.write('$');
                    writer.newLine();
                    writer.close();
                    return;}
                case '\n':
                case '\t':
                case ' ': {
                    i++;
                    break;
                }
                case '=':{
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(24+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '*':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(33+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '+':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(31+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '-':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(32+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '/':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(34+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '^':
                case ':':{
                    break;
                }
                case '[':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(44+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case ']':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(45+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '!':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(37+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '<':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(26+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '>':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(27+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '}':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(42+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '{':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(43+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '"':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(48+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case '(':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(40+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case ')':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(41+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case ';':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(47+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                case ',':
                {
                    getTokenOperation(c);
                    writer.write(46+"`"+c);
                    writer.newLine();
                    break;
                }

                case '&': {
                    getTokenSymbol(c);
                    writer.write(c);
                    //writer.write("<"+c + ","+(keywords.length+12)+">");
                    writer.newLine();
                    break;
                }
                default:
                    if(!findoneid) {
                        throw new LexicalError("unexpected char ${c}");
                    }
                    else {
                        break;
                    }

            }
        }
        writer.close();
    }
    public static void main(String[] args)throws IOException{
        Lexer lexer=new Lexer();
        lexer.lexicalAnalysis();
    }

    public List<String> getWord(String filename) {
        List<String> words = new ArrayList();
        String line;
        try {
            BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(filename));
            line = in.readLine();
            words.add(line);
            while(line != null) {
                line = in.readLine();
                if(line == null) {
                    break;
                }
                words.add(line);
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
        return words;
    }
}

lr1.xls

(人工操作)

image-20220428131846554

grammar.xls

（人工操作）

image-20220428131946235

lr1.java

语法分析代码，将词法分析后的txt文件进行语法检验，它需要用到lr1.xls、grammar.xls文件

截取部分运行结果

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第1步是移进操作	状态栈为：[1, 5]	符号栈为：[#, #include]
<
第2步是移进操作	状态栈为：[1, 5, 15]	符号栈为：[#, #include, <]
stdio.h
第3步是移进操作	状态栈为：[1, 5, 15, 21]	符号栈为：[#, #include, <, stdio.h]
>
第4步是规约操作	状态栈为：[1, 5, 15, 19]	符号栈为：[#, #include, <, L]	产生式为：L -> stdio.h
[]
第5步是移进操作	状态栈为：[1, 5, 15, 19, 27]	符号栈为：[#, #include, <, L, >]
void
第6步是规约操作	状态栈为：[1, 4]	符号栈为：[#, B1]	产生式为：B1 -> #include < L >
[]
第7步是规约操作	状态栈为：[1, 3]	符号栈为：[#, B]	产生式为：B -> B1
[]
第8步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 9]	符号栈为：[#, B, void]
id
第9步是规约操作	状态栈为：[1, 3, 8]	符号栈为：[#, B, C]	产生式为：C -> void
[]
第10步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 8, 18]	符号栈为：[#, B, C, id]
(
第11步是规约操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17]	符号栈为：[#, B, C, D]	产生式为：D -> id
[]
第12步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25]	符号栈为：[#, B, C, D, (]
)
第13步是规约操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25, 28]	符号栈为：[#, B, C, D, (, G]	产生式为：G -> ε
[]
第14步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25, 28, 41]	符号栈为：[#, B, C, D, (, G, )]
{
第15步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25, 28, 41, 56]	符号栈为：[#, B, C, D, (, G, ), {]
int
第16步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25, 28, 41, 56, 86]	符号栈为：[#, B, C, D, (, G, ), {, int]
id
第17步是规约操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25, 28, 41, 56, 82]	符号栈为：[#, B, C, D, (, G, ), {, I]	产生式为：I -> int
[]
第18步是移进操作	状态栈为：[1, 3, 8, 17, 25, 28, 41, 56, 82, 94]	符号栈为：[#, B, C, D, (, G, ), {, I, id]
=
...

Semantics.java

语义分析代码

out.txt

四元组

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21
22

1 (=,bgs,/,w)
2 (=,adb,/,z)
3 (=,0,/,i)
4 (=,0,/,max)
5 (=,1,/,a[0])
6 (=,4,/,a[1])
7 (=,6,/,a[2])
8 (=,2,/,a[3])
9 (=,8,/,a[4])
10 (=,9,/,a[5])
11 (j<,i,6,13)
12 (j,/,/,19)
13 (j<,max,a[i],15)
14 (j,/,/,16)
15 (=,a[i],/,max)
16 (+,i,1,T1)
17 (=,T1,/,i)
18 (j,/,/,11)
w int26
z int26
bgs int26
adb int26

Complie.java

产生汇编语言

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1 mov ax,0
2 mov i,ax
3 mov ax,i
4 mov bx,6
5 cmp ax,bx
6 jl 8
7 jmp 14
8 mov ax,i
9 add ax,1
10 mov T1,ax
11 mov ax,T1
12 mov i,ax
13 jmp 3