編譯原理課程設(shè)計(jì)---賦值語(yǔ)句的解釋程序設(shè)計(jì)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　《編譯原理》　　課程設(shè)計(jì)　　賦值語(yǔ)句的解釋程序設(shè)計(jì)　　設(shè)計(jì)題目：賦值語(yǔ)句的解釋程序設(shè)計(jì)　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：<p

2、>　　用算符優(yōu)先分析方法設(shè)計(jì)一個(gè)分析解釋程序，對(duì)輸入的賦值語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句、清除語(yǔ)句進(jìn)行詞法分析、語(yǔ)法分析、表達(dá)式求值并存儲(chǔ)于指定變量中：若存在錯(cuò)誤，提示錯(cuò)誤相關(guān)信息。　　設(shè)計(jì)目的：　　了解掌握算符優(yōu)先分析的基本方法、內(nèi)容　　學(xué)會(huì)科學(xué)思考并解決問(wèn)題，提高程序設(shè)計(jì)能力<

3、;/p>　　實(shí)現(xiàn)環(huán)境　　電腦：　　Windows10家庭中文版　　型號(hào)：雷神　　處理器：Intel(R) Core(TM) i7-

4、6700HQ CPU @2.60GHz 　　RAM：16.0GB(15.9GB可用)　　系統(tǒng)類型：64位操作系統(tǒng)，基于x64的處理器　　實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言及環(huán)境：Java，JDK 1.8IDE：Ecplise neon.1　　概要設(shè)計(jì)文法表示：S v=E|E?|clear&

5、lt;/p>　　EE+T|E-T|T　　TT*F|T/F|F　　F(E)|v|c歸約規(guī)則：　　N v=N| N?|clear　　N N + N | N - N | N　　N N * N | N

6、/ N | N　　N ( N)|v|c　　種別碼設(shè)計(jì)：　　優(yōu)先關(guān)系表　　程序流程圖　　詳細(xì)設(shè)計(jì)單詞符號(hào)二元組使用下

7、面的類來(lái)表示：public class WordSymbol {　　public static final int TYPE_NULL = 0; //無(wú)值　　public static final int TYPE_INT = 1; //整數(shù)　　public static final int TYPE_STR

8、ING = 2; //字符串　　int code;//種別碼　　int type;//單詞符號(hào)值類型　　Object value;//單詞符號(hào)的屬性值　　public WordSymbol() {　　su

9、per();　　}　　public WordSymbol(int code, int type, Object value) {　　super();　　this.code =

10、code;　　this.type = type;　　this.value = value;　　}　　public int getCode() {　　return code;

11、　　}　　public void setCode(int code) {　　this.code = code;　　}　　public int getType() {</

12、p>　　return type;　　}　　public void setType(int type) {　　this.type = type;　　}

13、　　public Object getValue() {　　return value;　　}　　public void setValue(Object value) {　　this.value = value;&

14、lt;/p>　　}　　@Override　　public String toString() {　　return "WordSymbol [code=" + code + ", t

15、ype=" + type + ", value=" + value + "]";　　}　　}　　歸約棧：用Java中的棧對(duì)象 Stack<WordSymbol> 來(lái)表示單詞

16、串：用鏈表對(duì)象List<WordSymbol>來(lái)存放單詞串變量表：使用Map<String,Integer>對(duì)象來(lái)充當(dāng)變量表，其以鍵值對(duì)的方式存放變量，鍵可以設(shè)為變量名，值存放變量值　　可歸約串語(yǔ)義解釋：變量歸約：N v，在變量表中查找該變量，若不存在則報(bào)錯(cuò)：變量未定義，否則修改非終結(jié)符N的屬性值為變量v的值，并設(shè)N的種別碼為13<p&

17、gt;　　常量歸約：N c，修改非終結(jié)符N的屬性值為常量c的值，并設(shè)N的種別碼為13　　運(yùn)算歸約：設(shè)運(yùn)算的操作數(shù)為N1，N2；將N1，N2進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算并將運(yùn)算結(jié)果設(shè)為N3的屬性值，將N3的種別碼設(shè)為13括號(hào)歸約：將(N)歸約為N賦值歸約：在變量表中查找被賦值的變量v，若不存在，則先在變量表中創(chuàng)建該變量，然后再將N的屬性值賦值給v，最后將 v = N歸約為N<p&

18、gt;　　輸出語(yǔ)句：先輸出表達(dá)式N的屬性值，然后將N?歸約為N清除語(yǔ)句：將變量表中的所以變量清空，然后clear歸約為N　　運(yùn)算符之間的關(guān)系使用對(duì)象Relation來(lái)描述，其結(jié)構(gòu)如下　　public class Relation {　　public static final int REL_LESS = -1;

19、 // 小于　　public static final int REL_EQUAL = 0; // 等于　　public static final int REL_GREATER = 1; // 大于　　public static final int REL_NULL = 2; // 無(wú)關(guān)系

20、　　int codeLeft, codeRight;　　int relation;　　public Relation() {　　super();　　}&

21、lt;p>　　public Relation(int codeLeft, int codeRight, int relation) {　　super();　　this.codeLeft = codeLeft;　　this.codeRight = codeRight;&l

22、t;/p>　　this.relation = relation;　　}　　public int getCodeLeft() {　　return codeLeft;　　}

23、　　public void setCodeLeft(int codeLeft) {　　this.codeLeft = codeLeft;　　}　　public int getCodeRight() {<p

24、>　　return codeRight;　　}　　public void setCodeRight(int codeRight) {　　this.codeRight = codeRight;　　}</b&

25、gt;　　public int getRelation() {　　return relation;　　}　　public void setRelation(int relation) {　　t

26、his.relation = relation;　　}　　@Override　　public String toString() {　　String str = "";<

27、/p>　　switch (relation) {　　case -1:　　str = " < ";　　break;　　case

28、 1:　　str = " > ";　　break;　　case 0:　　str = " = ";<p

29、>　　break;　　case 2:　　str = " 無(wú)關(guān)系 ";　　break;　　}&l

30、t;/p>　　return "Relation：" + codeLeft + str + codeRight;　　}　　}　　同時(shí)，使用Relation[][]二維數(shù)組來(lái)存放優(yōu)先符關(guān)系表&l

31、t;/p>　　程序清單package tp;　　import java.util.ArrayList;　　import java.util.HashMap;　　import java.util.List;　　import java.util.

32、Map;　　import java.util.Stack;　　public class AssignmentExplain {　　// 單詞符號(hào)　　private String[] words = { "=", &

33、quot;?", "+", "-", "*", "/", "(", ")", "v", "c", "clear", "#", "N" };　　private Stack

34、<WordSymbol> stack = new Stack<>(); // 歸約棧　　private List<WordSymbol> wordSymbols = new ArrayList<>(); // 單詞符號(hào)　　private Map<String, Integer> variable

35、s = new HashMap<>(); // 變量表　　private Relation[][] relations; // 優(yōu)先關(guān)系表　　private int index = 0;　　public static void main(String[] args) {<

36、p>　　String str = "a=3;(a+17)/3?";　　AssignmentExplain assignmentExplain = new AssignmentExplain();　　try {　　String[] sentence =

37、 str.split(";");　　for (String inputStr : sentence) {　　assignmentExplain.getDoubleGroup(inputStr);　　System.out.println("\n單詞符號(hào)串：");</p&

38、gt;　　System.out.println(assignmentExplain.wordSymbols + "\n");　　assignmentExplain.startExplain(inputStr);　　System.out.println("\n變量表：");

39、　　for (String key : assignmentExplain.variables.keySet()) {　　System.out.println(key + ":" + assignmentExplain.variables.get(key));　　}</p

40、>　　}　　} catch (Exception e) {　　e.printStackTrace();　　}　　}</p&g

41、t;　　public void initRelation() {　　relations = new Relation[12][12];　　for (int i = 0; i < 12; i++) {　　for (int j = 0; j < 12; j++) {

42、;　　Relation relation = new Relation();　　relation.setCodeLeft(i + 1);　　relation.setCodeRight(j + 1);　　switch (i + 1) {

43、;　　case 1:　　switch (j + 1) {　　case 1:　　case 2:　　case 8:&l

44、t;p>　　case 11:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　case 3:<

45、;b>　　case 4:　　case 5:　　case 6:　　case 7:　　case 9:

46、;　　case 10:　　relation.setRelation(Relation.REL_LESS);　　break;　　case 12:</p&g

47、t;　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;　　}　　break;&l

48、t;b>　　case 2:　　switch (j + 1) {　　case 12:　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;&

49、lt;/b>　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　}</p&

50、gt;　　break;　　case 3:　　case 4:　　switch (j + 1) {　　case 1:<

51、;/b>　　case 11:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　case 2:<

52、;/p>　　case 3:　　case 4:　　case 8:　　case 12:　　rel

53、ation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_LESS);<p&g

54、t;　　break;　　}　　break;　　case 5:　　case 6:&l

55、t;/p>　　switch (j + 1) {　　case 1:　　case 11:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);

56、　　break;　　case 7:　　case 9:　　case 10:　　relation.setRelation(R

57、elation.REL_LESS);　　break;　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;

58、　　}　　break;　　case 7:　　switch (j + 1) {

59、　case 1:　　case 2:　　case 11:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;&l

60、t;/b>　　case 8:　　relation.setRelation(Relation.REL_EQUAL);　　break;　　case 12:&

61、lt;/p>　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_

62、LESS);　　break;　　}　　break;　　case 8:　　swi

63、tch (j + 1) {　　case 1:　　case 7:　　case 9:　　case 10:

64、　　case 11:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　default:<p&g

65、t;　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;　　}　　break;　　ca

66、se 9:　　switch (j + 1) {　　case 1:　　relation.setRelation(Relation.REL_EQUAL);　　break;</

67、p>　　case 7:　　case 9:　　case 10:　　case 11:　　rela

68、tion.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);

69、;　　break;　　}　　break;　　case 10:　　switch (j + 1) {

70、　　case 1:　　case 7:　　case 9:　　case 10:　　cas

71、e 11:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　default:　　relation.setRelation(

72、Relation.REL_GREATER);　　break;　　}　　break;　　case 11:

73、;　　switch (j + 1) {　　case 12:　　relation.setRelation(Relation.REL_GREATER);　　break;<b

74、>　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_NULL);　　break;　　}　　break;<

75、/b>　　case 12:　　switch (j + 1) {　　case 12:　　relation.setRelation(Relation.REL_EQUAL);

76、　　break;　　default:　　relation.setRelation(Relation.REL_LESS);　　break;&

77、lt;b>　　}　　break;　　}　　relations[i][j] = relation;　　}<

78、;p>　　}　　}　　// 掃描緩沖區(qū)，求得二元組　　public void getDoubleGroup(String inputStr) throws Exception {　　word

79、Symbols.clear();　　inputStr = "#" + inputStr + "#";　　index = 0;　　while (index < inputStr.length()) {　　{&l

80、t;/b>　　String ch = "";　　while ((ch = inputStr.substring(index, index + 1)).equals(" ")) {　　index++;<

81、p>　　if (index >= inputStr.length())　　break;　　}　　if (ch.equals(" ")) {　　in

82、dex++;　　continue;　　}　　if (Character.isLetter(ch.charAt(0))) {　　if (!recognizeIdentifier(

83、inputStr)) {　　new Exception("不能識(shí)別的標(biāo)識(shí)符");　　}　　index++;　　} else if (Character.isDigit(ch.c

84、harAt(0))) {　　if (!recognizeInteger(inputStr)) {　　new Exception("不能識(shí)別的整數(shù)");　　}　　index++;

85、　　} else {　　int code = -1;　　switch (ch) {　　case "=":　　code = codeOf

86、Word("=");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new

87、 WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}　　break;<b&

88、gt;　　case "?":　　code = codeOfWord("?");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");<

89、;b>　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}</

90、p>　　break;　　case "+":　　code = codeOfWord("+");　　if (code == -1)

91、　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wo

92、rdSymbols.add(symbol);　　}　　break;　　case "-":　　code = codeOfWord("

93、;-");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbo

94、l(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}　　break;　　case

95、"*":　　code = codeOfWord("*");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　el

96、se {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}<

97、;p>　　break;　　case "/":　　code = codeOfWord("/");　　if (code == -1)　　System.ou

98、t.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.

99、add(symbol);　　}　　break;　　case "(":　　code = codeOfWord("(");

100、　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, Wo

101、rdSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}　　break;　　case ")&qu

102、ot;:　　code = codeOfWord(")");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {</b

103、>　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}<

104、b>　　break;　　case "clear":　　code = codeOfWord("clear");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單

105、詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);

106、;　　}　　break;　　case "#":　　code = codeOfWord("#");

107、　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, &

108、quot;-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}　　break;　　case "N":</p&

109、gt;　　code = codeOfWord("N");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");　　else {<p

110、>　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_NULL, "-");　　wordSymbols.add(symbol);　　}　　break;</b&g

111、t;　　default:　　throw new Exception("無(wú)法識(shí)別的字符");　　}　　System.out.println("識(shí)別出界符/運(yùn)算符：&qu

112、ot; + ch);　　index++;　　}　　}　　}

113、　}　　// 識(shí)別標(biāo)識(shí)符的子程序　　public boolean recognizeIdentifier(String inputStr) {　　int state = 0;　　String strToken = "";</p

114、>　　String ch = "";　　while (index < inputStr.length()) {　　ch = inputStr.substring(index, index + 1);　　switch (state) {&

115、lt;p>　　case 0:　　if (Character.isLetter(ch.charAt(0))) {　　state = 1;　　strToken += ch;　　index++;&

116、lt;/p>　　} else {　　return false;　　}　　break;　　case 1:</

117、b>　　if (Character.isLetter(ch.charAt(0)) || Character.isDigit(ch.charAt(0))) {　　strToken += ch;　　index++;

118、　　} else {　　state = 2;　　index--;　　}　　break;<b

119、>　　case 2:　　int code = codeOfWord("v");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");

120、　else {　　if (strToken.equals("clear"))　　code = 11;　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_STRING, strToken);

121、　　wordSymbols.add(symbol);　　}　　return true;　　}　　}<p&g

122、t;　　return false;　　}　　// 識(shí)別常整數(shù)的子程序　　public boolean recognizeInteger(String inputStr) {　　int state = 0;<

123、;p>　　String strToken = "";　　String ch = "";　　while (index < inputStr.length()) {　　ch = inputStr.substring(index, index + 1);</p&

124、gt;　　switch (state) {　　case 0:　　if (Character.isDigit(ch.charAt(0))) {　　state = 1;　　strToken += ch;</p&

125、gt;　　index++;　　} else {　　return false;　　}　　break;

126、　　case 1:　　if (Character.isDigit(ch.charAt(0))) {　　strToken += ch;　　index++;&

127、lt;b>　　} else {　　state = 2;　　}　　break;　　case 2:<p&g

128、t;　　index--;　　int code = codeOfWord("c");　　if (code == -1)　　System.out.println("找不到該單詞符號(hào)的種別碼");&l

129、t;b>　　else {　　WordSymbol symbol = new WordSymbol(code, WordSymbol.TYPE_INT, Integer.valueOf(strToken));　　wordSymbols.add(symbol);　　}<

130、;/b>　　return true;　　}　　}　　return false;　　}&

131、lt;p>　　// 返回單詞符號(hào)的種別碼　　public int codeOfWord(String word) {　　for (int i = 0; i < words.length; i++) {　　if (words[i].equals(word))

132、return i + 1;　　}　　return -1;　　}　　public void startExplain(String inputStr) throws Exception {// 開(kāi)始

133、歸約　　initRelation();　　stack.clear();　　int pointer = 0;　　WordSymbol topWord = wordSymbols.get(pointer);　　pointer++;&l

134、t;/p>　　WordSymbol rightWord;　　stack.add(topWord);　　while (pointer < wordSymbols.size()) {　　int stackSize = stack.size();

135、;　　while (--stackSize >= 0) {　　if (stack.get(stackSize).getCode() != 13) {　　topWord = stack.get(stackSize);　　break;

136、;　　}　　}　　rightWord = wordSymbols.get(pointer);　　System.out.println("棧：" + stack);　　// Sy

137、stem.out.println("rightWord:" + rightWord);　　Relation temp = relations[topWord.getCode() - 1][rightWord.getCode() - 1];　　int relation = temp.getRelation();&

138、lt;p>　　String strTemp = "";　　switch (relation) {　　case -1:　　strTemp = "<";　　break;

139、　　case 0:　　strTemp = "=";　　break;　　case 1:<p

140、>　　strTemp = ">";　　break;　　}　　System.out.println("優(yōu)先關(guān)系:(" + temp.getCodeLeft() + ","

141、; + temp.getCodeRight() + "," + strTemp + ")");　　if (relation <= 0) {　　stack.add(rightWord);　　if (rightWord.getCode() == 11) {</p&g

142、t;　　variables.clear();　　WordSymbol top = stack.pop();　　top.setCode(13);　　top.setValue("-");　　stack.push(top);</p

143、>　　}　　pointer++;　　} else if (relation == 2) {　　String str = rightWord.getValue().toString();　　str = inp

144、utStr.substring(pointer, pointer + 1);　　// int index = inputStr.indexOf(str);　　// if(index == -1)　　System.out.println("輸入串在" + str + "附近有語(yǔ)法錯(cuò)誤！

145、");　　stack.clear();　　variables.clear();　　throw new Exception("輸入串在" + str + "附近有語(yǔ)法錯(cuò)誤！");　　} else {<

146、/b>　　int leftPos, rightPos = stack.size() - 1;　　leftPos = rightPos - 1;　　while (stack.get(rightPos).getCode() == 13) {　　rightPos--;&l

147、t;/p>　　leftPos--;　　}　　while (stack.get(leftPos).getCode() == 13) {　　leftPos--;　　}<

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