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词法分析器实验报告
词法分析器设计
实验目的：
对C语言的一个子集设计并实现一个简单的词法分析器，掌握利用状态转换图设计词法分析器的基本方法。利用该词法分析器完成对源程序字符串的词法分析。输出形式是源程序的单词符号二元式的代码，并保存到文件中。
二、实验内容：
1. 设计原理
词法分析的任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。
理论基础：有限自动机、正规文法、正规式
词法分析器(Lexical Analyzer) 又称扫描器(Scanner)：执行词法分析的程序
2. 词法分析器的功能和输出形式
功能:输入源程序、输出单词符号
程序语言的单词符号一般分为以下五种：关键字、标识符、常数、运算符,界符
3. 输出的单词符号的表示形式:
单词种别用整数编码，关键字一字一种，标识符统归为一种，常数一种，各种符号各一种。
4. 词法分析器的结构
5. 状态转换图实现
三、程序设计
1．总体模块设计
/*用来存储目标文件名*/
string file_name;
/*提取文本文件中的信息。*/
string GetText();
/*获得一个单词符号,从位置i开始查找。并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/
string GetWord(string str,int i,int& j);
/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行
int DeleteNull(string str,int i);
/*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/
bool IsBoundary(string str,int i);
/*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/
bool IsOperation(string str,int i);
/*此函数将一个pair数组输出到一个文件中*/
void OutFile(vector<pair<int,string> > v);
/*此函数接受一个字符串数组，对它进行词法分析，返回一个pair型数组*/
vector<pair<int,string> > analyst(vector<string> vec);
/*此函数判断传递的参数是否为关键字，是的话，返回真，反之返回假*/
bool IsKey(string str);
2．各模块设计
（1）.首先根据上面单词符号表及ID和NUM的正规定义式，构造出状态转换图；
（2）.定义相关的变量和数据结构。关键字作为特殊标识符处理，把它们预先安排在一张表格中（称为关键字表），当扫描程序识别出标识符时，查关键字表。如能查到匹配的单词，则该单词为关键字，否则为一般标识符。关键字表为一个字符串数组，其描述如下：
char KEY_WORDS[7]={″main″,″int″,″char″,″if″,″else″,″for″,″while″}；
用以存放单词符号二元式的数据结构可如下定义：
class Word_Analyzer
{
public:
char Content[MAXLENGTH] ;
int val ;
void print();
} ;
（3）.按照编译程序一遍扫描的要求，把词法分析器Scaner作为一个独立的子程序来设计，通过对Scaner的反复调用识别出所有的单词符号；
（4）.当Scaner识别出一个单词符号时，则将该单词符号的二元式写入到输出文件中。若Scaner无法识别出一个单词符号时，则调用错误处理程序PrintError，显示当前扫描到的字符及其所在行、列位置，并跳过该字符重新开始识别单词符号。
四、程序代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;
/*用来存储目标文件名*/
string file_name;
/*提取文本文件中的信息。*/
string GetText();
/*获得一个单词符号,从位置i开始查找。
//并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/
string GetWord(string str,int i,int& j);
/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行
//第一个参数为目标字符串，第二个参数为开始位置
//返回值为连续的空格和换行后的第一个有效字符在字符串的位置*/
int DeleteNull(string str,int i);
/*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/
bool IsBoundary(string str,int i);
/*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/
bool IsOperation(string str,int i);
/*此函数将一个pair数组输出到一个文件中*/
void OutFile(vector<pair<int,string> > v);
/*次函数将参数str,digit添加到temp中*/
void add(string str,int digit,vector<pair<int,string> > temp);
/*此函数接受一个字符串数组，对它进行词法分析，返回一个pair型数组*/
vector<pair<int,string> > analyst(vector<string> vec);
/*此函数判断传递的参数是否为关键字，是的话，返回真，反之返回假*/
bool IsKey(string str);
int main()
{
cout<<"*********************************************************\n";
cout<<"*************编译原理课程设计--词法编译器ver 1.0*********\n";
cout<<"*********************************************************\n";
cout<<endl;
string com1=" ";
string com2="\n";
string fileline=GetText();
int begin=0,end=0;
vector<string> array;
do
{
begin=DeleteNull(fileline,begin);
string nowString;
nowString=GetWord(fileline,begin,end);
if(end==-1)
break;
if(nowSpare(com1)&&nowSpare(com2))
array.push_back(nowString);
begin=end+1;
}while(true);
vector<pair<int,string> > mid_result;
mid_result=analyst(array);
OutFile(mid_result);
cout<<"*********************************************************\n";
cout<<"*程序已完成词法分析，分析结果已经存储在文件"<<file_name<<"中！！！*\n";
cout<<"*********************************************************\n";
cout<<"感谢使用，谢谢再见！"<<endl;
system("pause");
return 0;
}
/*提取文本文件中的信息*/
string GetText()
{
string file_name1;
cout<<"请输入源文件名（包括路径和后缀名）：";
cin>>file_name1;
ifstream infile(file_name1.c_str(),ios::in);
if (!infile)
{
cerr<<"无法打开文件! "<<file_name1.c_str()<<" !!!"<<endl;
exit(-1);
}
cout<<endl;
char f[1000];
infile.getline(f,1000,EOF);
infile.close();
printf(f);
cout<<endl;
return f;
}
/*获得一个单词符号,从位置i开始查找。
//并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在原字符串的位置。*/
string GetWord(string str,int i,int& j)
{
string no_use("(){} , ; \n+=*/-<>\"");
j=str.find_first_of(no_use,i);
if(j==-1)
return "";
if(i!=j)
j--;
return str.substr(i,j-i+1);
}
/*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行
//第一个参数为目标字符串，第二个参数为开始位置
//返回值为连续的空格和换行后的第一个有效字符在字符串的位置*/
int DeleteNull(string str,int i)
{
for(;;i++)
if(str[i]!=' '&&str[i]!='\n')
return i;
}
/*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/
bool IsBoundary(string str,int i)
{
int t;
char arr[7]={',',';','{','}','(',')',':'};
for (t=0;t<7;t++)
if(str[i]==arr[t])
return true;
return false;
}
/*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/
bool IsOperation(string str,int i)
{
int t;
char arr[8]={'+','-','*','/','=','<','>','&'};
for (t=0;t<8;t++)
if(str[i]==arr[t])
return true;
return false;
}
/*此函数将一个个字符串数组输出到一个文件中*/
void OutFile(vector<pair<int,string> > v)
{
cout<<"请输入目标文件名（包括路径和后缀名）：";
cin>>file_name;
ofstream outfile(file_name.c_str(),ios::out);
if (!outfile)
{
cerr<<"无法打开文件! "<<file_name.c_str()<<" !!!"<<endl;
exit(-1);
}
cout<<endl;
int i;
for(i=0;i<v.size();i++)
{
outfile<<"<"<<v[i].first<<" , \""<<v[i].second<<"\">"<<endl;
cout<<"<"<<v[i].first<<" , \""<<v[i].second<<"\">"<<endl;
}
outfile<<"\n\n*********************************\n";
outfile.close();
return;
}
/*此函数判断传递的参数是否为关键字，是的话，返回真，反之返回假*/
bool IsKey(string str)
{
string p[7]={"main","int","char","if","else","for","while"};
vector<string> ppp(p,p+7);
int u;
for(u=0;u<ppp.size();u++)
if(!pare(ppp[u]))
return true;
return false;
}
/*此函数接受一个字符串数组，对它进行词法分析，返回一个pair型数组*/
vector<pair<int,string> > analyst(vector<string> vec)
{
vector<pair<int,string> > temp;
int i;
for(i=0;i<vec.size();i++)
{
if(vec[i].size()==1)
{
if(vec[i]==">"&&vec[i+1]=="=")
{
string jk=vec[i];
jk.append(vec[++i],0,1);
pair<int,string> pp(37,jk);
temp.push_back(pp);
continue;
}
if(vec[i]=="<"&&vec[i+1]=="=")
{
string jk=vec[i];
jk.append(vec[++i],0,1);
pair<int,string> pp(38,jk);
temp.push_back(pp);
continue;
}
if(vec[i]=="="&&vec[i+1]=="=")
{
string jk=vec[i];
jk.append(vec[++i],0,1);
pair<int,string> pp(39,jk);
temp.push_back(pp);
continue;
}
if(vec[i]=="!"&&vec[i+1]=="=")
{
string jk=vec[i];
jk.append(vec[++i],0,1);
pair<int,string> pp(40,jk);
temp.push_back(pp);
continue;
}
if(vec[i]=="&"&&vec[i+1]=="&")
{
string jk=vec[i];
jk.append(vec[++i],0,1);
pair<int,string> pp(42,jk);
temp.push_back(pp);
continue;
}
if(vec[i]=="|"&&vec[i+1]=="|")
{
string jk=vec[i];
jk.append(vec[++i],0,1);
pair<int,string> pp(43,jk);
temp.push_back(pp);
continue;
}
if(IsBoundary(vec[i],0))
{
if(vec[i]==",")
{
pair<int,string> pp1(32,vec[i]);
temp.push_back(pp1);
}
if(vec[i]==";")
{
pair<int,string> pp2(34,vec[i]);
temp.push_back(pp2);
}
if(vec[i]=="{")
{
pair<int,string> pp3(30,vec[i]);
temp.push_back(pp3);
}
if(vec[i]=="}")
{
pair<int,string> pp4(31,vec[i]);
temp.push_back(pp4);
}
if(vec[i]=="(")
{
pair<int,string> pp5(26,vec[i]);
temp.push_back(pp5);
}
if(vec[i]==")")
{
pair<int,string> pp6(27,vec[i]);
temp.push_back(pp6);
}
if(vec[i]==":")
{
pair<int,string> pp7(33,vec[i]);
temp.push_back(pp7);
}
}
else if(IsOperation(vec[i],0))
{
if(vec[i]=="+")
{
pair<int,string> pp8(22,vec[i]);
temp.push_back(pp8);
}
if(vec[i]=="-")
{
pair<int,string> pp9(23,vec[i]);
temp.push_back(pp9);
}
if(vec[i]=="*")
{
pair<int,string> pp10(24,vec[i]);
temp.push_back(pp10);
}
if(vec[i]=="/")
{
pair<int,string> pp11(25,vec[i]);
temp.push_back(pp11);
}
if(vec[i]=="=")
{
pair<int,string> pp12(21,vec[i]);
temp.push_back(pp12);
}
if(vec[i]==">")
{
pair<int,string> pp13(35,vec[i]);
temp.push_back(pp13);
}
if(vec[i]=="<")
{
pair<int,string> pp14(36,vec[i]);
temp.push_back(pp14);
}
if(vec[i]=="&")
{
pair<int,string> pp26(41,vec[i]);
temp.push_back(pp26);
}
}
else if(vec[i][0]<='9'&&vec[i][0]>='0')
{
pair<int,string> pp24(10,vec[i]);
temp.push_back(pp24);
}
else
{
pair<int,string> pp25(10,vec[i]);
temp.push_back(pp25);
}
}
else if(vec[i][0]<='9'&&vec[i][0]>='0')
{
pair<int,string> pp23(3,vec[i]);
temp.push_back(pp23);
}
else if(IsKey(vec[i]))
{
if(vec[i]=="main")
{
pair<int,string> pp15(1,vec[i]);
temp.push_back(pp15);
}
if(vec[i]=="int")
{
pair<int,string> pp16(2,vec[i]);
temp.push_back(pp16);
}
if(vec[i]=="char")
{
pair<int,string> pp17(3,vec[i]);
temp.push_back(pp17);
}
if(vec[i]=="else")
{
pair<int,string> pp18(4,vec[i]);
temp.push_back(pp18);
}
if(vec[i]=="if")
{
pair<int,string> pp19(5,vec[i]);
temp.push_back(pp19);
}
if(vec[i]=="for")
{
pair<int,string> pp20(6,vec[i]);
temp.push_back(pp20);
}
if(vec[i]=="while")
{
pair<int,string> pp21(7,vec[i]);
temp.push_back(pp21);
}
}
else
{
pair<int,string> pp22(10,vec[i]);
temp.push_back(pp22);
}
}
return temp;
}
/*finished*/
五、运行调试
六、实验心得
该词法分析器功能良好，可以完成预定的要求。此次实验让我了解了如何设计、编制并调试词法分析程序，并加深了我对词法分析器原理的理解；熟悉了直接构造词法分析器的方法和相关原理，并学会使用c语言直接编写词法分析器；同时更熟练的掌握用c语言编写程序，实现一定的实际功能。通过这次实验，我对词法分析器有了进一步的了解，把理论知识应用于实验中。也让我重新熟悉了C语言的相关内容，加深了对C语言知识的深化和用途的理解。通过这次语义分析的实验, 我对高级语言的学习有了更深的认识 ，了解得更透彻。
同时我了解了高级语言转化为目标代码或汇编指令的过程,。对今后的学习将起很大的作用,对以后的编程有很大的帮助. 本次实验虽然只是完成了一个简单的程序，并且程序的主要框架课本上有给出，但在组织程序结构和深入了解上学到了很多，加深了对编译原理的理解,掌握乐编译程序的实现方法和技术。巩固了前面所学的知识。
售后服务方案(赠送)
1.售后服务概述
公司长期以来一直致力于提供高质量、完善的支持服务，确保用户的系统稳定运行。
公司拥有一批资深的施工人员，具有丰富的经验，能够很好的解决设备各类故障，强大的用户支持队伍和良好的用户满意度是我们的一大优势。
维护计划及承诺
?一、 项目售后服务内容承诺
我公司贯彻执行：“诚信正直、成就客户、完善自我、追求卓越”的宗旨，对于已经竣工、验收合格的项目进行质量跟踪服务，本着技术精益求精的精神，向用户奉献一流的技术和一流的维护服务。
我公司如果承接了端拾器项目，将严格遵循标书及合同的规定，在保证期内向业主提供该项目的责任和义务。在保修期之后，考虑到设备维护的连续性，建议业主与我公司签订维护合同，以确保此系统项目的正常运行所必需的技术支持和管理支持。
二、 服务与保证期
?在项目验收合格之日起，开始进行售后服务工作，包括以下几个方面：
１、售后服务期； ?２、维护人员； ３、售后服务项目； ４、服务响应时间。
? 三、 售后服务期
? 在项目验收合格之日起，即进入了售后服务期。
售后服务期=质量保证期+质量维护期
? 质量保证期：在质量保证期内，如因质量问题造成的故障，实行免费更换设备、元器件及材料。如因非质量因素造成的故障，收取更换设备、元器件及材料成本费。
质量维护期：在质量保证期之后，即自行进入质量维护期。
我方对所承担端拾器项目提供终身质量维护服务，以不高于本合同设备单价的优惠价格提供所需更换的元器件及材料，另收维护人员工本费。
四、 具体措施承诺
? 1、首先在签订项目合同的同时与客户签订售后服务保证协议书，排除客户的后顾之忧，对客户做出实事求是的、客观的承诺。
2、对已经验收合格交付用户的端拾器项目，在合同期内与用户进行联系，记录用户使用情况，系统运行状况等进行质量跟踪调查，变被动服务为主动服务。
3、对已交工的端拾器项目建立系统运行档案，并进行质量跟踪。
4、系统运行档案记录其端拾器项目运行情况、各类设备使用情况、操作人员操作水平情况及人员流动情况。
5、针对各用户单位操作人员出现的代表性问题，定期对操作人员进行技术培训或到现场培训及指导。
6、正在使用中的系统、设备出现故障时，公司维修服务人员接到报告后及时赴现场处理、维修。
7、对于运行时间较长的端拾器项目，公司维修服务人员定期与客户进行联系询问情况，定期到客户方进行巡视、检查，并做出记录，记录归档保存。
8、施工保证
将选派具有丰富经验的技术人员负责端拾器项目具体施工，保证安装质量及系统使用功能，并保证整个系统运行平稳、高效、可靠。
9、系统保修
作为项目承包单位，我公司将严格遵循招标文件及合同的规定，向业主提供端拾器项目最终验收合格之日起，在保质期范围内免费维修。
10、保修期内设备损坏，经鉴定为设备本身原因造成的故障，我方负责免费维修或者更换；同时负责在保修期内定期对设备提供保养维护服务。
总之，为使业主使用放心、使用方便、保证端拾器项目正常运行，公司全体技术、维护人员本着客户第一的原则，全心全意地为客户着想，全力以赴的进行工作，让我们共同携手，为创造美好的明天而努力工作。
五、保修服务内容及范围
我公司将为所承担的各个端拾器项目提供保修服务，有效期从项目验收后，业主在竣工报告上签字之日起。
1、 响应时间：具体的响应时间将按故障级别划分；
2、 维修地点：用户现场。
我公司负责实施的所有系统项目，在正常环境下做适当使用时所发生的故障，我公司将提供约定保修服务。非当前故障，我公司安排提供服务，但需按收费标准另收费用。
我公司的保修服务仅限于经我公司认定的合格产品。所谓不合格的产品包括：非经我公司供应的产品、非经我公司认定合格的产品及顾客不允许我公司做功能改进的产品。
下列情况所发生的系统损害不包括在保修服务范围内：
1、 使用不适当的工具进行系统维护时造成的系统设备损坏；
2、 现场环境不符合我公司建议的规范；
3、 意外、自然灾害、疏忽及不当使用、战争、暴动、罢工、雷击或电力故障、顾客搬运不当的损坏，经由非我公司人员或其授权的子承包商对系统进行修改和变动；
4.设备的维护和信息处理方式。
六、 系统维护
１、系统运行管理工作
为了保证系统能够长时间的正常运行，我们将进行完善的系统培训，同时制定各个系统项目操作规程，并配合业主制定操作人员责任界面及合理的交接班制度。
２、系统维护保养
我公司的售后服务人员在维护期内将对贵方的系统项目提供服务，使它们保持良好的运行状态。
? ３、月度保养
? 坚持月度维护保养，保证每个系统项目机械装置保持最佳工作状态。
七、维护及服务支持措施
１、电话支持服务
电话服务热线号码以我方提供给业主的号码为准(包括电话和传真号码)。如有更改，我方至少在自更改之日起3天内以电子邮件、传真、电话的方式通知业主。
２、现场排除故障或技术指导
我方在接到业主的电话支持服务请求后，如果不能通过电话支持服务解决设备或产品发生的技术故障，且经双方商议确认需要进行现场支持的情况下，我方将派专业项目技术人员及时前往现场协助业主排除故障。
３、电话咨询服务
对业主在使用设备或产品过程中产生的非故障类问题，我方提供电话咨询服务。
４、投诉受理服务
我方在公司设有用户投诉电话