lr分析器实验报告

第1页共34页lr分析器实验报告目录引言..............................................................1第一章概述....................................................21.1设计题目及内容.............................................21.2设计环境...................................................2第二章设计的基本原理..........................................32.1LR分析器的基本理..........................................32.2LR分析器工作过程算法......................................3第2页共34页第三章程序设计................................................53.1总体方案设计..............................................53.2各模块设计.................................................5第四章程序测试和结论以及心得..................................7参考文献..........................................................7附录程序清单................................................8第一章概述1．1设计题目及内容设计题目：根据LR分析表构造LR分析器内容：第3页共34页已知文法G：(1)E→E+T(2)E→T(3)T→T*F(4)T→F(5)F→(E)(6)F→ILR分析表：状态Action表GOTO表abc#SAB0S21231accept2S7353S7S484R1R1R1R15S66R3R3R3R37R4R4R4R48S9第4页共34页9R2R2R2R2注：sj表示把下一状态j和现行输入符号a移进栈rj表示按第j个产生式进行规约acc表示接受空格表示出错标志，报错根据以上文法和LR分析表，构造LR分析器，并要求输出LR工作过程。1．2设计环境硬件设备：一台PC机软件设备：Windows2000/XPOS，VC++6.0实现语言：C语言第二章设计的基本原理第5页共34页2．1基本原理1.LR方法的基本思想：在规范规约的过程中，一方面记住已移进和规约出的整个符号串，即记住“历史”，另一方面根据所用的产生式推测未来可能碰到的输入符号，即对未来进行“展望”。当一串貌似句柄的符号串呈现于分析栈的顶端时，我们希望能够根据记载的“历史”和“展望”以及“现实”的输入符号等三个方面的材料，来确定栈顶的符号串是否构成相对某一产生式的句柄。2．LR分析器实质上是一个带先进后出存储器（栈）的确定有限状态自动机。3．LR分析器的每一步工作是由栈顶状态和现行输入符号所唯一决定的。4．为清晰说明LR分析器实现原理和模型：LR分析器的核心部分是一张分析表。这张分析表包括两个部分，一是“动作”（ACTION）表，另一是“状态转换”（GOTO）表。他们都是二维数组。ACTION(s,a)规定了当状态s面临输入符号a时应采取什么动作。GOTO（s，X）规定了状态s面对文法符号X（终结符或非终结符）时下一状态是什么。显然，GOTO(s，X)定义了一个以文法符号为字母表的DFA。第6页共34页每一项ACTION(s，a)所规定的动作不外是下述四种可能之一：（1）移进把（s，a）的下一个转态s’=GOTO(s，X)和输入符号a推进栈，下一输入符号变成现行输入符号。（2）规约指用某一产生式A→β进行规约。假若β的长度为r，规约的动作是A，去除栈顶的r个项，使状态Sm-r变成栈顶状态，然后把（Sm-r，A）的下一状态s’=GOTO(Sm-r,A)和文法符号A推进栈。规约动作不改变现行输入符号。执行规约动作意味着β（=Xm-r+1…Xm）已呈现于栈顶而且是一个相对于A的句柄。（3）接受宣布分析成功，停止分析器的工作。（4）报错发现源程序含有错误，调用出错处理程序。2．2LR分析器工作过程算法描述一个LR分析器的工作过程可看成是栈里的状态序列，已规约串和输入串所构成的三元式的变化过程。分析开始时的初始三元式为（s0,#,a1a2……an#）其中，s0为分析器的初态；＃为句子的左括号；a1a2……an为输入串；其后的＃为结束符（句子右括号）。分析过程每步的结果可表示为（s0s1……sm，#X1X2……Xmai,ai+1……an#）第7页共34页分析器的下一步动作是由栈顶状态sm和现行输入符号ai所唯一决定的。即，执行ACTION（sm，ai）所规定的动作。经执行每种可能的动作之后，三元式的变化情形是：（1）若ACTION（sm，ai）为移进，且s=GOTO（sm，ai），则三元式变成：（s0s1……sms，#X1X2……Xmai,ai+1……an#）（2）若ACTION（sm，ai）={A→β},则按照产生式A→β进行规约。此时三元式变为（s0s1……sms，#X1X2……XmA,aiai+1……an#）此处s=GOTO（Sm-r，A），r为β的长度，β=Xm-r+1……Xm。（3）若ACTION（sm，ai）为“接受”，则三元式不再变化，变化过程终止，宣布分析成功。（4）若ACTION（sm，ai）为“报错”，则三元式的变化过程终止，报告错误。一个LR分析器的工作过程就是一步一步的变换三元式，直至执行“接受”或“报错”为止。第8页共34页第9页共34页第三章程序设计3．1总体设计方案第10页共34页建模（1）分析表建模：构造一个int型二维数组table[13][9],用于存放LR分析表。并初始化。作者这样规定：0～11表示状态sj，其中0对应s0，1对应s1……21～26表示规约rj，其中21对应r1，22对应r2……12表示“接受”-1表示规约出错，报错（2）栈建模：建立一个int型状态栈，该栈为顺序栈。建立一个char型符号栈和一个char型输入串栈，该栈为顺序栈。（3）规约表达式建模：建立一个rule型结构，成员变量为char型非终结符和int型表示规约第几条表达式。程序设计关键注意环节（1）在输入串(句子)输入的过程中，涉及到一个压栈的问题。但是输入串压入的字符顺序刚好与原理中的字符串模型刚好相反，这样第11页共34页需要先弹出的反而在栈底。为了既要保证字符串输入，又要让输入的字符串存储顺序与输入的字符串相反。采取以下措施：先将输入的字符串压入符号栈symbol中，然后符号栈弹出的字符再压入输入串栈instr中，这样实现了输入串的倒序存储。（2）状态栈status_stack(status_p)和符号栈symbol_instr(symbol_p)输出（遍历）过程均采取自栈底到栈顶的顺序，而输入串栈symbol_instr(instr_p)则是采取自栈顶到栈底的顺序输出。3．2各模块设计栈设计构造一个int型“状态栈”status和一个char型“符号－输入串栈”symbol_instr。该栈包括初始化该栈init_status()，压栈push()，弹栈pop()，取栈顶元素get_top()，自栈底到栈顶遍历元素out_stack1()和自栈顶到栈底遍历元素out_stack2()。LR分析器工作过程算法设计构造一个状态转换函数实现状态转换第12页共34页intgoto_char(status*status_p,symbol_instr*instr_p)构造一个移进－－规约函数实现移进规约动作voidaction(status*status_p,symbol_instr*symbol_p,symbol_instr*instr_p)构造一个打印LR分析器的工作过程函数实现输出voidprint(status*status_p,symbol_instr*symbol_p,symbol_instr*instr_p)第13页共34页流程图第14页共34页LR分析器设计流程图附录初始化状态栈，符号栈，输入串栈输入串各字符压栈求下一状态符号ii=goto_char(status_p,instr_p)规约出错！异常中止！i==-1?规约成功！退出i==12?规约动作：1．求出i对应规约规则右部字符串长度x=r[i-21].y2．在符号栈和状态栈中弹出x个字符。然后将该规约规则左部压入输入串栈i0&&i=11移进动作：1．将现状态i压栈push(status_p,i)2．将当前输入串字符压入符号栈a=pop(instr_p)push(symbol_p,a)打印该步工作过程第15页共34页程序源代码一：头文件lr.h//LR分析表#includestdio.h#includestdlib.h//0--11表示状态结点，21－－26表示规约标号，//-1表示error（出错），12表示acc（接受）inttable[10][7]={{2,-1,-1,-1,1,-1,-1},\{-1,-1,-1,12,-1,-1,-1},\{-1,7,-1,-1,-1,3,5},\{-1,7,4,-1,-1,-1,8},\{21,21,21,21,-1,-1,-1},\{6,-1,-1,-1,-1,-1,-1},\{23,23,23,23,-1,-1,-1},\{24,24,24,24,-1,-1,-1},\{-1,9,-1,-1,-1,-1,-1},\{22,22,22,22,-1,-1,-1}}//规约规则第16页共34页structrule{charx;inty;}r[6]={{'E',3},{'E',1},{'T',3},{'T',1},{'F',3},{'F',1}};//输入字符charindex_char[9]={'i','+','*','(',')','#','E','T','F'};////获取index_char[9]中元素的位置intget_index_char(chari){for(intj=0;j9;j++){if(index_char[j]==i)returnj;}return-1;}二：头文件status_stack.h#includestdio.h第17页共34页#includestdlib.h#defineMAX20typedefstruct{intstack[MAX];inttop;}status;//初始化栈voidinit_stack(status*p){if(!p)printf(\n初始化状态栈出错!\n);p-top=-1;}//压栈voidpush(status*p,intx){if(p-topMAX-1){第18页共34页p-top++;p-stack[p-top]=x;}elseprintf(\n状态栈溢出!\n);}//弹栈intpop(status*p){intx;if(p-top!=0){x=p-stack[p-top];p-top--;returnx;}else{printf(\n状态栈1空!\n);return0;第19页共34页}}//取栈顶元素intget_top(status*p){intx;if(p-top!=-1){x=p-stack[p-top];returnx;}else{printf(\n状态栈2空!\n);return0;}}//遍历栈元素voidout_stack(status*p)第20页共34页{inti;if(p-top0)printf(\n状态栈3空!\n);for(i=0;i=p-top;i++){printf(%d,p-