一、实验内容

        通过完成词法分析程序，了解词法分析的过程。编制一个读单词程序，对PL/0语言进行词法分析，把输入的字符串形式的源程序分割成一个个单词符号，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分界符五大类。

        对PL/0语言进行词法分析，把输入的字符串形式的源程序分割成一个个单词符号，其词法描述如下：

（1）关键字：

begin，call，const，do，end，if，odd，procedure，read，then，var，while，write

（2） 标识符：用来表示各种名字，必须以字母开头小于10位字符组成

（3） 数字：以0-9组成小于14位的数字

（4） 运算符：+，-，*，/，:=，<，<=，>，>=，#

（5） 分界符：, ，. ，; ，( ,)

二、实验代码

#include<iostream>

#include<stdio.h>

#include<string.h>

#include<iomanip>

using namespace std;

//创建四个表,储存符号

const char *k[13]={"begin","call","const","do","end","if","odd","procedure","read","then","var","while","write"};//关键字表

const char *s1[5]={",",".",";","(",")"};//界符表

const char *s2[6]={"+","-","*","/","++","--",};//运算符号表

const char *s3[9]={"<=",">",">=","=",">",">=","<>",":=","#"}; //关系运算符号表

//定义全局变量

int row=1,line=1;

int t,p=0;//单词类别码以及记录移动指针

char instring[100];//保存输入的程序代码缓存数组

char outtoken[10];//输出

char ci[8],id[10];//暂时保存数字和字符

//函数的声明

void analysis();//分析函数，决定调用哪个函数进行分析

void symbol();//分析以非字母数字开头的字符

void constant();//分析常数

void alphabet();//分析标识符和关键字

void show();//打印输出函数

bool isnumber(char x);//判断是否是数字

bool isalpha(char x);//判断是否是字母

int main(){

cout<<"请输入一段程序代码并以@结束:"<<endl;

//输出程序代码

do{

instring[p++]=getchar();

} while(instring[p-1]!='@');

getchar();//吸收回车键

instring[p-1]='\0';//抵消掉@

p=0;//移动指针归零

cout<<left;

cout<<"------------------------------------------------------------------------------"<<endl;

cout<<setw(6)<<"单词"<<""<<setw(6)<<"二元序列"<<""<<setw(6)<<"类型"<<""<<endl;

//扫描输入的字符

while(p<strlen(instring)){

analysis();

show();

}

cout<<"------------------------------------------------------------------------------"<<endl;

cout<<"[注]:"<<endl;

cout<<"t=1:关键字,"<<"t=2:分界符，"<<"t=3:算术运算符，"<<"t=4:关系运算符，"<<"t=5:常数，"<<"t=6：标识符，"<<"t==7:词法出错"<<endl;

cout<<"@为结束符，不参与到词法分析中"<<endl;

cout<<endl;

return 0;

}

//判断是否是数字

bool isnumber(char x){

return x>='0'&&x<='9';

}

//判断是否是字母

bool isalpha(char x){

return (x>='a'&&x<='z'||x>='A'&&x<='Z');

}

//分析函数，决定调用哪个函数进行分析

void analysis(){

strcpy(outtoken,"");//清空outtoken数组

while(instring[p]==' '||instring[p]=='\n'){

if(instring[p]=='\n'){

row++;

line=1;

}

p++;

}

//执行完之后指向第一个不为空格的字符

char ch=instring[p];

//按照字符的类别调用不同的分析处理函数

if(isalpha(ch))

alphabet();

else if(isnumber(ch))

constant();

else

symbol();

}

//常数处理函数

void constant(){

strcpy(ci,"");//清空ci

t=5;//类别码

int i=0;

while(isnumber(instring[p])){

ci[i++]=instring[p++];

}

while(isalpha(instring[p])||isnumber(instring[p])){

ci[i++]=instring[p++];

t=7;//出错

}

ci[i]='\0';//结束符

//strcpy_s(outtoken,strlen(ci)+1,ci);

strcpy(outtoken,ci);

line++;

return;

}

//标识符和关键字的分析函数

void alphabet(){

strcpy(id,"");//清空id

int i=0;

//读取连续的字母数字序列

while(isalpha(instring[p])||isnumber(instring[p])){

id[i++]=instring[p++];//p指向连续序列之后的第一个字符

}

id[i]='\0';

//查关键字表

for(i=0;i<8;i++){

if(strcmp(id,k[i])==0){

t=1;//表示关键字

line++;

strcpy(outtoken,id);

return; //是关键字的话，直接退出

}

}

//查看是否是标识符

for(i=0;i<strlen(id);i++){

if(!(isalpha(id[i])||isnumber(id[i]))){

t=7;

strcpy(outtoken,id);

line++;

return;

}

}

line++;

t=6;//不是关键字且没有出错即为标识符

strcpy(outtoken,id);

}

//其它运算符的分析函数

void symbol(){

char ch=instring[p++];

char ch2=instring[p];

t=7;

switch(ch){

case '+':

if(ch2=='+')

t=3;

break;

case '-':

if(ch2=='-')

t=3;

break;

case '>':

if(ch2=='=')

t=4;

break;

case '<':

if(ch2=='='||ch2=='>')

t=4;

break;

case ':':

if(ch2=='=')

t=3;

break;

}

//判断是否具有两个符号的运算符

if(ch=='>'&&ch2=='='||ch=='<'&&ch2=='='||ch=='<'&&ch2=='>'||ch=='+'&&ch2=='+'||ch=='-'&&ch2=='-'||ch==':'&&ch2=='='){

p++;

outtoken[0]=ch;

outtoken[1]=ch2;

outtoken[2]='\0';

line++;

return;

} else{

char chq[2];

chq[0]=ch;

chq[1]='\0';

//分界符比较

for(int i=0;i<6;i++){

if(strcmp(chq,s1[i])==0){

t=2;

break;

}

}

//算术运算符比较

for(int i=0;i<6;i++){

if(strcmp(chq,s2[i])==0){

t=3;

break;

}

}

//关系运算符比较

for(int i=0;i<9;i++){

if(strcmp(chq,s3[i])==0){

t=4;

break;

}

}

}

line++;

outtoken[0]=ch;

outtoken[1]='\0';

return;

}

//输出函数,根据以上分析函数进行打印输出分析的结果

void show(){

cout<<left;

//setw(6)表示占位宽度为6个字符

if(t==7){

cout<<setw(6)<<outtoken<<""<<setw(6)<<"ERROR!"<<setw(11)<<" "<<setw(10)<<"ERROR!";

}else{

cout<<left;

cout<<setw(6)<<outtoken<<""<<"<"<<t<<","<<outtoken;

cout<<setw(6-strlen(outtoken))<<">"<<"";

switch(t){

case 1:cout<<left<<setw(10)<<"关键字";break;

case 2:cout<<left<<setw(10)<<"分界符";break;

case 3:cout<<left<<setw(10)<<"算术运算符";break;

case 4:cout<<left<<setw(10)<<"关系运算符";break;

case 5:cout<<left<<setw(10)<<"常数";break;

case 6:cout<<left<<setw(10)<<"标识符";break;

}

}

cout<<endl;

}

/*变量说明：

k数组：关键字表; s数组：分界符表,其中分界符，算术运算符，关系运算符分别存放在s1,s2,s3数组中

id:标识符; ci：常数 ；row:行 line:列，单词的位置

instring数组：为输入源程序代码的单词缓存; outtoken数组：记录为输出内部表示缓存

symbol:分析//后的注释;constant:常数分析;alphabet:标识符和关键字分析

analysis:分析函数，根据输入字符判断调用哪一个函数 ;show:输出打印函数

t:单词的种类 t=1:关键字 t=2:分界符 t=3:算术运算符 t=4:关系运算符 t=5:常数 t=6：标识符 t=7：出错*/

三、实验结果

测试一

测试二

 四、实验总结

        整体的代码思路是创建四个数组分别存放关键字表、界符表、运算符号表、关系运算符号表，这样若想新增符号只需要在数组中修改即可，实现动态变化而非写死的。

        下面进行模块化设计，总共分为analysis（）、symbol（）、constant（）、alphabet（）、show（）、isnumber（）、isalpha（）七个函数，analysis函数作为总的分析函数，通过分析当前字符是否是字母还是数字或者其它符号，分别调用不同的函数进行具体的分析，然后将结果存储在全局变量outtoken和t中，前者代表输出的二元组，后者代表该单词的类型，难点在于两个符号的运算符的判断。

        本题还有一个细节之处，在输入完代码后敲的那个回车键会多余需要使用一个getchar()函数来吸收掉，并且结束符@为自定义的，不参与到词法分析中，所以在输入完程序代码后使用instring[p-1]='\0';//抵消掉@，这样就使得instring数组里存放的是完整的有效的程序代码，不含结束符。

END.