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PL/0语言词法及语法分析系统的设计与实现

来源：互联网作者： rocket 2008-03-18/13:23

软件频道

编程学院

C/C++/VC

精华文摘

正文

摘要：本文介绍了一个PL/0语言的词法及语法分析系统的设计与实现
关键词：循环分支递归下降管道输出重定向

现在的编译系统都是IDE（Integrated Development Environment）和编译器独立实现，他们之间通过管道通信，本系统也采用这一方法来实现。我首先给出本文中的PL/0语言的文法：

PL/0语言的BNF描述（扩充的巴克斯范式表示法）

<prog> → program <id>；<block>

<block> → [<condecl>][<vardecl>][<proc>]<body>

<condecl> → const <const>{，<const>}

<const> → <id>:=<integer>

<vardecl> → var <id>{，<id>}

<proc> → procedure <id>（<id>{，<id>}）;<block>{;<proc>}

<body> → begin <statement>{;<statement>}end

<statement> → <id> := <exp>

               |if <lexp> then <statement>[else <statement>]

               |while <lexp> do <statement>

               |call <id>[（<exp>{，<exp>}）]

               |<body>

               |read (<id>{，<id>})

               |write (<exp>{，<exp>})

<lexp> → <exp> <lop> <exp>|odd <exp>

<exp> → [+|-]<term>{<aop><term>}

<term> → <factor>{<mop><factor>}

<factor>→<id>|<integer>|(<exp>)

<lop> → =|<>|<|<=|>|>=

<aop> → +|-

<mop> → *|/

<id> → l{l|d}   （注：l表示字母）

<integer> → d{d}

注释：

<prog>：程序 ；<block>：块、程序体 ；<condecl>：常量说明 ；<const>：常量；

<vardecl>：变量说明 ；<proc>：分程序 ； <body>：复合语句 ；<statement>：语句；

<exp>：表达式 ；<lexp>：条件 ；<term>：项 ； <factor>：因子 ；<aop>：加法运算符；

<mop>：乘法运算符； <lop>：关系运算符

odd：判断表达式的奇偶性。

下面我们先来看看词法及语法分析器的设计与实现。词法分析采用循环分支方法实现，语法分析采用递归下降来实现。它们的程序流程图如下：

下面我们来实现这个两个分析器。这两个分析器采用一个类CCompiler来实现，这个类的定义如下：
//编译类

class CCompiler

{

public:

	CCompiler();

	virtual ~CCompiler();



public:

	void Compile(char *szFile);//编译，公共接口

	vector<SYNTAXERR> GetSyntaxErr(){return m_vectorSyntaxErr;};//得到语法错误



protected:

	bool LexAnalysis(char *szStr);	//词法分析

	bool IsOprSym(char *szStr);	//是否为运算符

	bool IsBndSym(char *szStr);	//是否为界符

	bool IsKeyWord(char *szStr);	//是否为关键字

	bool IsInSymbolTab(char *szStr);    //是否已在符号表中

	char* JumpNoMatterChar(char *szStr);//跳过空格，回车，换行符，Tab



	void OutSymbolTab(char *szFile);//输出符号表到文件



	void SyntaxAnalysis();//语法分析

	void SyntaxAnalysis_Prog();



	bool SyntaxAnalysis_Mop();

	bool SyntaxAnalysis_Integer();

	bool SyntaxAnalysis_Aop();

	bool SyntaxAnalysis_Lop();



	int SyntaxAnalysis_Id();



	int SyntaxAnalysis_Block();	

	int SyntaxAnalysis_Body();

	int SyntaxAnalysis_Factor();

	int SyntaxAnalysis_Term();

	int SyntaxAnalysis_Lexp();

	int SyntaxAnalysis_Exp();

	int SyntaxAnalysis_Statement();

	int SyntaxAnalysis_Const();

	int SyntaxAnalysis_Proc();

	int SyntaxAnalysis_Vardecl();

	int SyntaxAnalysis_Condecl();

	

protected:

	int m_iVecotrSymbolSize;             //符号表大小

	int m_iCurPointer;                   //符号表中当前指针	

	vector<LEXPROPERTYVS> m_vectorSymbol;//符号表

	vector<SYNTAXERR> m_vectorSyntaxErr; //语法错误代码

};

其中：函数bool LexAnalysis(char *szStr);是对输入字符串szStr采用循环分支方法进行词法分析，分析出来的符号放在符号表m_vectorSymbol中，这个符号表采用向量这个数据结构来表示。词法分析得出符号表后，即进入语法分析阶段，语法分析由函数void SyntaxAnalysis();完成。下面这些函数是各非终结符对应的递归子程序。

bool SyntaxAnalysis_Mop();

bool SyntaxAnalysis_Integer();

bool SyntaxAnalysis_Aop();

bool SyntaxAnalysis_Lop();



int SyntaxAnalysis_Id();



int SyntaxAnalysis_Block(); 

int SyntaxAnalysis_Body();

int SyntaxAnalysis_Factor();

int SyntaxAnalysis_Term();

int SyntaxAnalysis_Lexp();

int SyntaxAnalysis_Exp();

int SyntaxAnalysis_Statement();

int SyntaxAnalysis_Const();

int SyntaxAnalysis_Proc();

int SyntaxAnalysis_Vardecl();

int SyntaxAnalysis_Condecl();

以上我介绍了词法及语法分析核心的设计实现，下面我简单介绍下IDE的实现和IDE与分析核心之间的通信。本系统的IDE与分析核心之间采用管道通信，代码如下：

DWORD dwThreadID;

::CreateThread(0，0，CompileThread，this，0，&dwThreadID);//创建进程

进程创建后调用进程函数，
//进程函数

DWORD WINAPI CompileThread(LPVOID pParam)

{

	CCompileSysView *pView=(CCompileSysView*)pParam;



	pView->GetCompileResult();



	return 0;

}

进程函数调用类的自身函数GetCompileResult();得到分析核心的输出结果，这个函数的实现如下：

void CCompileSysView::GetCompileResult()

{

SECURITY_ATTRIBUTES sa;

 	HANDLE hRead，hWrite;

	CString strFile;

	CString strOut;

 	

	strFile.Format("..\\pl\\pl.exe ");//指定分析核心程序的路径

    

         //当前文件作为参数传给分析核心程序，防止这个文件名中含有空格，故用双引号""将文件名括住

	strFile=strFile+(char)34+m_szCurFile+(char)34;



 	sa。nLength=sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);

 	sa。lpSecurityDescriptor=NULL;

 	sa。bInheritHandle=TRUE;

 	if(!CreatePipe(&hRead，&hWrite，&sa，0))//创建管道进行通信

 	{

 		MessageBox("Error On CreatePipe()");

 		return;

 	}

 

 	STARTUPINFO si;

 	PROCESS_INFORMATION pi;

 

 	si。cb=sizeof(STARTUPINFO);

 	GetStartupInfo(&si);

 	si。hStdError=hWrite;

 	si。hStdOutput=hWrite;//输出重定向到文件

 	si。wShowWindow=SW_HIDE;

 	si。dwFlags=STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES;

    

         //创建进程启动分析核心程序

 	if(!CreateProcess(NULL，(LPSTR)(LPCTSTR)strFile，NULL，NULL，TRUE，NULL，NULL，NULL，&si，&pi)) 

 	{

 		MessageBox("Error on CreateProcess()");

 		return;

 	}

 	CloseHandle(hWrite);

 	

 	char buffer[4096]={0};

 	DWORD bytesRead;

 

 	while(true)

 	{

 		if(!ReadFile(hRead，buffer，4095，&bytesRead，NULL))

 			break;

 		strOut+=buffer;

		m_pwndOutBar->SetColorRichEditText(strOut);//将输出结果显示出来

 		Sleep(500);

 	}

}

这样就完成了整个分析系统的设计与实现。下面我们来看看整个系统是怎样运行的。我们先来看看这个系统的运行界面：

程序运行后，出现如图所示的界面，首先设置分析程序的路径，方法是:点菜单IDE环境(I)，设置，会出现如下图所示的对话框：

在编辑框中输入分析器所在路径即可(默认分析器和源文件在一个目录下)。设置好以后，就可以在代码编辑区输入代码了，或者点“打开”打开文件，然后点击工具栏“启动”(也可按快捷键F7)按钮进行分析，分析完以后，词法分析结果会在“分析结果显示区”显示，词法和语法分析信息会在"输出信息显示区"显示。

已知的 bug 说明
由于时间关系，现有如下Bug本人未能调试出来，若有高手调试出来的话，还望告知。