2020-10-29

实验一 TINY语言的词法分析

一、实验目的
(评价依据，描述是否准确到位)
利用第三方的lex工具构造tiny语言的词法分析器（扫描器）并使得构造出的扫描器能够读入教材样例中给出的tiny语言的示例代码，分解成token输出。
学习如何使用flex，配置它的环境并使用。
学习如何编写正则表达式和tiny语法结构。
学习如何使用工具获取tokens。

二、实验设计
（评价依据实验方案设计是否合理）

由词法分析器的工作方式可以知道，实验需要做到：理解并使用tiny语言,使用构造出的扫描器，能够读入教材样例中给出的tiny语言的示例代码，分解成token输出。，经编译后在c编译器上使用和调用。
三、内容和步骤
1.配置环境：
配置环境变量：右击此电脑->属性->高级系统设置->“高级”一栏下的环境变量在系统变量Path中增加win_flex_bison的路径。直接在桌面新建一个test文件夹，里面创建文本文件后改名lex.l打开cmd，同样方法获得路径，输入cd ：路径，比如我cd C:\Users\Administrator\Desktop\test 回车后进入。没有报错，文件夹出现新文件，说明配置成功

2.代码：

%{
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
%}INT_DEX [1-9][0-9]*|[0]
INT_HEX [0][Xx]([1-9][0-9]*|[0])
INT_OCT [0][0-7]
FLOAT [0-9]*[.][0-9]+([eE][+-]?[0-9]*|[0])?f?
SEMI [;]
COMMA [,]
ASSIGNOP [=]
RELOP [>]|[<]|[>][=]|[<][=]|[=][=]|[!][=](^[=])
PLUS [+]
MINUS [-]
STAR [*]
DIV [/]
AND [&][&]
OR [|][|]
DOT [.]
NOT [!]
TYPE int|float
LP \(
RP \)
LB \[
RB \]
LC \{
RC \}
STRUCT struct
RETURN return
IF if
ELSE else
WHILE while
SPACE [ \n\t]
ID [a-zA-Z_][a-zA-Z_0-9]*
/*end of definition*/

%%
{SEMI} {printf("get semmi : %s\n", yytext);}{COMMA} {printf("get comma : %s\n", yytext);
}
{ASSIGNOP} {printf("get assignop : %s\n", yytext);
}{INT_DEX} |
{INT_HEX} |
{INT_OCT} {printf("get an integer: %s\n", yytext);
}{FLOAT} {printf("get a float: %s\n", yytext);
}{PLUS} |
{MINUS} |
{DIV} |
{STAR} {printf("get an operator: %s\n", yytext);
}{RELOP} {printf("get a relop: %s\n", yytext);
}{AND} |
{OR} |
{NOT} {printf("get a logic operator: %s\n", yytext);
}{DOT} {printf("get a dot: %s\n", yytext);
}
{STRUCT} |
{RETURN} |
{IF} |
{ELSE} |
{WHILE} {printf("get keyword: %s\n", yytext);
}{TYPE} {printf("get type: %s\n", yytext);
}{LP} |
{RP} |
{LB} |
{RB} |
{LC} |
{RC} {printf("get brackets : %s\n", yytext);
}{SPACE} |
. {
/*ABANDON THESE CHARACTORS*/
}{ID} {printf("get an ID: %s\n", yytext);
}

%%
int yywrap() {return 1;
}int main(int argc, char** argv) {if (argc > 1) {if (!(yyin = fopen(argv[1], "r"))) {   perror(argv[1]);return 1;}}while (yylex());return 0;
}

3.结果：

测试如下案例（书本23页）：
{ sample progarm
in tiny language -
computer factorial
}
read x;{ input an integer }
if x < 0 then { don’t compute if x <= 0}
fact := 1;
repeat
fact := fact * x;
x := x - 1
until x = 0;
write fact {output factorial of x}
End

四、实验结论:
1 理论基础（评价依据理论知识非常清楚）
TINY的程序结构是一个由分号分隔开的语句序列。另外，它既无过程也无声明。所有的变量都是整型变量，通过对其赋值可较轻易地声明变量(类似FORTRAN或BASIC)。它只有两个控制语句：i f语句和repea语句，这两个控制语句本身也可包含语句序列。If语句有一个可选的else部分且必须由关键字end结束。除此之外，read语句和write语句完成输入/输出。在花括号中可以有注释，但注释不能嵌套。
TINY的表达式也局限于布尔表达式和整型算术表达式。布尔表达式由对两个算术表达式的比较组成，该比较使用<与=比较算符。算术表达式可以包括整型常数、变量、参数以及4个整型算符+、－、*、/，此外还有一般的数学属性。布尔表达式可能只作为测试出现在控制语句中——而没有布尔型变量、赋值或I / O。
本次书上的测试案例：
{ sample progarm
in tiny language -
computer factorial
}
read x;{ input an integer }
if x < 0 then { don’t compute if x <= 0}
fact := 1;
repeat
fact := fact * x;
x := x - 1
until x = 0;
write fact {output factorial of x}
End

flex的语法被分为三个部分：
{definitions}/定义段
%%
{rules}/规则段
%%
{user subroutines}/代码段

definitions:LABEL REGULAR_EXPRESSION
LABEL是这里类字符串的名称，REGULAR_EXPRESSION则是匹配这种字符串的正则表达式。
正则表达式的语法：
| 或
[] 括号中的字符取其一

a-z表示ascii码中介于a-z包括a.z的字符
\ 转义（flex不能识别除字母外的字符）

0或多个字符
? 0或1个字符

1或多个字符
^ 除此之外的其余字符
. 除\n外的所有字符，等价于^\n

2、分析和总结（评价依据：是否能够对实验结果作出完整和准确的描述，是否能够捕捉到实验中的各种现象，是否有强的信息综合能力，是否能得出正确的结论。）
整个实验的流程其实很清楚：
（1）环境配置
（2）编写.l文件，并利用flex，devc++编译
（3）运行并输入tiny例子，完成分析
本实验的唯一难点在于编写.l文件，文件分为定义段，规则段，代码段三部分。
{definitions}/定义段
%%
{rules}/规则段
%%
{user subroutines}/代码段
规则段用于提取，代码段用于c程序的运行。
在正则表达式上会有些难度，规则段其实按照例子来就很简单，代码段搞不懂说明c语言没有掌握透彻。
3、对工具的评价（优缺点及其局限性的总结）
lex是一个产生词法分析器， Lex常常与yacc语法分析器产生程序。
Lex读进一个代表词法分析器规则的输入字符串流，然后输出以C语言实做的词法分析器源代码。有名的Lex公开源代码版本是flex，代表"快速的词法分析器"。因此优点在于速度快，但是必然会失去部分稳定性。

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