基于高级语言源程序格式处理工具

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图3.2识别标识符和整数的算法流程图
如何来识别特定语言的所有单词，详见《综合程序设计课程设计指导-源程序格式处理》。
语法分析的过程，建议采用的实现方法是编译技术中的递归下降子程序法，递归下降子程序法是一种非常简洁的语法结构分析算法，基本上是每个语法成分对应一个子程序，每次根据识别出的前几个单词，明确对应的语法成分，调用相应子程序进行语法结构分析。例如在分析语句的语法结构时，当识别出单词if 后，进行条件语句的处理，同时生成的子树根结点对应条件语句。处理时，首先调用表达式的子程序，得到表达式子树的根指针T1；再递归调用语句处理部分，得到if子句的子树根指针T2；再看随后的单词，如果不是else，就表示是一个if语句，条件语句子树的根结点标记为“IF语句”，有2棵子树，对应T1和T2；如果随后的单词是else，就再递归调用语句处理部分，得到else子句的子树根指针T3；最后分析出的是一个if-else语句，条件语句子树的根结点标记为“IF_ELSE语句”，有3棵子树，对应T1、T2和T3。按此处理流程，对给定条件语句： if (a>b) m=a; else m=b；分析后生成的抽象语法树形式如图3.3所示。

图3.3if-else语句的抽象语法树
在《综合程序设计课程设计指导-源程序格式处理》中，首先使用巴克斯（BNF）范式定义定义了一个简单的语言，给出了各个语法成分的处理流程框架作为实验的参考。
3.3 功能要求

1. 语言定义
   选定C语言的一个子集，要求包含：
   （1）基本数据类型的变量、常量，以及数组。不包含指针、结构，枚举等。
   （2) 双目算术运算符（±*/%），关系运算符、逻辑与（&&）、逻辑或（||）、赋值运算符。不包含逗号运算符、位运算符、各种单目运算符等等。
   （3）函数定义、声明与调用。
   （4）表达式语句、复合语句、if语句的2种形式、while语句、for语句，return语句、break语句、continue语句、外部变量说明语句、局部变量说明语句。
   （5）编译预处理（宏定义，文件包含）
   （6）注释（块注释与行注释）

2. 单词识别
   设计DFA的状态转换图（参见实验指导），实验时给出DFA，并解释如何在状态迁移中完成单词识别（每个单词都有一个种类编号和单词的字符串这2个特征值），最终生成单词识别（词法分析）子程序。
   注：含后缀常量，以类型不同作为划分标准种类编码值，例如123类型为int，123L类型为long，单词识别时，种类编码应该不同；但0x123和123类型都是int，种类编码应该相同。

3. 语法结构分析
   （1）外部变量的声明；
   （2）函数声明与定义；
   （3）局部变量的声明；
   （4）语句及表达式；
   （5）生成（1)-(4)（包含编译预处理和注释）的抽象语法树并显示。

4. 按缩进编排生成源程序文件。
   3.4实现与评测说明
   实验部分按阶段进行检查评分，检查时，要求同学们自行准备好测试用例，可以不必考虑测试的源程序文件功能意义，以测试用例能覆盖全部任务要求为准。即:自行设计的测试用例务必反映系统的功能(含异常情况处理)，用例未能反映的功能，视同未实现情况评定。
   （1）识别语言的全部单词。（50%）
   要求测试用例包含所有种类的单词，测试用例中没有出现的单词种类视作没有完成该类单词的识别。由于每类单词有一个种类编码（参见实验指导书用枚举常量定义），可以将识别出来的单词按种类编码进行排序显示，这样既能方便自己的调试，也能方便检查。注意相同种类编码的多种形式，都应该包含在测试用例中，例如类型为int的常量，有三种形式0123、123、0x123。
   报错功能，指出不符合单词定义的符号位置。测试文件中不必包含错误符号，检查时由老师随机修改测试文件，设置错误，检查报错功能是否实现。
   （2）语法结构分析与生成抽象语法树。（40%）
   要求测试用例包含函数声明，定义、表达式（各种运算符均在某个表达式中出现）、所有的语句，以及if语句的嵌套，循环语句的嵌套。测试用例中没有出现的语句和嵌套结构，视作没有完成该种语法结构的分析。
   常见的语句包括：
   1.表达式语句； 2.if语句； 3.if else语句； 4.while语句;
   5.for语句； 6. return语句； 7.break语句； 8.continue语句；
   9.复合语句； 10.函数定义； 11.函数声明； 12.函数调用；

5. if语句嵌套；14.循环语句嵌套；15.外部变量说明语句;

6. 局部变量说明语句。
   报错功能，指出不符合语法规则的错误位置。测试文件中不必包含错误语句等，检查时由老师随机修改测试文件，设置错误，检查报错功能是否实现。
   显示抽象语法树，要求能由抽象语法树说明源程序的语法结构，这也是检查时验证语法结构分析正确性的依据。
   （3）缩进编排重新生成源程序文件（10%）。对（2）的测试用例生成的抽象语法树进行先根遍历，按缩进编排的方式写到.c文件中，查看文件验证是否满足任务要求。
   实现语法结构分析时，不局限使用递归下降子程序法，但不能使用工具自动生成单词识别和语法结构分析的程序。

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