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【编译原理】编译原理简单介绍

万次阅读 多人点赞 2017-05-07 13:27:20

编译原理简单介绍编译原理简单介绍什么叫编译程序翻译程序编译程序翻译和编译的区别编译的过程词法分析语法分析语义分析和中间代码的产生优化目标代码生成编译程序的结构编译程序总框表格与表格的管理 ...

编译原理简单介绍

什么叫编译程序

翻译程序

翻译程序（Translator）是一种程序，其输入是某种语言的一系列语句，而其输出则是另一种语言的一系列语句，二者在逻辑上是等价的。就类似生活中的翻译官一样，把英语翻译成汉语，二者在意思上也是等价的。
这里写图片描述

编译程序

编译程序（Compiler）是一种程序。它把用高级语言写的源程序作为数据接收，经过翻译转换，产生面向机器的代码作为输出。
这当中代码还可能要由汇编程序或装配程序作进一步加工，得出目标程序，交给计算机执行。
这里写图片描述

翻译和编译的区别

这里写图片描述

编译的过程

编译程序的工作过程一般可以分为5个阶段：
1. 词法分析
2. 语法分析
3. 语义分析和中间代码的产生
4. 优化
5. 目标代码生成

词法分析

词法分析的任务是：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词（定义符、标识符、运算符、界符、常数）。

在词法分析阶段的工作中所依循的是语言的语法规则（或称构词规则）。
描述语法规则的有效工具是正规式和有限自动机。

语法分析

语法分析的任务是：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，把单词符号串分解成各类语法单元（语法范畴）（短语、子句、句子、程序段、程序），并确定整个输入串是否构成语法上正确的程序。

语法分析所依循的是语言的语法规则。
语法规则通常用上下文无关文法描述。
词法分析是一种线性分析，而语法分析是一种层次结构分析。

语义分析和中间代码的产生

这一阶段的任务是：对语法分析所识别出的各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译（产生中间代码）。这一阶段通常包含两个方面的工作。
1. 对每种语法范畴进行静态语义的检查，例如，变量是否定义、类型是否正确等等。
2. 如果语义正确则进行中间代码的翻译。

这一阶段所依循的是语言的语义规则，通常使用属性文法描述语义规则。

优化

对于代码（主要是中间代码）进行加工变换，以期能够产生更为高效（省时间和空间）的目标代码　。
优化的主要方面有：公共子表达式的提取、循环优化、删除无用代码等等。

优化所依循的是程序的等价变换规则。

目标代码生成

这一阶段的任务是：把中间代码（经过优化处理之后的）变换成特定机器上的低级语言代码（绝对指令、可重定位指令、汇编指令
）。

编译程序的结构

编译程序总框

这里写图片描述

表格与表格的管理

编译程序在工作过程中需要保持一系列的表格，以登记源程序的各类信息和编译各阶段的进展状况。
最重要的是符号表，用来等级源程序中出现的每个名字以及名字的各种属性。例如，一个名字是常量名还是变量名，还是过程名；如果是变量名，类型是什么，占多大内存，地址是多少等等。

编译各阶段均须维持表格并进行表格管理，建表的技术支持是数据结构，表格的分类、结构、处理方法决定于语言及机器，还有优化措施。

出错处理

如果源程序有错误，编译程序应设法发现错误，并把有关错误的信息报告给用户。一个好的编译程序：
1. 全
最大限度发现错误
2. 准
准确指出错误的性质和发生地点
3. 局部化
将错误的影响限制在尽可能小的范围内
4. 自动校正
若能自动校正错误则更好，但其代价非常高

源程序中的错误一般分为语法错误和语义错误。
1. 语法错误
指源程序中不符合不符合语法（或词法）规则的错误，例如：单词拼写错误、括号不匹配等等。
2. 语义错误
指源程序中不符合语义规则的错误，例如：说明错误、作用域错误、类型不匹配等等。
一般在语义分析时检出来，有的语义错误要在运行时才能检测出来。

遍

遍是对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次，并作有关的加工处理，生成新的中间结果或目标程序。遍数多了，整个编译程序的逻辑结构就比较清晰，但是会增加输入和输出所消耗的时间。因此，在主存可能的前提下，一般还是遍数少的好。
分遍的依据：
1. 源程序的结构
2. 选用机型的内存大小
3. 设计目标的技术指标
4. 参加编译程序人员的数量、素质

好的编译程序的指标：
1. 符合语法规则的程序都可执行。
2. 任何非法的错误都有可能识别，并尽量少的产生连锁反应。
3. 错误不至于导致系统崩溃。
4. 可维护和可读性。
5. 模块化和结构化。

编译的前端与后端

概念上我们有时候把编译程序分成编译前端和编译后端。

编译前端

前端主要由源语言有关但与目标机无关的那些部分组成，通常包括词法分析、语法分析、语义分析与中间代码的产生，有的代码优化工作也可以包括在前端。

编译后端

后端包括编译程序中与目标机有关的那些部分，如与目标机有关的代码优化和目标代码生成等。
通常后端不依赖源语言而仅仅依赖于中间语言。

编译程序的生成

编译程序的构造工具

以前人们构造编译程序大多数采用的是机器语言或汇编语言，现在只有为了充分发挥各种不同硬件系统的效率，为了满足各种不同的具体要求，才会采用这种工具来构造编译程序（或编译程序的“核心”部分）。现在越来越多采用高级语言来构造编译程序。

T型图

为了便于说明，我们常采用T型图来表示源语言S、目标语言T、和比编译程序实现语言I之间的关系。
每个T型图相当于一个编译程序。
这里写图片描述

用高级语言L1构造编译程序

如果A机器上有一个使用A机器代码实现的某高级语言L₁的编译程序（黄色），则我们可以使用L1语言编写另外一种高级语言L₂的编译程序（橙色）。把写好的L₂编译程序经过L₁编译程序编译后就可以得到A机器码实习的L₂编译程序（绿色）。
这里写图片描述

编译程序的移植

通过上面用高级语言L1构造编译程序的原理，我们可以实现编译程序的“移植”。首先我们有一个可以在A机器上编译的高级语言L，
这里写图片描述
接下来我们使用L去写一个能够在B机器上运行的编译程序，

然后通过L的编译程序就可以生成在A机器上可以运行的产生B机器代码的编译程序（3）。

使用这个编译程序（3）去编译一遍（2）就可以得到能在B机器上运行的B机器代码的编译程序（4）.
这里写图片描述

自编译方式

先对语言的核心部分构造一个小小的编译程序（可用低级语言实现），再以它为工具构造能编译更多语言成分的较大编译程序，如此不断扩展，最后形成整个编译程序（滚雪球），这种通过一系列自展途径而形成的编译程序的过程叫做自编译过程。

构造工具

现在人们已经建立了多种编制部分编译程序或者整个编译程序的有效工具。构造编译程序的工具称为编译程序-编译程序、编译程序产生器或翻译程序书写系统。
例如：
自动产生扫描器：LEX FLEX
自动产生语法分析器：YACC BISON

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编译

编译原理试题汇总+编译原理期末试题(8套含答案+大题集)
2019-01-24 09:20:13
编译原理试题汇总+编译原理期末试题(8套含答案+大题集)
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编译原理绪论

千次阅读 2020-09-05 21:58:30

之前一直在写程序，了解到运行程序的两个步骤：编译，运行。在Microsoft visual C++中编译和运行是分开的两部分。在DEV C++中集成为一个按键。在之前的印象中，编译就是寻找语法错误的过程...怎么才能实现编译原理

之前一直在写程序，了解到运行程序的两个步骤：编译，运行。在Microsoft visual C++中编译和运行是分开的两部分。在DEV C++中集成为一个按键。在之前的印象中，编译就是寻找语法错误的过程。只要程序语法有错误，程序就无法通过编译。并会提示相应的信息，告诉写程序的人去哪里修改什么类型的错误。这学期开始，开设了编译原理课程。按照之前的习惯，通过写博客，及时梳理自己的思路并希望能在某些方面有所提高。下面开始吧！

学东西先问自己几个问题：什么是编译原理？为什么需要编译原理？怎么才能实现编译原理？

刚开始学习，对编译原理的理解不是那么深刻。简单谈一谈自己的看法。如果后续学习过程中发现自己理解有误，也会及时修改。

为什么需要编译原理？
了解计算机的人都知道对于计算机来说，它所能识别的只是机器代码。就是我们常说的0，1串。但对于编写程序的人来说，如果利用机器语言编写程序，那过程必将是痛苦且低效的。程序员为了让生活对自己好点，慢慢的开发出了高级语言，如C，C++，python等等。抽象来看，输入是高级语言，输出是机器语言，那中间的转化器就是编译器，其原理就是编译原理。现在知道为什么需要编译原理了吧！它是我们和计算机更好沟通的桥梁。

什么是编译器？
由之前的问题了解到，编译器的作用是把高级语言转换成低级语言（机器语言）。其实这简单的解释了编译器的定义。运用编译原理编写的程序，并能起到编译作用的程序叫做编译程序。把编译程序做一个推广：翻译程序。翻译程序的定义是：把某一种语言程序（称为源语言程序）转换成另一种语言程序（称为目标语言程序），而两种程序在逻辑上等价。对翻译程序的源语言（高级语言）和目标语言（机器语言）加以限制就成为了编译程序。

怎么才能实现编译原理？
问题有点抽象。转换的直接一点：编译程序怎么写？编写程序自然有它的步骤，下面会陆续介绍到编译过程的五大步骤。只有了解编译过程，才能对应去写如何实现这些编译过程的代码。

回答完刚才的问题，想必对编译原理和编译程序有了少许的了解。下面开始进入正文：通过本篇文章，想解释明白下面几个问题：

1.编译程序的五大步骤及各步骤的主要工作

2.有关编译程序的几个名词解释，包括：表格管理、出错处理、遍、编译前端/后端

3.编译程序的生成，自展和移植。

注意：因为作者对C语言比较熟悉，所以编译程序的举例都以C语言作为基准。

一、编译程序的五大步骤及各步骤的主要工作

先对五大步骤做一个说明，再详细介绍各个步骤：

1）词法分析

2）语法分析

3）语义分析及中间代码生成

4）优化

5）目标代码生成

它们的顺序其实已经说明其关系，但为了便于理解，这里附上一张关系图：
在这里插入图片描述
下面对各个步骤进行详细说明：

1）词法分析

词法分析就是从头到尾扫描，识别出语法单元，并查看是否存在词法错误。那什么是词法错误呢？举个例子：在部分编程语言中，要求变量名只能由下划线或字母打头而不能使用数字。比如在C语言中的int 3a;就一个不合法的声明，这种错误会在词法分析是被检测出来。再举一个例子，作为编程新手常犯的错误：总是把英文的;写成中文的；这个在编译过程中都会报错，错误的阶段属于词法分析。

在词法分析的过程中不止会寻找错误，也会对正确的词进行一个分类。包括以下几个类别：

1. 基本字（保留字）：主要指语言中已经定义好的那些字符，例如:int double typedef return等等

2. 标识符：主要指在程序中定义的变量名。如int a;/double b;中a，b就属于标识符

3. 界符：界符用于分隔程序，常见的界符有; { } 等

4. 算符：主要指进行运算的字符，运算包括数值运算和逻辑运算。例如：+,-,*,/和&,|;

5. 赋值符：完成的功能就是赋值，例如：=，+=，-=等

举个例子，说明词法分析干的事情：

在这里插入图片描述

2）语法分析

语法分析主要作用是根据语法规则识别语法单位并分析语句中有没有语法错误（这句话听起来很抽象，啥算语法错误？）识别语法错误，就像a=+c其实本来应该是a=b+c，b没有写，对于词法分析过程只认定出是两个连续的算符。对于加号的语法是左右都要有变量，这就是语法错误。另一个作用是识别语法单位，。举个例子：A=B+C*60;是一个赋值语句，可以构建以下语法分析树，说明这是一个正确的赋值语句：

在这里插入图片描述使用语法分析树的好处有什么呢？
好处在于能够表示出语句的层次结构，同时也可以用于辅助对语句的翻译。
从下往上看，经历的算符分别是*到+再到赋值符=。这正好符合我们运算过程中对于优先级的体现（想想在运算中是不是先乘除，再加减，最后把结果赋值给左边）。

对于词法分析和语法分析的总结：词法分析是一种线性分析，语法分析是一种层次结构分析。

3）语义分析与中间代码产生器

语义分析在语法分析之后，所以能到语义分析说明程序中已不存在语法错误。还用之前的a=b+c举例。对于+语义来说，要求左右两个操作数的类型应当相同。对其的检测就属于语义分析的部分。还有一些与具体语言相关的，典型情况包括：变量在使用前先进行声明、每个表达式都有合适的类型、函数的调用和函数的定义相关。（参考博客：https://blog.csdn.net/hit_shaoqi/article/details/83120448link，该博客中列举很多语义分析的错误例子）

中间代码生成的步骤要先理解什么是中间代码？中间代码就是用简单表达式表示你要进行的操作，举个例子就明白：
对于A = B+C60;这个表达式生成的中间代码如下：
temp1 = C60
temp2 = B+temp1
A = temp2

对中间代码常用四元式表示，四元式的结构如下：

在这里插入图片描述
所以对于上面的中间代码转换为四元式如下：

4）优化

优化的意思很明显，就是对代码进行调整使其运行时效率更高（体现在时间/空间上）。优化主要有三个方面：公共子表达式的提取，循环优化（主要优化对象），删除无用代码。

下面对三种优化分别举例：

公共子表达式的提取优化：
优化前
A = B + C;
…
D = B + C;
优化后
T = B + C;
A = T;
…
D = T;

循环优化：
优化前
for k=1 to 100
M=I+10k;
N=J+10k;
优化后
M=I;
N=J;
For k=1 to 100
M=M+10;
N=N+10;

从上面可以看出，循环优化的主要思想是把乘除法优化为加减法。（我们都知道乘除运算所用时间远大于加减法）。

删除无用代码：
无用代码就是对程序的结果没有影响的代码。主要可分为两部分

1. 复制传播
如果存在语句y=x，并且下面有许多语句在使用y。由于x,y在数值上相等，所以可利用x代替所有的y。这样就可以减少y=x这条语句。这种思想就叫做复制传播。

2. 无用代码（死code）
在程序编写过程中，可能出现对一个变量赋值，但后面并没有使用该变量，就认为该赋值无效，将其删除。

5）目标代码生成：

目标代码生成的过程非常复杂，就是把优化好的中间代码转换成指定的低级语言代码（汇编语言或者机器语言等等）。比如上面所举例子最终转换的汇编代码如下图：
在这里插入图片描述
从以上五个步骤可以看出一个明显的分界线，就是第三步中语义分析和中间代码生成之间。在中间代码生成之前，都没有对代码的任何翻译，所做的只是分析，故又称为分析部分。语义分析之后都是对代码的翻译调整，故又称为综合部分。

二、有关编译程序的几个名词解释，包括：表格管理、出错处理、遍、编译前端/后端

表格管理：

在编译程序中的表格主要的指的是符号表。符号表内存储的内容就是标识符（变量）的各种信息。例如：变量类型，存储位置等等。而对符号表的维护是贯彻在整个阶段的。（即每个阶段对符号表都会增添或删改）

出错处理：

在编写程序过程中难免出错，所以对于错误的处理就至关重要。出错可分为两大类：语法错误和语义错误。对于错误处理分几个层次，由坏到好分别为：检测到错误并暂停报错、检测到错误提示报错信息并继续执行程序以发现更多的错误、检测到错误并由对应的办法对错误进行处理校正。

遍（趟）：

平时总说一遍，两遍。但这里的“遍”定义为对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一次并作有关的加工处理，生成新的中间结果或目标程序。一遍即可以对一个阶段而言（比如把词法分析单独作为一遍），也可以包括多个阶段（比如把词法分析、语法分析、语义分析和中间代码产生和为一遍）。

遍的作用是什么？
“遍”可以使编译程序结构更清晰，每一遍可以集中处理关键问题

编译前端/后端：

在概念上一个编译程序可划分为编译前端和编译后端。

编译前端主要由与源语言有关但与目标机无关的那部分组成的。这些部分通常包括词法分析，语法分析，语义分析与中间代码生成。

编译后端主要由与目标机有关的那部分组成的。这些部分通常包括优化和目标代码生成。

那为什么需要划分编译前端和后端呢？

从上面的概念可以看出，中间代码处于编译前端和编译后端的过渡位置。做这样一个图：
在这里插入图片描述
从这个图看出，高级语言变成中间代码这部分叫前端。前端可以由不同的部分引起。同样也可以产生不同的后端。这样不同的前端可以对应相同的后端，相同的前端可以对应不同的后端。就可以很好的体现代码的移植性。对于移植性的介绍会在后面说明。

在这里解释下为啥会有机器A,机器B的区分。在不同机器上的架构是不同的，据两个方面的例子。一方面是手机和pc机（一大一小，实现方式肯定不同），另一方面是指令集体系结构的不同，像CISC和RISC的实现结果肯定也不相同。

三、编译程序的生成、自展和移植

编译程序的生成有三大组成部分：源语言、编译程序、目标语言。编译程序的作用就是把源语言变成目标语言。更为具体：如果想让编译程序在目标机上运行，那么编译程序的编写语言需要是目标语言。（是不是很绕？这语言，那语言的）。为了更方便的说明，做了图形的规定（还是拿图说话！）取名为T形图：
在这里插入图片描述 (s代表源语言，T代表目标语言，I代表编译程序)

编译程序的自展

给定一个目标：在机器A（目标机）上，用语言A（编译程序实现语言），构造高级语言L（源语言）的编译程序。T形图表示为：

在这里插入图片描述
Step1:可以考虑使用L的子集S，在机器A上用语言A构造S的编译程序。T形图如下：

Step2:再在机器A上，用语言S构造L的编译程序。T形图如下：

在这里插入图片描述
再将两者结合，step1中s可编译成A，step2中可以利用S对L进行编译并在A机器上执行。我们所希望的是L以A的机器语言在A机器上运行，由step1可将S转换成A机器代码，所以L语言就可以用A的机器代码在A的机器上运行（是不是很绕？你如果第一次学那肯定是一脸懵的）我们用图说话：
在这里插入图片描述
写完以上过程，我有个疑问：为什么需要s是L的子集？上网找到一种说法发现可以接受，也更为贴切于自展的名字。（下图中的L1就是L的子集，从子集出发才能够慢慢扩展为L）

在这里插入图片描述
（节选于博客：https://blog.csdn.net/NameOfBlog/article/details/82857644link

编译程序的移植：

什么叫编译程序的移植呢？就是在A机器上已有的高级语言L编写一个在B机器上运行的高级语言L的编译程序。（简单来说就是L目前已经能使用A机器语言在机器A上运行，想要L能使用B机器语言在机器B上运行）T形图如下:
在这里插入图片描述
过程简记为一次编程两次编译

一次编程：使用L语言编写能够让L语言产生B机器代码的编译程序R

第一次编译：把R在A机器代码下编译使其变为A机器代码的语言，记为编译程序I，作用是把L编译成B

第二次编译：用编译程序I对R进行编译，成功完成L使用B机器语言完成的汇编程序在机器B上运行。

就单单这三段话就能让人找不着北!!!我们还是看图说话：
在这里插入图片描述
文字配图，事半功倍：

第一次编程，我们用L语言实现了编译程序R。注意R的本质是L语言，只不过功能是把L翻译成B。既然是L语言，通过已知L->A，我们可以把L语言变成A语言。这里的变成只是实现方式的改变，并没有改变原有的功能，还是一次编程的图，作用还是变成B语言，区别在于原来是用L语言实现的，现在用了A语言。也可以这样理解：

原来是L1-(L2)->B,又因为L2-(A)->A1。于是L1-(A1)->B。由一次编程知L通过R可变成B，现在只要R变成B就可以了。R的本质是L，第一次编译实现了L变成B，利用第一次的编译程序就可以把L变成B。这样R就变成了B就实现L-(B)->B。

刚学了绪论，对于编译原理的各个部分了解还过于粗浅。用了将近5000字才完成这篇文章。随着后面的学习，会更深层次的剖析每一个部分的。继续加油哈！

致谢：感谢编译原理课程谢老师对文章的耐心修改，同样感谢网上各位博主的优秀博文，为我不懂的地方提供解决办法。

因作者水平有限，如有错误之处，请在下方评论区指正，谢谢！

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编译原理实验：词法分析

万次阅读 多人点赞 2018-09-29 21:17:16

编译原理实验：词法分析1. 实验题目：词法分析实验目的实验内容实验要求输入输出2. 设计思想3.算法流程4. 源程序5. 调试数据 1. 实验题目：词法分析实验目的根据PL/0语言的文法规范，编写PL/0语言的词法分析...


编译原理实验：词法分析
1. 实验题目：词法分析
实验目的
实验内容
实验要求
输入输出
2. 设计思想
3.算法流程
4. 源程序
5. 调试数据

1. 实验题目：词法分析
实验目的

根据PL/0语言的文法规范，编写PL/0语言的词法分析程序；或者调研词法分析程序的自动生成工具LEX或FLEX，设计并实现一个能够输出单词序列的词法分析器。
通过设计调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。
掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的法。
掌握词法分析的实现方法。上机调试编出的词法分析程序。

实验内容
 已给PL/0语言文法，输出单词符号（关键字、专用符号以及其它标记）。
实验要求

把词法分析器设计成一个独立一遍的过程。
词法分析器的输出形式采用二元式序列，即：(单词种类,单词的值)

输入输出
输入：

  const a=10;

  var b,c;

  begin

  read(b);

  c:=a+b;

  write( c);

  end.

输出：

  (constsym, const)

  (ident , a)

  (eql, =)

  (number, 10)

  (semicolon, ; )

  (varsym, var)

  (ident,b)

  (comma, ,)

  (ident, c)

  (semicolon, ; )

  (beginsym, begin)

  (readsym, read )

  (lparen,( )

  (ident, b)

  (rparen, ))

  (semicolon, ; )

  (ident, c)

  (becomes, := )

  (ident,  a)

  (plus,  +)

  (ident,b )

  (semicolon, ; )

  (writesym,write)

  (lparen, ( )

  (ident, c)

  (rparen,) )

  (endsym, end )

  (period, .)
2. 设计思想
基本字：




单词（编码）
正规式r




begin(beginsym)
begin


call(callsym)
call


const(constsym)
const


do(dosys)
do


end(endsym)
end


if(ifsym)
if


odd(oddsym)
odd


procedure(proceduresym)
procedure


read(readsym)
read


var(varsym)
var


while(whilesym)
while


write(writesym)
write


then(thensym)
then


标识符：




单词（编码）
正规式r




<标识符>(ident)
（字母)(字母 |数字)*


常数：




单词（编码）
正规式r




<常数>(ident)
（数字)(数字)*


运算符：




单词（编码）
正规式r




+(plus)
+


-(minus)
-


*(times)
*


/(slash)
/


=(eql)
=


<>(neq)
<>


<(lss)
<


<=(leq)
<=


>(gtr)
>


>=(geq)
>=


:=(becomes)
:=


界符：




单词（编码）
正规式r




(  (lparen)
(


)  (rparen)
)


,  (comma)
,


;  (semicolon)
;


.  (period)
.


3.算法流程


词法分析程序打开源文件，读取文件内容，直至遇上文件结束符，然后读取结束。
接下来就要对源文件从头到尾进行扫描了，从头开始扫描，这个时候扫描程序首先要询问当前的字符是不是空格，若是空格，则继续扫描下一个字符，直至不是空格。然后询问这个字符是不是字母，若是则进行标识符和保留字的识别；若这个字符为数字，则进行数字的判断。否则，依次对这个字符可能的情况进行判断（界符和运算符），若将所有可能都走了一遍还是没有知道它是谁，则认定为错误符号，输出该无法识别error，程序结束。每次成功识别了一个单词后，单词都会存在word1[]数组中，然后字符指针往后移，进行下一个单词的识别。
主控程序需要负责对每次识别的种别码进行判断，对于不同的单词种别做出不同的反应，直至文件结束。
本次实验我采用了map这个STL关联容器，主要是考虑到词法分析中的数据映射的关系，因此采用这种结构。map提供一对一的数据处理能力，其中第一个可以称为关键字，每个关键字只能在map中出现一次，第二个可能称为该关键字的值。这个容器是非常方便使用的，对于查找可以直接使用迭代器进行，利用find（）函数，若一直到末尾都未找到，则是不能识别或为标识符。

4. 源程序
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
map<string,string> word;//应用map数据结构形成一个string->string的对应
std::map<string,string>::iterator it;//用来遍历整个对应关系的迭代器
void map_init(){//对应关系进行初始化
    word["begin"]="beginsym";
    word["call"]="callsym";
    word["const"]="constsym";
    word["do"]="dosym";
    word["end"]="endsym";
    word["if"]="ifsym";
    word["odd"]="oddsym";
    word["procedure"]="proceduresym";
    word["read"]="readsym";
    word["then"]="thensym";
    word["var"]="varsym";
    word["while"]="whilesym";
    word["write"]="writesym";
    word["+"]="plus";
    word["-"]="minus";
    word["*"]="times";
    word["/"]="slash";
    word["="]="eql";
    word["<>"]="neq";
    word["<"]="lss";
    word["<="]="leq";
    word[">"]="gtr";
    word[">="]="geq";
    word[":="]="becomes";
    word["("]="lparen";
    word[")"]="rparen";
    word[","]="comma";
    word[";"]="semicolon";
    word["."]="period";
}
int main(){
    map_init();//初始化
    char ch;
    char a;
    string word1;//string变量识别单词
    string str;//string变量进行字符识别
    ifstream infile("F:\\编译原理\\第一次实验\\analysis.txt");//文件输入流
    ofstream outfile("F:\\编译原理\\第一次实验\\result.txt");//文件输出流
    ostringstream buf;
    while(buf&&infile.get(ch)) buf.put(ch);//将文件中的字符读出来
    str= buf.str();//将得到的字符储存到string类型变量中
    int csize=str.length();
    for(int i=0;i<csize;i++){//对整个字符串进行遍历
        while(str[i]==' '||str[i]=='\n') i++;//若最开始为空格或换行符，则将指针的位置往后移
        if(isalpha(str[i])){//对标识符和基本字进行识别,调用库函数isalpha()
            word1=str[i++];
            while(isalpha(str[i])||isdigit(str[i])){
                word1+=str[i++];
            }
            it=word.find(word1);
            if(it!=word.end()){//判断是不是基本字，若为基本字则进行输出
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }
            else{//否则直接输出
                cout<<"(ident"<<","<<word1<<")"<<endl;
            }
            i--;
        }
        else if(isdigit(str[i])){//判断是不是常数，调用库函数isdigit()
            word1=str[i++];
            while(isdigit(str[i])){
                word1+=str[i++];
            }
            if(isalpha(str[i])){
                cout<<"error!"<<endl;
                break;
            }
            else{
                cout<<"(number"<<","<<word1<<")"<<endl;
            }
            i--;
        }else if(str[i]=='<'){//对<,<=分别进行判断
            word1=str[i++];
            if(str[i]=='>'){
                word1+=str[i];
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else if(str[i]=='='){
                word1+=str[i];
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else if(str[i]!=' '||!isdigit(str[i])||!isalpha(str[i])){
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else{
                cout<<"error!"<<endl;
                break;
            }
            i--;
        }else if(str[i]=='>'){//对>,>=分别进行判断
            word1=str[i++];
            if(str[i]=='='){
                word1+=str[i];
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else if(str[i]!=' '||!isdigit(str[i])||!isalpha(str[i])){
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else{
                cout<<"error!"<<endl;
                break;
            }
            i--;
        }else if(str[i]==':'){//对:=进行判断
            word1=str[i++];
            if(str[i]=='='){
                word1+=str[i];
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else{
                cout<<"error!"<<endl;
                break;
            }
            i--;
        }else{//对其他的基本字依次进行判断
            word1=str[i];
            it=word.find(word1);
            if(it!=word.end()){
                cout<<"("<<word[word1]<<","<<word1<<")"<<endl;
            }else{
                cout<<"error!"<<endl;
                break;
            }
        }
    }
    infile.close();
    return 0;
}

5. 调试数据
待输入的文件流：



输出数据：





说明：如上实验仅符合当时实验要求的相关条件，其他的需求略微进行更改就行，思想是一样的，还是很简单的。输入输出自己按自己需求更改即可。

单词（编码）	正规式r
begin(beginsym)	begin
call(callsym)	call
const(constsym)	const
do(dosys)	do
end(endsym)	end
if(ifsym)	if
odd(oddsym)	odd
procedure(proceduresym)	procedure
read(readsym)	read
var(varsym)	var
while(whilesym)	while
write(writesym)	write
then(thensym)	then

单词（编码）	正规式r
<标识符>(ident)	（字母)(字母 \|数字)*

单词（编码）	正规式r
<常数>(ident)	（数字)(数字)*

单词（编码）	正规式r
+(plus)	+
-(minus)	-
*(times)	*
/(slash)	/
=(eql)	=
<>(neq)	<>
<(lss)	<
<=(leq)	<=
>(gtr)	>
>=(geq)	>=
:=(becomes)	:=

单词（编码）	正规式r
( (lparen)	(
) (rparen)	)
, (comma)	,
; (semicolon)	;
. (period)	.

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编译原理

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出错处理

遍

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编译后端

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编译程序的移植

自编译方式

构造工具

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3.编译程序的生成，自展和移植。

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2） 语法分析

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出错处理：

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编译原理编辑词条

1）词法分析

2）语法分析

3）语义分析与中间代码产生器

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