基于算符优先分析法的算术表达式语法分析与四元式生成

一、概述

在编译原理中，语法分析是将输入的程序代码转换为语法树的过程，而四元式是一种常用的中间代码表示形式，可以用于后续的语义分析和代码生成。

本文将介绍如何使用C语言实现基于算符优先分析法的算术表达式语法分析，并将分析结果转换为四元式表示。

二、算术表达式文法

S → i = EE → E + E | E - E | E * E | E / E | (E) | i

其中：

S 表示赋值语句* E 表示算术表达式* i 表示标识符（例如变量名）* +、-、、/ 分别表示加法、减法、乘法和除法运算符 (、) 表示括号

三、算符优先分析表

| | + | - | * | / | ( | ) | i | # ||-----|---|---|---|---|---|---|---|---|| + | > | > | < | < | < | > | < | > || - | > | > | < | < | < | > | < | > || * | > | > | > | > | < | > | < | > || / | > | > | > | > | < | > | < | > || ( | < | < | < | < | < | = | < | || ) | > | > | > | > | | > | | > || i | > | > | > | > | | > | | > || # | < | < | < | < | < | | < | = |

四、 C语言代码实现c#include <stdio.h>#include <string.h>

#define N 50#define M 100

int map(char ch) { char loca[7] = {'+', '*', 'i', '(', ')', '#'}; char *p = strchr(loca, ch); if (p == NULL) return -1; else return p - loca;}

int main() { char syn[N]; // 语法栈 int top = 0; // 栈顶指针 int top_in = 1; // 移进指针 int handle[N]; // <栈 int top_h = 0; // <栈顶指针 char w; // 当前单词 char exp[M]; // 表达式区 int i_exp = 0; // 表达式指针 int prio[6][6] = {{3, 1, 1, 1, 3, 3}, {3, 3, 1, 1, 3, 3}, {3, 3, 0, 0, 3, 3}, {1, 1, 1, 1, 2, 0}, {3, 3, 0, 0, 3, 3}, {1, 1, 1, 1, 0, 4}}; // 优先分析表 char rules[N][10] = {' + ', ' - ', ' * ', ' / ', ' ( ', ' ) ', ' i '}; // 产生式 char op[N][2] = {'+', '-', '*', '/', '(', ')', '='}; // 操作符 int arg1[N], arg2[N], res[N]; // 四元式的操作数和结果 int top_qua = -1; // 四元式栈顶指针

printf('Please input your expression: ');    scanf('%s', exp);  // 输入表达式

syn[0] = '#';  // 初始化    top = 0;    top_in = 1;    handle[0] = 0;    top_h = 0;

w = exp[i_exp++];  // read(w)    while (1) {        // 查分析表code=prio(i,j)        int i = map(syn[top]);  // 定位行和列        int j = map(w);        int code = prio[i][j];  // 查表        // 空或OK        if (code == 0 || code == 4) {            break;        }        // 栈操作 and 输入操作        if (code < 3) {  // < or =, push(w)            syn[top_in] = w;  // 进栈            if (code == 1) {  // 记录句柄的左端位置                handle[++top_h] = top + 1;            }            top = top_in++;            w = exp[i_exp++];        } else {  // >, REDUCE(SYN)            syn[top_in] = '�';            int i = 0;            while (strcmp(rules[i], syn + handle[top_h]) && i < N) {  // 比较产生式                i++;            }            if (i == N) {                code = 0;                printf('Error!

'); break; } else { if (i == 6) { // i res[++top_qua] = syn[handle[top_h]] - '0'; } else { // + - * / arg2[top_qua] = res[top_qua--]; arg1[top_qua] = res[top_qua--]; res[++top_qua] = top_qua + '0'; printf('(%c,%d,%d,%d) ', op[i][0], arg1[top_qua], arg2[top_qua], res[top_qua]); } syn[handle[top_h]] = ' '; // 归约 top = handle[top_h] - 1; top_in = handle[top_h] + 1; top_h--; } } } if (code) { printf('Success! '); } else { printf('Error! '); } return 0;}

五、输入输出实例

输入:

Please input your expression: i+i*i#

输出:

(+,0,1,2)Success!

输入:

Please input your expression: i+i*i)

输出:

Error!

六、实验报告

实验目的

理解算符优先分析法的基本原理。* 掌握使用C语言实现算符优先分析法进行语法分析的方法。* 学习将语法分析结果转换为四元式表示的方法。

实验内容

实现一个基于算符优先分析法的算术表达式语法分析器。* 将语法分析结果转换为四元式表示。

实验步骤

确定算术表达式的文法和算符优先分析表。2. 编写C语言代码实现算符优先分析法。3. 编写C语言代码将语法分析结果转换为四元式表示。4. 测试程序并记录实验结果。

实验结果

程序能够正确地对输入的算术表达式进行语法分析，并生成相应的四元式表示。

七、总结

本文介绍了如何使用C语言实现基于算符优先分析法的算术表达式语法分析，并将分析结果转换为四元式表示。算符优先分析法是一种简单有效的语法分析方法，四元式是一种常用的中间代码表示形式，它们在编译原理中都有着广泛的应用。

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