Разработка синтаксического распознавателя вычисляемого оператора перехода языка FORTRAN
Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской
Федерации.
Новосибирский Государственный
Технический Университет.
[pic]
Курсовая работа по системному программированию.
Разработка синтаксического распознавателя вычисляемого оператора перехода
языка FORTRAN.
Факультет: АВТ.
Кафедра: АСУ.
Группа: А-513.
Студент: Борзов Андрей Николаевич.
Преподаватель: Шорников Юрий Владимирович.
Ассистент: Панова Вера Борисовна.
Дата: 19 мая 1997 года.
Отметка о защите: _______________________________
Новосибирск – 1997.
Язык оператора.
Язык вычисляемого оператора перехода языка FORTRAN.
GOTO МЕТКА(КОНСТАНТА(АРИФМЕТИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ
МЕТКА – Идентификатор
КОНСТАНТА – ЦЕЛОЕ БЕЗ ЗНАКА
АРИФМЕТИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ – ВЫРАЖЕНИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ В СЕБЕ ОПЕРАЦИИ *, /, -,
+, **, А ТАКЖЕ ( ).
** – ВОЗВЕДЕНИЕ В СТЕПЕНЬ.
Грамматика языка.
G[]:
1. ( GOTO
2. ( Т (+Т ( (Т
3. Т ( О (Т(О ( Т/О (Т((О
4. О (() ( (
5. ( Б{Б (Ц}[(]
6. ( Ц{Ц}[.Ц{Ц}][(]
|Т |– |ТЕРМ |
|О |– |ОПЕРАНД |
|Б |– |БУКВА |
|Ц |– |ЦИФРА |
|ДБЗ |– |ДРОБНОЕ БЕЗ ЗНАКА |
|( |– |КОНЕЦ СТРОКИ (пусто) |
|** |– |ВОЗВЕДЕНИЕ В СТЕПЕНЬ |
Классификация грамматики.
Данная грамматика G[], согласно классификации Хомского,
является контекстно-свободной, так как правая часть каждой редукции
начинается либо с терминального символа, либо с нетерминального,
принадлежащего объединённому словарю.
A ( a, A(Vn, a(V(.
Грамматика G[] не является автоматной, так как не все её
редукции начинаются с терминального символа. По этой же причине данная
грамматика не является S - грамматикой.
Метод анализа.
Для данной грамматики реализован разбор методом рекурсивного спуска,
поскольку она относится к классу контекстно-свободных.
Идея метода состоит в том, что каждому нетерминальному символу
ставится в соответствие определённая программная единица (функция), которая
распознаёт цепочку, порождаемую этим нетерминалом.
Эти процедуры и функции вызываются в соответствии с правилами
грамматики и иногда вызывают сами себя.
Данный метод реализован на языке C++, поскольку он обладает
рекурсивными возможностями.
Диагностика и нейтрализация ошибок.
Для данной грамматики производится только диагностика и нейтрализация
ошибок. Исправление ошибок не производится.
Нейтрализация ошибок осуществляется по методу Айронса, то есть,
спускаясь по синтаксическому дереву без возврата по контексту, при
обнаружении тупиковой ситуации отбрасываются те литеры (символы), которые
привели в тупиковую ситуацию и разбор продолжается.
Тестирование.
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
Протокол работы синтаксического распознавателя вычисляемого оператора
перехода языка FORTRAN.
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
GOTO A+B-DD**(CC/(23+34**R))+Y*((C))
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'A' с кодом 65.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа A.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '+' с кодом 43.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'B' с кодом 66.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа B.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '-' с кодом 45.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'D' с кодом 68.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа D.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'D' с кодом 68.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '*' с кодом 42.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '*' с кодом 42.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '(' с кодом 40.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'C' с кодом 67.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа C.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'C' с кодом 67.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '/' с кодом 47.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '(' с кодом 40.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '2' с кодом 50.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа 2.
FLOAT - Проверка на Дробное Без Знака с цифры 2.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '3' с кодом 51.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '+' с кодом 43.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '3' с кодом 51.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа 3.
FLOAT - Проверка на Дробное Без Знака с цифры 3.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '4' с кодом 52.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '*' с кодом 42.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '*' с кодом 42.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'R' с кодом 82.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа R.
SCAN - Сканирование. Текущий символ ')' с кодом 41.
SCAN - Сканирование. Текущий символ ')' с кодом 41.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '+' с кодом 43.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'Y' с кодом 89.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа Y.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '*' с кодом 42.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '(' с кодом 40.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ '(' с кодом 40.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'C' с кодом 67.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа C.
SCAN - Сканирование. Текущий символ ')' с кодом 41.
SCAN - Сканирование. Текущий символ ')' с кодом 41.
SCAN - Сканирование. Текущий символ NULL с кодом 0.
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
GOTO A
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
AB - Проверка на Арифметическое Выражение.
SCAN - Сканирование. Текущий символ 'A' с кодом 65.
T - Проверка на Терм.
O - Проверка на Операнд.
IDENT - Проверка на Идентификатор с символа A.
SCAN - Сканирование. Текущий символ NULL с кодом 0.
((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
Листинг программы.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// FILE "KURSOVIK.CPP".
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// ВАРИАHТ № 3.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Оператор перехода вычисляемый языка FORTRAN.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Кафедра: АСУ.
// Группа: А-513.
// Студент: Борзов Андрей Hиколаевич.
// Преподаватели: кандидат технических наук, доцент Шорников Юрий
Владимирович,
// ассистент Панова Вера Борисовна.
// Дата: 29 апреля 1997г.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Подключаемые файлы.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"keyboard.h"
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Макроопределения.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
#define ERROR 0 // Код ошибки.
#define COL_STR 20 // Максимальное количество строк.
#define STR_LEN 35 // Длина строки.
#define MAX_STR_LEN 255 // Максимальная длина строки.
#define FILENAME "TEST.TXT" // Имя файла, открываемого по
умолчанию.
#define YES 1
#define NO 2
#define OK 3
//#define TEST // Определено, если включен отладочный режим.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Прототипы функций.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int I_ReadKey(void); // Опрос клавиатуры.
void Welcome(void); // Экран при старте программы.
void Menu(void); // Меню.
void Help(void); // Помощь.
void MyExit(int=0); // Корректный выход из программы.
void Beep(int=500,int=100); // Звуковой сигнал.
void Usage(void); // Использование программы.
int OpenFile(void); // Открытие файла.
void DrawBox(int,int,int,int,char*); // Рисует рамку с заголовком.
void PrintText(void); // Печатает основной текст.
void Screen(void); // Перерисовка экрана.
void Compile(void); // Компиляция.
void Message(int); // Вывод сообщений об ошибках.
void MyPuts(char*,int); // Аналог puts(char*);.
void Language(void); // Язык оператора.
void Grammar(void); // Грамматика языка.
void GetFilename(void); // Запрос имени файла для открытия.
int ScanStr(char*); // Поиск GOTO.
int Scaner(char*); // Обработка строки.
void Scan(void); // Сканирование следующего символа.
void Delspace(char*); // Удаление ненужных пробелов в
строке.
int AB(void); // Реализация нетерминала .
int T(void); // Реализация нетерминала .
int O(void); // Реализация нетерминала .
int IDENT(void); // Реализация нетерминала .
int FLOAT(void); // Реализация нетерминала .
void Error(int=0,char* =""); // Обработка ошибки.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Глобальные переменные.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
char filename[MAX_STR_LEN]; // Имя файла.
char *text[COL_STR+1]; // Массив указателей на строки
текста.
char screen[4096]; // Буфер под копию экрана.
char mes[21][20][80]; // Массив под сообщения об ошибках.
char nx; // Текущий символ.
int pos; // Текущая позиция в строке.
char STR[80]; // Сканируемая строка.
int ERR1; // Счетчик страниц в массиве ошибок.
int ERR2; // Счетчик строк в массиве ошибок.
FILE *errors; // Дескриптор файла.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Функция MAIN.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void main(int argc,char* argv[])
{
textcolor(LIGHTGRAY);
textbackground(BLACK);
_setcursortype(_NOCURSOR);
clrscr();
if(argc>2)
{
Usage();
MyExit();
}
if(argc==2)
strcpy(filename,argv[1]);
else
{
Welcome();
gettext(20,7,60,17,screen);
GetFilename();
}
while(OpenFile())
{
puttext(20,7,60,17,screen);
GetFilename();
}
Menu();
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Вывод сообщений об ошибках.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void Message(int j)
{
window(42,3,79,23);
textcolor(BLUE);
textbackground(CYAN);
clrscr();
for(int i=0;i -> GOTO \r\n");
cputs(" 2. -> T | +T | -T\r\n");
cputs(" 3. T -> O | T*O | T/O | T**O\r\n");
cputs(" 4. O -> () | | \r\n");
cputs(" 5. -> БЦ[(]\r\n");
cputs(" 6. -> Ц{Ц}[.Ц{Ц}][(]\r\n\n");
cputs(" T - Теpм;\r\n");
cputs(" O - Опеpанд;\r\n");
cputs(" Б - Буква;\r\n");
cputs(" Ц - Цифpа;\r\n");
cputs(" ДБЗ - Дробное Без Знака;\r\n");
cputs(" ** - возведение в степень.");
I_ReadKey();
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Язык оператора.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void Language(void)
cputs(" АВ - аpифметическое выpажение.");
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Компиляция.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void Compile(void)
{
static int compile=0;
window(1,25,80,25);
textattr(112);
MyPuts(" ~F1~ Help ~F2~ Grammar ~F3~ Language ~F9~ Compile ~F10~
Quit ~Alt-X~
Quit ~Esc~ Quit",DARKGRAY);
window(20,8,60,18);
textcolor(WHITE);
textbackground(RED);
clrscr();
DrawBox(2,1,40,11,"Компиляция");
window(22,9,58,17);
textcolor(YELLOW);
cputs("\r\n");
if(compile>0)
{
cputs(" Текст УЖЕ откомпилирован!!!");
Beep(900,1000);
return;
}
errors=fopen("PROTOCOL.TXT","wt");
cputs(" Идет компиляция.\r\n\n Пожалуйста, подождите...");
#ifdef TEST
window(1,1,80,25);
textattr(78);
clrscr();
#endif
fprintf(errors,"/*******************************************************\n")
;
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
fprintf(errors,"( Протокол работы синтаксического распознавателя
вычисляемого (\n");
fprintf(errors,"( оператора перехода языка
FORTRAN. (\n");
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
for(int i=0;text[i] != NULL;i++)
Scaner(text[i]);
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
fprintf(errors,"( КОНЕЦ.
(\n");
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
fprintf(errors,"*******************************************************/\n")
;
Beep(900,100);
compile++;
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Обработка строки.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int Scaner(char* string)
{
char tmpstr[STR_LEN];
strcpy(tmpstr,string);
Delspace(tmpstr);
ScanStr(tmpstr);
return 0;
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Поиск в строке оператора GOTO.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int ScanStr(char* string)
{
int j;
int i=0;
int k=0;
static int a=0;
char tmp[80];
char label=NO;
strcpy(STR,string);
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
fprintf(errors,"%s\n",string);
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
do
{
tmp[0]=NULL;
j=0;
while(!isspace(string[k++]) && string[k-1]!=NULL)
{
tmp[j++]=string[k-1];
}
tmp[j]=NULL;
if((strcmp(tmp,"GOTO") != 0) && !isdigit(tmp[0]))
{
#ifdef TEST
cprintf("Не определен идентификатор %s.\r\n",tmp);
#endif
ERR1=a;
ERR2=i;
i++;
Error(5,tmp);
}
else if(!isdigit(tmp[0]))
{
label=YES;
ERR1=a;
ERR2=i;
pos=k;
while(AB()!=OK);
break;
}
}
while(string[k] != NULL);
if(label==NO)
{
#ifdef TEST
cprintf("Не найден оператор GOTO.\r\nСтрока разбору не подлежит.\r\n");
#endif
Error(6);
}
a++;
return(OK);
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Удаление в строке пробелов.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void Delspace(char* string)
{
char str[STR_LEN];
int j=0;
int i=0;
while(isspace(string[i]) && string[i] != NULL)
i++;
for(;string[i] != NULL;i++)
{
if(islower(string[i]))
string[i]=toupper(string[i]);
str[j++]=string[i];
}
str[j]=NULL;
sprintf(string,"%s",str);
string[j-1]=NULL;
#ifdef TEST
textattr(30);
clreol();
cputs(string);
textattr(78);
cputs("\r\n");
#endif
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Реализация нетерминала .
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int AB(void)
{
#ifdef TEST
cprintf("AB - Проверка на Арифметическое Выражение.\r\n");
#endif
fprintf(errors,"AB - Проверка на Арифметическое Выражение.\n");
Scan();
T();
if(nx=='+')
{
AB();
}
else if(nx=='-')
{
AB();
}
if(nx==NULL)
return(OK);
else if(nx!='*' && nx!='/' && nx!=')')
Error(1);
return(YES);
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Реализация нетерминала .
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int T(void)
{
#ifdef TEST
cprintf("T - Проверка на Терм.\r\n");
#endif
fprintf(errors,"T - Проверка на Терм.\n");
O();
if(nx=='/')
{
Scan();
T();
}
else if(nx=='*')
{
Scan();
if(nx=='*')
{
Scan();
T();
}
else T();
}
if(nx==NULL)
return(OK);
else if(nx!='+' && nx!='-' && nx!=')')
Error(2);
return(OK);
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Реализация нетерминала .
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int O(void)
{
#ifdef TEST
cprintf("O - Проверка на Операнд.\r\n");
#endif
fprintf(errors,"O - Проверка на Операнд.\n");
if(nx=='(')
{
AB();
if(nx!=')')
Error(3);
else
{
Scan();
return(OK);
}
}
else
if(IDENT() == NO)
{
if(FLOAT() == NO)
Error(4);
}
return(OK);
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Реализация нетерминала .
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int IDENT(void)
{
#ifdef TEST
cprintf("IDENT - Проверка на Идентификатор с символа %c.\r\n",nx);
getch();
#endif
fprintf(errors,"IDENT - Проверка на Идентификатор с символа
%c.\n",nx);
if(isalpha(nx))
return(NO);
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Реализация нетерминала .
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
int FLOAT(void)
{
#ifdef TEST
cprintf("FLOAT - Проверка на Дробное Без Знака с цифры %c.\r\n",nx);
getch();
#endif
fprintf(errors,"FLOAT - Проверка на Дробное Без Знака с цифры
%c.\n",nx);
if(isdigit(nx))
{
while(isdigit(nx))
Scan();
if(nx=='.')
{
Scan();
while(isdigit(nx))
Scan();
}
return(YES);
}
return(NO);
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Сканирование следующего символа из строки.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void Scan(void)
{
#ifdef TEST
cprintf("SCAN - Сканирование. Текущий символ '%c' с кодом
%d.\r\n",STR[pos],STR[pos]);
getch();
#endif
fprintf(errors,"SCAN - Сканирование. Текущий символ '%c' с кодом
%d.\n",STR[pos],STR[pos]);
nx=STR[pos];
pos++;
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Обработка ошибок.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
void Error(int num,char* s)
{
char *E[40]=
{
"Ожидается '+' или '-'",
"Ожидается '*', '/' или '**'",
"Ожидается ')'",
"Ожидается идентификатор или Дробное без знака",
"Не определен идентификатор ",
"Не найден оператор GOTO\r\nСтрока разбору не подлежит",
NULL
};
sprintf(mes[ERR1][ERR2],"%s%s",E[num-1],s);
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
fprintf(errors,"Error - Ошибка строка %d, ошибка # %d.\n",ERR1,ERR2);
#ifdef TEST
cprintf("Error - Ошибка: строка # %d, ошибка # %d.\r\n",ERR1,ERR2);
cprintf("%s\r\n",mes[ERR1][ERR2]);
Beep(1000,200);
getch();
#endif
fprintf(errors,"%s\n",mes[ERR1][ERR2]);
fprintf(errors,"––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––\n")
;
ERR2++;
mes[ERR1][ERR2][0]=NULL;
}
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// Подключаемый файл.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
#include"intface.h" // Файл с функциями интерфейса.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
// ( 1997 Борзов Андрей Hиколаевич. E-mail: ANDREY@RedHouse.nstu.nsk.su.
//(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
Литература.
1. Курс лекций по системному программированию.
2. Герберт Шилдт «C для профессиональных программистов».
|
