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2024年广东工业大学编译原理实验报告作者：

实验目标加深对编译原理的理解。掌握词法分析、语法分析、中间代码生成等编译过程。设计和实现简单的编译器。

编译原理简介编译器的作用编译器将高级编程语言（例如C++、Java）转换为计算机可以理解的低级机器语言，从而使程序能够运行。编译过程编译过程包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等阶段。

实验环境搭建1编译器选择合适的编译器，如GCC、LLVM等。2开发环境安装必要的开发工具，如文本编辑器、调试器等。3测试用例准备测试用例，用于验证词法分析器和语法分析器的正确性。

词法分析器设计1目标将源代码文本转换为词法单元流，为后续语法分析做准备。2原则识别源代码中的单词、标识符、常量、运算符等，并将其分类和标记。3方法使用正则表达式、有限自动机等方法实现词法分析。

词法分析器实现语言选择选择合适的编程语言，例如Python或C++，以便实现词法分析器。正则表达式使用正则表达式来描述词法规则，识别程序中的词法单元。词法分析器框架根据语言的语法规则设计词法分析器的框架，包括扫描、识别和输出。代码实现根据设计好的框架，编写代码实现词法分析器，并进行测试。

词法分析器测试测试用例预期输出实际输出结果intmain(){return0;}intmain(){return0;}intmain(){return0;}通过for(inti=0;i10;i++){printf(%d\n,i);}for(inti=0;i10;i++){printf(%d\n,i);}for(inti=0;i10;i++){printf(%d\n,i);}通过if(ab){c=a;}else{c=b;}if(ab){c=a;}else{c=b;}if(ab){c=a;}else{c=b;}通过

语法分析器设计语法规则定义根据语言的语法规则，定义语法分析器的语法规则，例如使用上下文无关文法。语法分析方法选择选择合适的语法分析方法，例如自顶向下分析、自底向上分析或其他方法，并进行实现。语法分析器结构设计语法分析器的整体结构，包括输入输出模块、语法分析表和语法分析算法等。错误处理机制设计语法分析器处理错误的机制，例如错误恢复或错误报告机制，确保语法分析过程的稳健性。

语法分析器实现1自顶向下分析递归下降分析2自底向上分析LR分析3其他方法LL(1)分析

语法分析器测试10测试用例设计包含不同语法结构的测试用例，如变量声明、函数调用、循环语句等。5自动测试使用自动化测试工具，例如Junit，来执行测试用例并生成测试报告。3手动测试对于复杂场景或边界情况，需要手动测试，以确保语法分析器能够正确识别。

中间代码生成抽象语法树将语法分析树转化为抽象语法树（AST）,简化代码结构,优化代码生成。三地址码将AST转化为三地址码,是一种中间代码表示形式，方便后续代码优化和目标代码生成。中间代码优化通过常量传播、表达式化简等技术,对中间代码进行优化,提高代码效率。

中间代码优化代码冗余消除通过分析中间代码，识别并删除重复的代码段，提高代码效率。表达式优化对中间代码中的表达式进行优化，例如常量折叠、公共子表达式消除等。指令调度对中间代码的指令进行重新排序，以提高代码执行效率。

目标代码生成1目标代码生成将中间代码翻译成目标机器能够直接执行的机器指令。2目标代码优化对生成的机器代码进行优化，例如消除冗余指令、提高代码效率。3目标代码输出将最终的目标代码输出到目标文件中，以便在目标机器上运行。

目标代码优化代码大小通过移除冗余代码、合并重复代码块、使用更紧凑的数据结构等方式，可以显著减小目标代码的大小，从而提高程序的效率和可移植性。执行效率通过优化循环结构、使用更高效的算法、减少不必要的计算操作等方式，可以提高目标代码的执行效率，使其能够更快地完成任务。

实验结果分析词法分析器语法分析器中间代码生成器目标代码生成器实验结果表明，编译器各项模块代码规模适中，符合预期

实验困难及解决方案词法分析器和语法分析器中存在大量错误中间代码生成和优化部分存在困难通过查阅相关资料和向老师同学请教进行解决

实验总结理论与实践相结合通过本次实验，我对编译原理课程中的理论知识有了更深刻的理解，并将其应用于实际项目中，加深了对编译过程的认识。提高代码编写能力实验过程中，我学会了使用C语言编写词法分析器和语法分析器，锻炼了代码编写能力，并提升了对代码结构的理解。团队协作能力提升与团队成员共同完