C指针原理教程之编译原理-小型计算器实现

Kande ·

更新时间:2024-09-21

· 743 次阅读

1、打开cygwin,进入home目录,home目录在WINDOWS系统的cygwin安装目录映射为home目录。

2、首先，在home目录中新建文件夹，在文件夹中放置如下内容的test1.l


/*统计字数*/
%{
int chars=0;
int words=0;
int lines=0;
%}
%%
[a-zA-Z]+ {words++;chars+=strlen(yytext);}
\n {chars++;lines++;}
.  {chars++;}
%%
main(int argc,char**argv)
{
  yylex();
  printf("%d%d%d\n",lines,words,chars);
}

然后调用flex生成词法分析器


Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ cd /home
Administrator@2012-20121224HD /home
$ cd flexlinux
Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ flex test1.l
Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$

可以看到目录中的lex.yy.c就是刚生成的C源码，可分析词法。


Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ ls
lex.yy.c test1.l

二、flex和bison联合工作

1 、我们开始构造一个计算器程序。

创建flex代码


/*计算器*/
%{
enum yytokentype{
   NUMBER=258,
 ADD=259,
 SUB=260,
 MUL=261,
 DIV=262,
 ABS=263,
 EOL=264
};
int yylval;
%}
%%
"+"  {return ADD;}
"-"  {return SUB;}
"*"  {return MUL;}
"/"  {return DIV;}
"|"  {return ABS;}
[0-9]+ {yylval=atoi(yytext);return NUMBER;}
\n {return EOL;}
[ \t] {/*空白忽略*/}
. {printf("非法字符 %c\n",*yytext);}
%%
main(int argc,char**argv)
{
  int tok;
  while(tok=yylex()){
   printf("%d",tok);
 if (tok==NUMBER) printf("=%d\n",yylval);
 else printf("\n");
  }
}

2、编译


Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ flex test2.l
Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ gcc lex.yy.c -lfl

3、运行


Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ ./a
- 12 66
260
258=12
258=66
264
Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$ ./a
/ 56 2 + |32
262
258=56
258=2
259
263
258=32
264
Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux
$

(2)计算器的BISON程序


%{
#include <stdio.h>
%}
%token NUMBER
%token ADD SUB MUL DIV ABS
%token EOL
%%
calclist:/**/
 |calclist exp EOL{printf ("=%d\n",$2);}
 ;
exp:factor {$$ = $1;}
 |exp ADD factor{$$=$1+$3;}
 |exp SUB factor{$$=$1-$3;}
 ;
factor:term {$$=$1;}
 |factor MUL term{$$=$1*$3;}
 |factor DIV term{$$=$1/$3;}
 ;
term:NUMBER {$$=$1;}
 |ABS term {$$=$2>=0?$2:-$2;}
 ;
%%
main(int argc,char **argv){
yyparse();
}
yyerror(char *s)
{
 fprintf(stderr,"error:%s\n",s);
}
$ bison -d test2.y
t$ ls
test2.tab.c test2.tab.h test2.y test2.y~

然后，修改刚才的flex文件，将其命名为test21.l

test2.tab.h中包含了记号编号的定义和yylval的定义，因此，将其第一部分的相关定义删除，并改为：

/计算器/

#include "test2.tab.h"

然后删除，其第三部分的main函数。

最后，进行编译。


bison -d test2.y
flex test21.l
gcc test2.tab.c lex.yy.c -lfl

可以测试一下


root@myhaspl:~# ./a.out
12 + 36 * 2
=84
12 / 6 + 2 * 3
=8

(2)扩充计算器

加入对括号和注释的支持，

首先修改flex文件，在第二部分加入更多的词法规则(对于注释直接忽略)：

"(" {return LEFTBRACKET;}

")" {return RIGHTBRACKET;}

"#". /忽略注释*/

然后，修改bison文件，在第二部分加入更多的语法规则：

term:NUMBER {$$=$1;}

|ABS term {$$=$2>=0?$2:-$2;}

|LEFTBRACKET exp RIGHTBRACKET {$$=$2;}

;

我们的注释以“#”表示

测试结果


myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$ make
bison -d calculator.y
flex calculator.l
gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl
myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$ ls
a.out     calculator.tab.c calculator.y makefile
calculator.l calculator.tab.h lex.yy.c
myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$ ./a.out
12-36*10/(1+2+3)#compute
=-48
^C
myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$

前面都是以键盘输入的方式进行计算器运算，我们下面以文件方式提供给该解释器进行计算，首先，将flex文件改为（将其中中文去除，然后对于非法字符的出现进行忽略）：


%{
#include "calculator.tab.h"
%}
%%
"+"  {return ADD;}
"-"  {return SUB;}
""  {return MUL;}
"/"  {return DIV;}
"|"  {return ABS;}
"("  {return LEFTBRACKET;}
")"  {return RIGHTBRACKET;}
"#". /comment/
[0-9]+ {yylval=atoi(yytext);return NUMBER;}
\n {return EOL;}
[ \t] /blank/
. /invalid char/
%

接着，改bison文件，加入对文件的读写


%{
#include <stdio.h>
%}
%token NUMBER
%token ADD SUB MUL DIV ABS LEFTBRACKET RIGHTBRACKET
%token EOL 
%%
calclist:/**/
 |calclist exp EOL{printf ("=%d\n",$2);}
 ;
exp:factor {$$ = $1;}
 |exp ADD factor{$$=$1+$3;}
 |exp SUB factor{$$=$1-$3;}
 ;
factor:term {$$=$1;}
 |factor MUL term{$$=$1*$3;}
 |factor DIV term{$$=$1/$3;}
 ;
term:NUMBER {$$=$1;}
 |ABS term {$$=$2>=0?$2:-$2;}
 |LEFTBRACKET exp RIGHTBRACKET {$$=$2;}
 ;
%%
main(int argc,char **argv){
int i;
if (argc<2){
  yyparse();
}
else{
  for(i=1;i<argc;i++)
    {
    FILE *f=fopen(argv[i],"r");
    if (!f){
     perror(argv[i]);
     return (1);
    }
   yyrestart(f);
   yyparse();
   fclose(f);
  }
}
}
yyerror(char *s)
{
 fprintf(stderr,"error:%s\n",s);
}

最后测试一下


root@myhaspl:~/test/3# make
bison -d calculator.y
flex calculator.l
gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl
root@myhaspl:~/test/3# ./a.out mycpt1.cpt mycpt2.cpt
=158
=-8
root@myhaspl:~/test/3#

其中两个CPT文件内容类似为：

12*66/(10-5)

我们接着完善这个计算器程序，让算式能显示出来，修改calculator.l

通过加入printf语句，打印词法分析器解析到的字符。比如：

..................

[0-9]+ {yylval=atoi(yytext);printf("%d",yylval);return NUMBER;}

\n {return EOL;}

[ \t] /blank/

. /invalid char/

然后编译执行。


root@myhaspl:~/test/4# make
bison -d calculator.y
flex calculator.l
gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl
root@myhaspl:~/test/4# ./a.out
12+66
12+66=78
^C
root@myhaspl:~/test/4# ./a.out mycpt1.cpt mycpt2.cpt  
12*66/(10-5)=158
77/(10+1)-15=-8

接下来加上读取的行号，将结果的显示更加人性化

flex文件要改：

\n {printf("<line:%4d>",yylineno);yylineno++;return EOL;}

然后，bison文件也改：

calclist:/**/
|calclist exp EOL{printf ("the result is:%d\n",$2);}
;

最后，编译运行测试一下。


root@myhaspl:~/test/4# make
bison -d calculator.y
flex calculator.l
gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl
root@myhaspl:~/test/4# ./a.out mycpt1.cpt mycpt2.cpt
1266/(10-5)<line:  1>the result is:158
12/22-8<line:  2>the result is:-8
77(6-2)<line:  3>the result is:308
77/(10+1)-15<line:  4>the result is:-8
root@myhaspl:~/test/4#

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程之 c指针编译原理教程

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