编译原理中中间代码生成---C语言实现

一.前言

今天有点累，就不想废话了。直接进入正题吧。（新增）第二次实验课还是这个内容，不过新增了一个功能和再处理了一下其他bug。

二.内容

一、授课内容：
（一）授课科目：编译原理
（二）授课内容：实验三代码生成
（三）授课类型：实验
二、教学目的要求：
1.目的：通过设计、编制、调试一个具体的算术表达式求值的程序，加深对编译器计算表达式方法的理解，并掌握从中缀式到后缀式的转换方法。
2.要求：
（1）输入一个算术表达式，求出对应的后缀式（逆波兰式）；
（2）选择数据结构——栈结构，计算表示的值；
（3）输出中缀式和求得的后缀式以及计算出的值；
（4）输出后缀式的四元式（新增）
三、教学设想：
1．教学方法设想：举例说明中缀式到后缀式的转换方法，并把主要算法进行解释，然后让学生进行变程。实验为主。
2．教具运用设想：多媒体（或远程教学软件）。
四、教学过程：
1、课题：逆波兰式求值。
2、算法：将中缀式放入char str[max]中，转换后的逆波兰式存放在char ex[max]中，根据优先级和结合关系使用栈结构完成后缀式的转换，再根据逆波兰式求值，（每个操作数后都加了一个‘#’作为特殊标记，方便后面的计算）。

三.效果图

（1）面对输入非法报错提示：

（2）正常输入

（3）小数输入

（4）输出后缀式的四元式（新增）

（5）面对括号不匹配，忽略括号，直接算结果。（括号是英文状态下的括号，否则会被认为是非法字符）（新增）

(5)用户忘记输入#结束标志,系统自动加上（新增）

四.代码

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define max 100
char ex[max];       /*存储后缀表达式*/
void trans(){        /*将算术表达式转化为后缀表达式*/char str[max];   /*存储原算术表达式*/   //str数组循环变量，指针从0开始char stack[max];       /*作为栈使用*/char ch;int sum,i,j,t,top=0;printf("*****************************************\n");printf("*输入一个求值的表达式，以#结束。*\n");printf("******************************************\n");printf("算数表达式：");i=0;                      /*获取用户输入的表达式*/scanf("%c",&str[i]);while(str[i]!='#' && i!=max){i++;//1scanf("%c",&str[i]);}
//  strcat(str,"#");//加上的   //3sum=i;//sum为输入字符长度//  printf("\n\t原来表达式：");
//  for(j=0;j<=sum;j++)//7
//      printf("%c",str[j]);t=1;//ex数组循环变量，指针从1开始i=0;//2ch=str[i];
//  i++;while(ch!='#'){switch(ch){case '(':                 /*判定为左括号*/top++;//栈顶指针从1开始stack[top]=ch;break;case ')':                 /*判定为右括号*/while(stack[top]!='('){ ex[t]=stack[top];//)低于+ - * / ，出栈top--;t++;}top--; //（遇到） (出栈break;case '+':                 /*判定为加减号*/case '-':       while(top!=0&&stack[top]!='('){  //+ - 运算符低于 ），*，/运算符,出栈ex[t]=stack[top];top--;t++;}top++;//+ - 运算符高于( ,入栈stack[top]=ch;break;case '*':                  /*判定为乘除号*/   case '/':             //*，/ 运算符遇到* /运算符,出栈while(stack[top]=='*'||stack[top]=='/'){ex[t]=stack[top];top--;t++;}//* / 运算符高于( ) + - ,入栈top++;stack[top]=ch;//stack[top]=ch;//7break;case ' ':break; //遇到空格跳过default:if(ch>='0'&&ch<='9'||ch=='.'){/*判定为数字*/
//              flag=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){    ex[t]=ch;t++;//为ex数组下一个做准备 i++;ch=str[i];//               i++;//5//i++;}if(ch=='.'){//识别小数 ex[t]=ch;t++;//为ex数组下一个做准备 i++;ch=str[i];while(ch >='0'&&ch<='9'){ex[t]=ch;t++;//为ex数组下一个做准备 i++;ch=str[i];}}i--;ex[t]='#';//每个操作数后都加了一个'#'作为特殊标记，方便后面的计算t++;}else if(ch!='('||ch!=')'||ch!='+'||ch!='-'||ch!='*'||ch!='/') {printf("输入非法字符!!\n");//新增的    应对非法字符 exit(0); }}i++;ch=str[i];//i++;//6}while(top!=0){//运算栈中有东西ex[t]=stack[top];t++;top--;}ex[t]='#';printf("\n\t原来表达式：");for(j=0;j<sum;j++)//7printf("%c",str[j]);printf("\n\t后缀表达式：",ex);for(j=1;j<t;j++)printf("%c",ex[j]);
}
void compvalue(){                       /*计算后缀表达式的值*/double stack[max],d;                    /*作为栈使用*/char ch;int t=1,top=0;              /*t为ex下标，top为stack下标*/double _num;//小数部分int len;//小数个数 double num; ch=ex[t];t++;while(ch!='#'){switch(ch){case '+':stack[top-1]=stack[top-1]+stack[top];top--;break;case '-':stack[top-1]=stack[top-1]-stack[top];top--;break;case '*':stack[top-1]=stack[top-1]*stack[top];top--;break;case '/':if(stack[top]!=0)stack[top-1]=stack[top-1]/stack[top];else{  printf("\n\t除零错误!\n");exit(0);                   /*异常退出*/}top--;break;default:   //新增 应对小数点 d=0;_num=0;len=0; num=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){//整数部分 d=10*d+ch-'0';   /*将数字字符转化为对应的数值*/    ch=ex[t];t++;}if(ch=='.'){//小数部分
//                  t++;ch=ex[t];t++;while(ch >='0'&&ch<='9'){_num=_num*10+ch-'0';        //小数部分 len++;ch=ex[t];t++;}}num=d+_num/(pow(10,len));top++;stack[top]=num;}ch=ex[t];t++;}printf("\n\t计算结果:%g\n",stack[top]);
}
main(){ trans();compvalue();return 0;
}

新增的功能的完整代码：（新增）

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define max 100
typedef struct {char operate_sign;//算符double operator_1;//操作数1double operator_2;//操作数2double result;//结果
} S;//四元元式类型
S siyuan[max];//四元式数组，存放四元式   //四元数组下标从0开始
int siyuan_flag=0;//记录四元式数
char ex[max];       /*存储后缀表达式*/
void trans(){        /*将算术表达式转化为后缀表达式*/char str[max];   /*存储原算术表达式*/   //str数组循环变量，指针从0开始char stack[max];       /*作为栈使用*/char ch;//int flag_1=0;//左括号标志位//int flag_2=0;//右括号标志位int sum,i,j,t,top=0;printf("*****************************************\n");printf("*输入一个求值的表达式，以#结束。*\n");printf("******************************************\n");printf("算数表达式：");i=0;                      /*获取用户输入的表达式*///scanf("%c",&str[i]);//while(str[i]!='#' && i!=max){//  i++;//1// scanf("%c",&str[i]);//}
//  strcat(str,"#");//加上的   //3gets(str);//获取用户输入的表达式           //新增功能   用户忘记输入#结束标志,系统自动加上sum=strlen(str);//sum为输入字符长度strcat(str,"#");//如果用户忘记输入#结束标志,系统自动加上//    printf("\n\t原来表达式：");
//  for(j=0;j<=sum;j++)//7
//      printf("%c",str[j]);t=1;//ex数组循环变量，指针从1开始i=0;//2ch=str[i];
//  i++;while(ch!='#'){switch(ch){case '(':                 /*判定为左括号*/top++;//栈顶指针从1开始stack[top]=ch;
//              flag_1=1;break;case ')':                 /*判定为右括号*///    if(flag_1){while(stack[top]!='('){ ex[t]=stack[top];//)低于+ - * / ，出栈top--;t++;}// }// else{//     printf("missing (\n");//  }top--; //（遇到） (出栈break;case '+':                 /*判定为加减号*/case '-':       while(top!=0&&stack[top]!='('){  //+ - 运算符低于 ），*，/运算符,出栈ex[t]=stack[top];top--;t++;}top++;//+ - 运算符高于( ,入栈stack[top]=ch;break;case '*':                  /*判定为乘除号*/   case '/':             //*，/ 运算符遇到* /运算符,出栈while(stack[top]=='*'||stack[top]=='/'){ex[t]=stack[top];top--;t++;}//* / 运算符高于( ) + - ,入栈top++;stack[top]=ch;//stack[top]=ch;//7break;case ' ':break; //遇到空格跳过default:if(ch>='0'&&ch<='9'||ch=='.'){/*判定为数字*/
//              flag=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){    ex[t]=ch;t++;//为ex数组下一个做准备 i++;ch=str[i];//               i++;//5//i++;}if(ch=='.'){//识别小数 ex[t]=ch;t++;//为ex数组下一个做准备 i++;ch=str[i];while(ch >='0'&&ch<='9'){ex[t]=ch;t++;//为ex数组下一个做准备 i++;ch=str[i];}}i--;ex[t]='#';//每个操作数后都加了一个'#'作为特殊标记，方便后面的计算t++;}else if(ch!='('||ch!=')'||ch!='+'||ch!='-'||ch!='*'||ch!='/') {printf("输入非法字符!!\n");//新增的    应对非法字符 exit(0); }}i++;ch=str[i];//i++;//6}while(top!=0){//运算栈中有东西ex[t]=stack[top];t++;top--;}ex[t]='#';printf("\n\t原来表达式：");for(j=0;j<sum;j++)//7printf("%c",str[j]);printf("\n\t后缀表达式：",ex);for(j=1;j<t;j++)printf("%c",ex[j]);
}void compvalue(){                       /*计算后缀表达式的值*/int i;//循环变量double stack[max],d;                    /*作为栈使用*/char ch;int t=1,top=0;              /*t为ex下标，top为stack下标*/double _num;//小数部分int len;//小数个数 double num; ch=ex[t];t++;while(ch!='#'){switch(ch){case '+':siyuan[siyuan_flag].operate_sign ='+';//开始记录四元式siyuan[siyuan_flag].operator_1=stack[top];siyuan[siyuan_flag].operator_2=stack[top-1];stack[top-1]=stack[top-1]+stack[top];siyuan[siyuan_flag].result=stack[top-1];siyuan_flag++;//为记录下一个四元式做准备top--;break;case '-':siyuan[siyuan_flag].operate_sign ='-';//开始记录四元式siyuan[siyuan_flag].operator_1=stack[top];siyuan[siyuan_flag].operator_2=stack[top-1];stack[top-1]=stack[top-1]-stack[top];siyuan[siyuan_flag].result=stack[top-1];siyuan_flag++;//为记录下一个四元式做准备top--;break;case '*':siyuan[siyuan_flag].operate_sign ='*';//开始记录四元式siyuan[siyuan_flag].operator_1=stack[top];siyuan[siyuan_flag].operator_2=stack[top-1];stack[top-1]=stack[top-1]*stack[top];siyuan[siyuan_flag].result=stack[top-1];siyuan_flag++;//为记录下一个四元式做准备top--;break;case '/':if(stack[top]!=0){siyuan[siyuan_flag].operate_sign ='/';//开始记录四元式siyuan[siyuan_flag].operator_1=stack[top];siyuan[siyuan_flag].operator_2=stack[top-1];stack[top-1]=stack[top-1]/stack[top];siyuan[siyuan_flag].result=stack[top-1];siyuan_flag++;//为记录下一个四元式做准备}else{  printf("\n\t除零错误!\n");exit(0);                   /*异常退出*/}top--;break;default:   //新增 应对小数点 d=0;_num=0;len=0; num=0;while(ch>='0'&&ch<='9'){//整数部分 d=10*d+ch-'0';   /*将数字字符转化为对应的数值*/    ch=ex[t];t++;}if(ch=='.'){//小数部分
//                  t++;ch=ex[t];t++;while(ch >='0'&&ch<='9'){_num=_num*10+ch-'0';        //小数部分 len++;ch=ex[t];t++;}}num=d+_num/(pow(10,len));top++;     //栈顶指针从1开始stack[top]=num;}ch=ex[t];t++;}printf("\n\t计算结果:%g\n",siyuan[siyuan_flag-1].result);printf("\n\t四元式：\n");for(i=0;i<siyuan_flag;i++){printf("\t(%c,%g,%g,%g)\n",siyuan[i].operate_sign,siyuan[i].operator_2,siyuan[i].operator_1,siyuan[i].result);}
}
main(){ trans();compvalue();return 0;
}