基于YACC的TINY语法分析器的构建

实验要求

运用YACC，针对TINY语言，构造一个语法分析器。

实验方案

1.文法：

exp → exp addop term|term
addop → +|-
term → term mulop factor|factor
mulop → *
factor → (exp)|number

2.设计输入文件内容：

（注：无换行）

3.设计应有的输出：

4.Lex与Yacc的数据传递原理与方法
首先，在设计程序中，由于定义了自己的main()函数，它在某个点上调用了yyparse()。YACC会创建相应的yyparse()函数，并在y.tab.c中结束该函数。

yyparse()函数读取一个『标识符/值对』(token/value pairs)流，这些流需要事先就提供，这些流可以是手写的代码提供的，也可以是lex生成的。而在lex与Yacc的联合使用中，把这个工作丢给了lex。

每次yylex()调用都会返回一个整数值，该值代表了一个标识符类型(token type)。它告诉Yacc，已经读取了这种标识符。该标识符可以有一个值，它应该存放在yylval变量中。

但是在该文法中，yylval的变量类型并不是始终都是同一种类型，可以看到主要有int类型的number和char类型的’+’,’-’,’*’。

所以在这里为yylval定义了%union来解决这个问题，通过

%union{char chr;int integer;
}

让yylval包含了一个char型的变量与一个int型的变量来获取从lex中得到的数据，之后再利用

%token <integer> number
%type <integer> exp
%type <chr> term factor

来标识number、exp、term、factor的类型，%token表示这是一个终结符的类型，而%type只是标注类型。
之后，在lex语句中也需要修改，通过类似于从结构体中获取变量的
yylval.integer=atoi(yytext);
来控制返回的变量。

%left 表示左结合，%right 表示右结合。最后列出的定义拥有最高的优先权。因此在这个例子中乘法拥有比加法和减法更高的优先权。+ - * 所有这三个算术符都是左结合的。运用这个简单的技术，我们可以消除文法的歧义。

 %left '+' '-'%left '*'

分析表parsing table

理论和设计（描述parsing table在实验方案中的作用，观察并输出parsing table）
分析表：

分析表包含action动作表以及goto转移表，action表的每一列，对应文法中的终结符号或者$,每一项表示一个语法分析动作，goto表中的每一列对应着文法中的非终结符，每一项表示某一项遇到的每一个状态遇到某一非终结符进入的状态。
sn:将符号a、状态n压入栈
rn:用第n个产生式进行规约
利用win_bison -v test_yacc.y生成分析表

生成test_yacc.output文件
分析表：

四、内容和步骤
1、针对TINY语言给出 yacc的y文件的代码:
test_yacc.y

%{#include <stdio.h>
#include<ctype.h>
%}%union{char chr;int integer;
}%token <integer> number
%type <integer> exp
%type <chr> term factor
%left '+' '-'
%left '*'%%
command : exp { printf("the end of this calculation is %d\n",$1); };/*允许打印结果*/   exp     : exp '+' term { $$ = $1 + $3; }| exp '-' term { $$ = $1 - $3; }| term { $$ = $1; };term    : term '*' factor { $$ = $1 * $3; }| factor { $$ = $1; };factor  : number       { $$ = $1; }| '(' exp ')'  { $$ = $2; };
%%int yyerror(char *s)
{fprintf(stderr,"error:%s\n",s);return 0;
}

2、给出.l文件的代码:
test_lex.l

%{#include <ctype.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#define false 0
#define ture 1
#include "test_yacc.tab.h"
%}digit [0-9]%%
{digit}+   {yylval.integer=atoi(yytext);printf("number:%d\n",yylval.integer);return(number);
}\+   {yylval.chr=yytext[0];printf("opterator:%c\n",yylval.chr);return('+');
}\-   {yylval.chr=yytext[0];printf("oprator:%c\n",yylval.chr);return('-');
}\*   {yylval.chr=yytext[0];printf("oprator:%c\n",yylval.chr);return('*');
}"("   {yylval.chr=yytext[0];printf("separator:%c\n",yylval.chr);return('(');
}")"   {yylval.chr=yytext[0];printf("separtor:%c\n",yylval.chr);return(')');
};   {return(';');
}[ \t]+  {printf("lexical analyzer error\n");/*忽略空格*/
}quit  {printf("Bye!\n");exit(0);
}%%
int yywrap()
{return(1);
}

3.main函数代码:
main2.c

#include"lex.yy.c"
#include"test_yacc.tab.c"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
extern int yyparse();int main(int argc, char* argv[]){extern FILE *yyin;if((yyin=fopen("test.txt","rt"))==NULL){perror("无法打开文件test.txt\n") ;exit(1);}if (yyparse()==1){fprintf(stderr,"parser error\n");exit(1);}printf("yyparse() completed successfully!\n");return 0;
}

3、实验具体步骤
安装flex和bison。flex和 bison 是两个用来生成程序的工具，它们用来词法和语法分析器。flex 和 bison 本身不是词法或语法分析器，利用它们生成的程序才是。
新建文本文件，更改名称为test_lex.l，敲入代码，新建文本文件，更改名称为test_yacc.y，敲入代码（后缀不能改，名称自己取，但是要注意不同名字下#include”test_yacc.tab.c”不一样，需要更改）
打开控制台，进入到刚才所建立文件所在的文件夹，输入：

得到：

之后加入test.txt文件并写入算式文本，并对主函数文件main2.c进行编译运行

五、实验结果:
截图

六、实验结论:
分析和总结
利用工具的可以在实现语法分析和词法分析的时候，只需要根据lex和yacc工具给出的格式进行编写就可以很轻松的完成词法分析和语法分析，不用考虑整个程序的流程，等琐碎的细节,并且可以使用工具轻松输出分析表。
手写编程程序来进行词法分析和语法分析，可以较为全面的把控所有的细节，对于输入，输出，token的定义，等等方面可以进行更加详细的设计。但缺点也很明显，对于初学者来说需要更大的学习成本，并且在手写编程的过程中若对原理不熟练会出现各种各样的问题，整个过程相对更耗时，需要更多时间才能体会到语法分析器的妙用。
实验中出现的冲突及解决过程描述
使用%union之后，%token number语句中，%token是用来描述终结符，而%type才是非终结符的类型描述。
使用%left语句需要确定’+’、’-’和’*’的优先级
需要确定编译的顺序，确保顺序正确，按步骤执行，才能正确