《编译原理》课程设计教学大纲（优秀）_编译原理课程设计简介

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《编译原理》课程设计教学大纲

揭金良 2006．10．20 1 目的通过课程设计，将《编译原理》的相关理论和技术运用到软件开发中，提高学生的应用程序设计能力，提高分析问题、解决问题的能力。内容

利用编译原理的某种思想或方法，设计一个应用程序，实现的具体内容自拟（见下面的选题指导）。要求

进行简单的需求分析、设计说明，写出程序结构框架，阐明设计思路、用到的原理和方法。程序规模适中，着重于内核功能。估计时间

总共时间2.5周(150学时)，其中：1.讲课2学时；2.上机48学时调试；3.其余非上机时间由同学自行安排分析、检查问题、绘制流程图、写相关文档，最后集成设计（实验）报告并自行打印。过程指导

5．1 选题

通过平时积累，找到适合于自己的应用或某种软件功能，该应用能利用编译原理中的某些理论。题目大小适中。参考题目如下：表达式计算器

表达式计算器：这是一款算术表达式计算程序，通过输入表达式达到计算的目的，可代替目前普遍使用的计算器。使用了编译原理中的词法分析、算符优先分析等。根据功能的不同可分为：

⑴无符号整数表达式计算器：输入无符号整数表达式，输出结果。难度：较难。工作量：中等。

 整数表达式计算器：考虑负数。难度：较难。工作量：中等。 定点实数表达式计算器：难度：较难。工作量：中等。

 通用表达式计算器：考虑1.23e-2的形式输入。难度：难。工作量：中等。⑵函数表达式计算程序：这是一款能计算函数值的实用程序，输入含有自变量x的函数表达式被接受后，可接着输入自变量x的值，输出函数值y的值。使用了词法分析、算符优先分析。根据功能的不同可以分为：

 多项式函数计算程序：只处理多项式函数，如f(x)=x^3+x^2+5等。难度：较难。也可设计成其他专用函数计算程序，如幂函数计算、三角函数计算等。但要避免出现不同用，如不要设计成仅能处理f(x)=2^x的幂函数，因为这样的函数利用普通编程就能实现，无法体现编译原理。工作量：中等。

 通用初等函数计算程序：能处理所有的初等函数的计算。如f(x)=3*sin(x/2+3.1415)+x^2等。难度：难（因为涉及到函数名称和参数的识别问题）。工作量：较大。

 二元或多元函数的计算：如f(x,y)=x^2+y^2等。难度和工作量同一元函数的计算。⑶逻辑运算分析：输入逻辑表达式串，对表达式进行分析，并得出结果。难度：较难。2 字符串搜索程序

输入要查找的字符串的正规表达式，软件可在大量文本(要求不低于3000字符的文档资料文件)中找到符合描述的字符串。这个设计可参考微软.NET的正规表达式的功能。

⑴字符串搜索程序：使用到正规式、词法分析等，还需要有较大的设计技巧。根据功能的不同可以分为：

 名称查找程序（类似于文件名）：存有大量的名称，如abc,123,a1,ab1245等，输入要查找的规则，找出符合规则的名称。

 方案1：通配符，把“*、?”当作通配符：如输入“a*”，显示“abc,a1,ab1245”；输入“a?”，输出“a1”。

 方案2：正规式，把“*”当作“闭包”，把“|”当作“或”：如输入“(a|b)1”，输出“a1”；输入“(a|b)*c”，输出“abc”。

 方案3：只要包含正规式即可，当名称中包含该正规式，就输出来：如输入“(a|b)1”，输出“a1,ab1245（含有b1）”；输入“(a|b)*”，输出“abc,a1,ab1245”。

 方案4：含有通配符的正规式，设“@”表示任意字母，“$”表示任意数字（其他可再设多一点，如表示符号等，但会减少名称中的符号种数）：如输入“a@*” 输出“abc”；输入“a(@|$)*”，输出“abc,a1,ab1245”。

（以上涉及到正规式的方案难度较大，其他难度一般。注：以上的@$等符号是随便设定的，与.NET中通用的符号不同且有冲突的，请在实际编程时修改它。）

 文本搜索程序：在一连串文本中搜索所需的字符串。同“名称查找程序”中的有关正规式的方案，难度较大，具体正规式包含哪些符号和通配符可另定。

（关于正则表达式的介绍参见另一文档，详细信息见.NET框架联机文档）3 逻辑运算分析

可对关系表达式进行分析，并得出结果。这个设计结果可改变后用于电路分析、谓词演算等。源程序扫描程序

对某种高级语言的源程序进行分析，建立符号表，找出尽可能多的问题并输出相关的出错信息。转义符的识别

C语言的字符串常量书写时使用了大量的转义符，如“”表示单斜杠，而“n”表示换行（同“u000A”），“x20”表示十六进制表示形式（恰好两位）与 ASCII 字符匹配（这里代表值为32的ASCII字符，即空格）。请参照C语言教材，编制一个软件，输入包含转义符的字符串，输出没有转义符的真实字符串。难度：一般。工作量：一般。有限自动机的运行

设计一个确定的有限自动机，写出状态转换函数，或画出状态图，编制程序，输入一个字符串，程序能判别该字符串是否能被该有限自动机接受，可以考虑输出能否接受的同时，输出状态路径。难度：一般。

⑴整数的判断：写出整数的正规式，画出状态图，写出状态转换函数。编出程序。难度：简单。

⑵同上的过程还可以进行：正偶数的判断、自然数的判断、定点数的判断等。⑶实数的判断：过程同上。难度：一般。7 编写一个语法分析程序

编写一个语法分析程序，对输入到缓冲区的符号进行分析，建立相应的语法树，并输出相应的语法树。编写一个代码生成程序

编写一个代码生成程序，形成三地址程序并输出到文件中，打印三地址程序。9 学习使用LEX和YACC工具

LEX和YACC分别是生成词法分析程序和语法分析程序的工具，即编译程序的编译程序。其功能非常强大，可用于任何语言的分析。

学习使用LEX和YACC工具并编写相应程序。请参考有关文档资料。

5．2 分析

选好题目后，分析该题目的应用性，可用到编译原理的哪些理论？对它们进行简单阐述。同时对软件进行需求分析，通过回答下面问题得到：

1．软件提供哪些功能？软件有什么用？界面怎样？怎样使用该软件？对输入数据的格式有什么要求？用什么语言开发？怎样测试该软件？该软件开发的进度如何安排？

2．写出以上问题的答案，然后自问：你的分析材料别人能非常清楚地看懂吗？如果回答是肯定的，就可以搞设计了。

5．3 设计