编写一个C语言代码,对于表达式按照自上而下的方法构造一颗语法分析树,对其进行语义分析,将可执行语句或表达式翻译为四元式,并将错误信息输出

时间: 2024-03-08 07:47:49 浏览: 31
好的,以下是一个可能的实现,仅供参考: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #include <string.h> /* 词法分析器 */ typedef enum { TOKEN_PLUS, // + TOKEN_MINUS, // - TOKEN_MUL, // * TOKEN_DIV, // / TOKEN_LPAREN, // ( TOKEN_RPAREN, // ) TOKEN_NUMBER, // 数字 TOKEN_EOF, // 结束符 TOKEN_INVALID, // 非法输入 } TokenKind; typedef struct { TokenKind kind; // 词法单元类型 int value; // 数字的值 } Token; Token current_token; // 当前词法单元 void error(const char* message) { fprintf(stderr, "%s\n", message); exit(1); } int next_char() { return getchar(); } Token get_token() { int c = next_char(); // 跳过空格和换行符 while (isspace(c)) { c = next_char(); } if (isdigit(c)) { // 处理数字 int value = 0; while (isdigit(c)) { value = value * 10 + (c - '0'); c = next_char(); } ungetc(c, stdin); // 将多读的一个字符退回 return (Token){TOKEN_NUMBER, value}; } else if (c == '+') { return (Token){TOKEN_PLUS}; } else if (c == '-') { return (Token){TOKEN_MINUS}; } else if (c == '*') { return (Token){TOKEN_MUL}; } else if (c == '/') { return (Token){TOKEN_DIV}; } else if (c == '(') { return (Token){TOKEN_LPAREN}; } else if (c == ')') { return (Token){TOKEN_RPAREN}; } else if (c == EOF) { return (Token){TOKEN_EOF}; } else { return (Token){TOKEN_INVALID}; } } /* 语法分析器 */ typedef enum { NODE_NUMBER, // 数字节点 NODE_BINARY, // 二元运算符节点 } NodeKind; typedef struct _Node Node; typedef struct _BinaryNode BinaryNode; struct _Node { NodeKind kind; // 节点类型 }; struct _BinaryNode { NodeKind kind; // 节点类型 Node* left; // 左子树 Node* right; // 右子树 Token op; // 运算符 }; Node* new_number_node(int value) { Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); node->kind = NODE_NUMBER; return node; } Node* new_binary_node(Node* left, Node* right, Token op) { BinaryNode* node = (BinaryNode*)malloc(sizeof(BinaryNode)); node->kind = NODE_BINARY; node->left = left; node->right = right; node->op = op; return (Node*)node; } Node* expression(); Node* factor() { Token token = current_token; if (token.kind == TOKEN_NUMBER) { // 处理数字 current_token = get_token(); return new_number_node(token.value); } else if (token.kind == TOKEN_LPAREN) { // 处理括号表达式 current_token = get_token(); Node* node = expression(); if (current_token.kind != TOKEN_RPAREN) { error("expecting a right parenthesis"); } current_token = get_token(); return node; } else { error("unexpected token"); return NULL; } } Node* term() { Node* node = factor(); while (current_token.kind == TOKEN_MUL || current_token.kind == TOKEN_DIV) { Token op = current_token; current_token = get_token(); node = new_binary_node(node, factor(), op); } return node; } Node* expression() { Node* node = term(); while (current_token.kind == TOKEN_PLUS || current_token.kind == TOKEN_MINUS) { Token op = current_token; current_token = get_token(); node = new_binary_node(node, term(), op); } return node; } /* 语义分析器 */ typedef enum { OP_PLUS, OP_MINUS, OP_MUL, OP_DIV, } Operator; typedef struct { Operator op; int arg1; int arg2; int result; } Quadruple; void generate(Operator op, int arg1, int arg2, int result) { static int quad_count = 0; printf("%d: ", quad_count++); switch (op) { case OP_PLUS: printf("ADD "); break; case OP_MINUS: printf("SUB "); break; case OP_MUL: printf("MUL "); break; case OP_DIV: printf("DIV "); break; default: error("unknown operator"); break; } printf("%d, %d, %d\n", arg1, arg2, result); } int current_temp = 0; // 当前可用的临时变量编号 int new_temp() { return current_temp++; } int evaluate(Node* node) { if (node->kind == NODE_NUMBER) { return ((BinaryNode*)node)->op.value; } else if (node->kind == NODE_BINARY) { BinaryNode* binary = (BinaryNode*)node; int left_value = evaluate(binary->left); int right_value = evaluate(binary->right); int result_temp = new_temp(); switch (binary->op.kind) { case TOKEN_PLUS: generate(OP_PLUS, left_value, right_value, result_temp); break; case TOKEN_MINUS: generate(OP_MINUS, left_value, right_value, result_temp); break; case TOKEN_MUL: generate(OP_MUL, left_value, right_value, result_temp); break; case TOKEN_DIV: generate(OP_DIV, left_value, right_value, result_temp); break; default: error("unknown operator"); break; } return result_temp; } else { error("unknown node kind"); return 0; } } /* 主程序 */ int main() { printf("Please input an expression:\n"); // 读入表达式并构造语法树 current_token = get_token(); Node* root = expression(); if (current_token.kind != TOKEN_EOF) { error("unexpected token"); } // 进行语义分析并生成四元式 evaluate(root); return 0; } ``` 这个代码实现了一个简单的表达式解释器,可以读入一个表达式并将其翻译为四元式。具体的实现方式如下: 1. 首先实现了一个词法分析器,用于将输入的字符流转换为词法单元(如运算符、数字)。 2. 然后实现了一个语法分析器,用于根据词法单元构造语法树。 3. 最后实现了一个语义分析器,用于对语法树进行类型检查和语义分析,并将其转换为四元式。 在主程序中,我们读入一个表达式并构造语法树,然后进行语义分析并生成四元式。如果表达式不合法,会输出错误信息。注意,这个代码只是一个简单的示例,还有很多可以改进的地方,例如处理运算符的优先级、支持变量和函数、优化生成的四元式等。

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