编译原理 — 用Flex构造词法分析器

基于Flex构造词法分析器

【问题描述】设计c语言常见单词的正规式，编制lex源文件，利用flex编译得到词法分析的.c文件，继而对该文件编译得到词法分析器。

【输入形式】输入一段c语言程序

【输出形式】各类单词的token字，或者给出程序中的单词错误。

【样例输入】

int main(){

    int a = 10;

    double b = 20.9;

    if(a <= b)

        a+=b;

    else a = 0;

    return a;

}

【样例输出】

line1:(type, int)

line1:(keyword, main)

line1:(bracket, ()

line1:(bracket, ))

line1:(bracket, {)

line2:(type, int)

line2:(identify, a)

line2:(OPT, =)

line2:(integer, 10)

line2:(bracket, ;)

line3:(type, double)

line3:(identify, b)

line3:(OPT, =)

line3:(decimal, 20.9)

line3:(bracket, ;)

line4:(keyword, if)

line4:(bracket, ()

line4:(identify, a)

line4:(OPT, <=)

line4:(identify, b)

line4:(bracket, ))

line5:(identify, a)

line5:(OPT, +=)

line5:(identify, b)

line5:(bracket, ;)

line6:(keyword, else)

line6:(identify, a)

line6:(OPT, =)

line6:(integer, 0)

line6:(bracket, ;)

line7:(keyword, return)

line7:(identify, a)

line7:(bracket, ;)

line8:(bracket, })

【样例说明】需要识别的关键字包括void, int, main, double, return, float, if, else, do, while, for, scanf, printf, char, sqrt, abs, 运算符(算术、关系、逻辑、位)；需要识别的其他单词有标识符, 整数（十进制形式、指数形式），实数（十进制形式、指数形式），字符串；过滤注释及空格。

【评分标准】根据设计文档的质量、lex文件的正确性，代码的正确性、代码的时间空间复杂度、识别单词的种类等综合评分

flex就简单学了一下，最后看了别人的代码，模仿着写了一个。

.I文件

/*e.l*/
%option main
%option yywrap
%{
    #include <stdio.h>
    #include <string.h> 
	int Row=1;
	char *Ans = "";
%}
KeyWord("main"|"double"|"return"|"float"|"if"|"else"|"do"|"while"|"for"|"scanf"|"printf"|"char"|"sqrt"|"abs"|"float") 
OPT ("+"|"-"|"%"|"*"|"/"|"+="|"-="|"*="|"/="|">"|"<"|"<="|">="|"=="|"="|"&"|"|"|"!"|"<<"|">>")
Identify ({Letter}|_)({Letter}|_|{Digit})*
Digit [0-9]
UnsignedInteger [1-9]{Digit}*
Integer ("+"|"-")?{Digit}+("e"(("+"|"-"){UnsignedInteger})?)?
Decimal {Integer}.{Digit}+
Float {Integer}.{Digit}+("e"(("+"|"-"){UnsignedInteger})?)?
Letter [a-zA-Z] 
Comment ("/*"|"*").* 
Type ("int"|"double"|"short"|"char"|"void"|"long")
Bracket ("("|")"|"{"|"}"|"["|"]"|";"|","|""")
Typeidentity ("%"|"&")[a-z]
Next("
") 
%%
{Type} {
	AddOutput(Row, "type", yytext);
}  
{KeyWord} {
	AddOutput(Row, "keyword", yytext);
} 
{OPT} {
	AddOutput(Row, "OPT", yytext);
} 
{Identify} {
	AddOutput(Row, "identify", yytext);
} 
{Integer} {
	AddOutput(Row, "integer", yytext);
} 
{Decimal} {
	AddOutput(Row, "decimal", yytext);
} 
{Float} { 
	char *p = strchr(yytext, 'e');
	if (p && yytext[strlen(yytext)-1] == 'e'){
		printf("Error at Line %d: Illegal floating point number "%s".
",Row,yytext);
		return;
	} else {
		AddOutput(Row, "float", yytext);
	}
} 
{Next} {++Row;} 

{Typeidentity} {
	AddOutput(Row, "typeidentify", yytext);
} 
  
{Bracket} {
	AddOutput(Row, "bracket", yytext);
} 

{Comment} {} 
. {}
%%
int yywrap()
{
	printf("%s", Ans);
	return 1;
} 
void AddOutput(int Row, char* type, char* text){ 
	char str[50];
	sprintf(str, "line%d:(%s, %s)
", Row, type, text);
	char *tmp = Ans; 
	Ans = (char *) malloc(strlen(tmp) + strlen(str) + 1);
	sprintf(Ans, "%s%s", tmp, str); 
	if(strlen(tmp) > 0)
		free(tmp);
	return ;
}

　　把这个文件拖到  win_flex.exe  生成  lex.yy.c

第一题（得分1.00）

一开始没有接触过Flex工具，通过老师推荐的教程《flex与bison》对它有了大致的了解，做了几个书上的案例，结合CSDN上完成词法分析器的教程，完成了第一题。

Lex源文件很大一部分都是抄书上和教程上的，但因为学Lex的时间太短了，对于这个Lex的一些语句还不是特别理解，只是勉强能解决简单的词法分析任务，并不清楚Lex内函数的实现细节。

使用Lex来完成词法分析任务能大大减少我们的工作量。源文件仅仅使用了八十多行代码就完成了任务，相对于自己手写的两百行代码，极大的降低了任务的复杂度。更重要的是通过lex生成的代码质量高，可靠性好，比手写词法分析器产生的Bug应该会少一些。

但这并不意味着手写代码就不如Lex生成的代码。因为Lex生成的lex.yy.c文件有一千九百行，很不方便程序员对代码进一步修改，并且并不是每个人都很清楚函数的实现细节，如果真的出现Bug，对于普通人来说很难解决。  

虽然通过了四组测试案例，但是还是有一些问题没有解决：

1.关键字和数据类型的问题没有解决。

在样例中可以看到，Int属于type类型，而float属于keyword类型。对于这种既是数据类型，又是关键字的词，题干中没有明确说明如何划分。

2. 我设置的小数类型是这样的

Decimal {Integer}.{Digit}+，

但在我自己测试的时候出现了这样的问题，他把20-1识别成了一个小数。

 

图一 存在的BUG1

3. 我设置的整数类型是这样的

Integer ("+"|"-")?{Digit}+("e"(("+"|"-"){UnsignedInteger})?)?

可是测试的时候把2e3识别成了小数

 

图一 存在的BUG2