基于高级语言源程序格式处理工具（C语言）

矫情吗；* 2024-03-27 15:05 63阅读 0赞

目 录  
任务书 I  
1引言 2  
1.1课题背景与意义 2  
1.2国内外研究现状 2  
1.3课程设计的主要研究工作 2  
2系统需求分析与总体设计 3  
2.1系统需求分析 3  
2.2系统总体设计 3  
3系统详细设计 5  
3.1有关常量、全局变量、数据类型以及数据结构的定义 5  
3.2主要算法设计 6  
4系统实现与测试 16  
4.1系统实现 16  
4.2系统测试 17  
5总结与展望 24  
5.1全文总结 24  
5.2工作展望 24  
6 体会 25  
参考文献 26  
附录 27  
2系统需求分析与总体设计  
2.1系统需求分析  
本次课程设计要求将源代码的语法结构以树的形式表示，并能够先序遍历以缩进编排的格式输出该抽象语法树。搭建抽象语法树过程包括预处理源码并生成中间文件，以排除头文件、预处理、注释等附加的错误干扰；准确识别语言全部单词及出现的词法错误，并按种类编码进行单词与错误项显示；准确分析语法结构，并以函数调用、递归等方式进行抽象语法树的构建；选择合适的数据结构， 方便抽象语法树的遍历输出；进行串行调试，在各节点设置报错功能，优化交互便利性；以风格统一的格式化缩进编排，生成输出文件。

2.2系统总体设计  
系统包含四个主功能：文件选择、词法分析、语法分析以及缩进编排。  
（1）文件选择功能：系统的输入功能，通过外部输入设备输入待处理 C 语言源程序文件名，从而实现对指定文件的处理。并可以更换处理文件，方便多文件处理。  
（2）词法分析功能：包含两个过程：预编译过程和词法分析过程。考虑到源程序内头文件、宏定义以及注释对词法分析带来困难，故将词法分析模块分解为两个子问题，分别通过函数调用实现。在预编译过程中，调用 pre\_process 函数，主要准确识别头文件、宏定义以及注释，如头文件、宏定义以及注释出现编写错误，则输出预编译失败，并退出程序；如正确则生成中间文件 C\_mid\_file， 存放除去头文件、宏定义以及注释外的源程序。而词法分析过程中，调用  
gettoken 函数识别中间文件中源程序单词，并输出单词类型、对应单词值和错误对应行数。  
（3）语法分析功能：包含三个过程：预编译过程、生成抽象语法树和遍历语法树过程。同样调用 pre\_process 函数处理头文件、宏定义及注释后生成  
C\_mid\_file 文件。若预处理成功，则通过调用 program 函数生成抽象语法树， 如果出现语法错误，则退出函数，输出错误所在行；生成抽象语法树成功，则调用 TraverseTree 遍历树函数，显示抽象语法树。

（4）缩进编排功能：包含三个过程：预编译过程、生成抽象语法树和缩进编排过程。在经过预编译过程和生成抽象语法树后，调用 PrintFile 函数，生成  
C\_print\_file 文件。  
由于预编译操作分离与词法分析，故四个主功能可独立完成所选操作。除了彼此独立性外，阶段查错功能也为 C 语言源程序词法语法错误查找以及程序调试带来便利。为使界面更简洁明了，每个操作完成后使用 system(“cls”)清楚界面内容。  
系统模块流程图如图 2-1 所示。  
![在这里插入图片描述][8819db5cf6a846e5a589ffc0487c01c1.png]

图 2-1 系统模块流程图

#include"lexer.h"
    #include"parser.h"
    #include"profuction.h"
    #include"preprocess.h"
    #include"printfile.h"
    
    int main() {
        
    	char filename[30];
    	int ch = 1;
    	int w;
    	CTree T;
    	FILE* fp,*mid_fp;
    	extern define_data data_Def[10];//用于储存define宏定义的内容
    	extern int data_Def_num;
    	extern int line_num;
    	extern char token_text[100];
    	int error_line[100];//记录错误行数
    	int error_line_num=0;//记录错误总个数
    	int i;//用于循环
    Choosefile:
    	system("cls");
    	printf("输入文件名：");
    	scanf("%s", filename);
    	if (!(fp = fopen(filename, "r")))
    	{
        
    		printf("...选择文件错误，请重新选择...\n");
    		getchar(); getchar();
    		goto Choosefile;
    	}
    	else fclose(fp);
    	
    	while (ch)
    	{
        
    		system("cls");
    		printf("基于高级语言源程序格式处理工具菜单\n1. 词法分析\n2. 语法分析\n3. 缩进编排\n4. 选择文件\n0. 退出程序\n请选择：");
    		scanf("%d", &ch);
    		system("cls");
    		switch (ch)
    		{
        
    		case 1:
    			error_line_num = 1;
    			line_num = 1;  //行数初始化为1
    			if (!(fp = fopen(filename, "r"))) 
    			{
         printf("...选择文件错误，请重新选择...\n"); 
    			getchar(); getchar(); 
    			break; 
    			}
    			printf("...正在预编译文件...\n");
    			if (pre_process(fp))
    			{
        
    				printf("预编译成功！按任意键继续...\n");
    				getchar(); getchar();
    			}
    			else
    			{
        
    				printf("预编译失败！退出系统！请检查错误！\n");
    				getchar(); getchar();
    				return 0;
    			}
    			mid_fp = fopen("C_mid_file.txt", "r");
    			line_num = 1;  //行数初始化为1
    			system("cls");
    			printf("\n");
    			printf("	单词类别				单词值\n");
    			while (!feof(mid_fp))
    			{
        
    				w = gettoken(mid_fp);
    				if (w >= AUTO && w <= DEFINE)
    				{
        
    					printf("	关键字					%s\n", token_text);
    				}
    				switch (w)
    				{
        
    				case POUND:
    					printf("	井号					%s\n", token_text);
    					break;
    				case IDENT:
    					printf("	标识符					%s\n", token_text);
    					break;
    				case INT_CONST:
    					printf("	整型常量				%s\n", token_text);
    					break;
    				case UNSIGNED_CONST:
    					printf("	无符号整型常量			         %s\n", token_text);
    					break;
    				case LONG_CONST:
    					printf("	长整型常量				%s\n", token_text);
    					break;
    				case UNSIGNED_LONG_CONST:
    					printf("	无符号长整型常量		         %s\n", token_text);
    					break;
    				case DOUBLE_CONST:
    					printf("	双精度浮点型常量	    	        %s\n", token_text);
    					break;
    				case FLOAT_CONST:
    					printf("	浮点型常量				%s\n", token_text);
    					break;
    				case LONG_DOUBLE_CONST:
    					printf("	长双精度浮点型常量		         %s\n", token_text);
    					break;
    				case CHAR_CONST:
    					printf("	字符型常量				%s\n", token_text);
    					break;
    				case STRING_CONST:
    					printf("	字符串常量				%s\n", token_text);
    					break;
    				case EQUAL_TO:
    					printf("	赋值运算符				=\n");
    					break;
    				case PLUS:
    					printf("	加法运算符				+\n");
    					break;
    				case MINUS:
    					printf("	减法运算符				-\n");
    					break;
    				case MULTIPLY:
    					printf("	乘法运算符				*\n");
    					break;
    				case DIVIDE:
    					printf("	除法运算符				/\n");
    					break;
    				case MOD:
    					printf("	取模运算符				%%\n");
    					break;
    				case MORE:
    					printf("	关系运算符				>\n");
    					break;
    				case LESS:
    					printf("	关系运算符				<\n");
    					break;
    				case EQUAL:
    					printf("	关系运算符				==\n");
    					break;
    				case UNEQUAL:
    					printf("	关系运算符				!=\n");
    					break;
    				case MORE_EQUAL:
    					printf("	关系运算符				>=\n");
    					break;
    				case LESS_EQUAL:
    					printf("	关系运算符				<=\n");
    					break;
    				case AND:
    					printf("	逻辑与					&&\n");
    					break;
    				case OR:
    					printf("	逻辑或					||\n");
    					break;
    				case LS:
    					printf("	左小括号				(\n");
    					break;
    				case RS:
    					printf("	右小括号				)\n");
    					break;
    				case LM:
    					printf("	左中括号				[\n");
    					break;
    				case RM:
    					printf("	右中括号				]\n");
    					break;
    				case LL:
    					printf("	左大括号				{\n");
    					break;
    				case RL:
    					printf("	右大括号				}\n");
    					break;
    				case SEMI:
    					printf("	分号					;\n");
    					break;
    				case COMMA:
    					printf("	逗号					,\n");
    					break;
    				case ERROR_TOKEN:
    					error_line[error_line_num] = line_num;
    					error_line_num++;
    					break;
    				}
    			}
    			printf("\n");
    			printf("错误列表 错误总数%d\n", error_line_num);
    			if (error_line_num)
    			{
        
    				printf("\n");
    				printf("序号	行数\n");
    				for (i = 0; i < error_line_num; i++) {
        
    					printf("   %d       %d\n", i+1, error_line[i]);
    				}
    			}
    			fclose(fp);
    			fclose(mid_fp);
    			printf("\n按任意键继续...");
    			getchar();
    			break;
    		case 2:
    			printf("...正在预编译文件...\n");
    			line_num = 1;  //行数初始化为1
    			fp = fopen(filename, "r");
    			if (pre_process(fp))
    			{
        
    				printf("预编译成功！按任意键继续...\n");
    				getchar(); getchar();
    			}
    			else
    			{
        
    				printf("预编译失败！退出系统！请检查错误！\n");
    				getchar(); getchar();
    				return 0;
    			}
    			mid_fp = fopen("C_mid_file.txt", "r");
    			line_num = 1;  //行数初始化为1
    			system("cls");
    			if (!program(mid_fp, T))
    			{
        
    				printf("发生生成错误！错误行号：%d\n", line_num);
    				printf("按任意键继续...\n");
    				getchar(); 
    				break;
    			}
    			TraverseTree(T, PrintTree);
    			printf("\n按任意键继续...\n");
    			fclose(fp);
    			fclose(mid_fp);
    			getchar();
    			break;
    		case 3:
    			line_num = 1;  //行数初始化为1
    			fp = fopen(filename, "r");
    			if (!pre_process(fp))
    			{
        
    				printf("预编译失败！退出系统！请检查错误！\n");
    				getchar(); getchar();
    				return 0;
    			}
    			line_num = 1;
    			mid_fp = fopen("C_mid_file.txt", "r");
    			if (!program(mid_fp, T))
    			{
        
    				printf("程序存在语法错误！无法缩进打印！\n");
    				getchar(); getchar();
    				break;
    			}
    			else {
         printf("程序语法正确！\n"); }
    			fclose(fp);
    			fp = fopen(filename, "r");
    			PrintFile(fp);
    			printf("缩进编排文件生成成功！\n");
    			getchar(); getchar();
    			fclose(fp);
    			fclose(mid_fp);
    			break;
    		case 4:
    			goto Choosefile;
    
    		default:
    			return 0;
    		}
    	}
    	return 1;
    
    }

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