130242014045 林承晖 第2次实验

Posted 2020-10-12 lchui

软件体系结构的第二次实验（解释器风格与管道过滤器风格）

一、实验目的

1．熟悉体系结构的风格的概念

2．理解和应用管道过滤器型的风格。

3、理解解释器的原理

4、理解编译器模型

二、实验环境

硬件： 

软件：Python或任何一种自己喜欢的语言

三、实验内容

1、实现“四则运算”的简易翻译器。

结果要求：

1）实现加减乘除四则运算，允许同时又多个操作数，如：2+3*5-6 结果是11

2）被操作数为整数，整数可以有多位

3）处理空格

4）输入错误显示错误提示，并返回命令状态“CALC”

  图1    实验结果示例

加强练习：

1、有能力的同学，可以尝试实现赋值语句，例如x=2+3*5-6，返回x=11。（注意：要实现解释器的功能，而不是只是显示）

2、尝试实现自增和自减符号，例如x++ 

2、采用管道-过滤器（Pipes and Filters）风格实现解释器

                        图2  管道-过滤器风格

                     图 3  编译器模型示意图

本实验，实现的是词法分析和语法分析两个部分。

四、实验步骤：

     代码：

　　

# coding: UTF-8
#编码格式
INTEGER,PLUS,MINUS,MUL,DIV,LPAREN,RPAREN,EOF=(\'INTEGER\',\'PLUS\',\'MINUS\',\'MUL\',\'DIV\',\'LPAREN\',\'RPAREN\',\'EOF\')

class Token(object):
    def  __init__(self,type,value):
    	self.type=type
    	self.value = value
    def __str__(self):
    	return \'Token({type},{value})\'.format(
		type = self.type,
		value = self.value
	)

class Lexer(object):
# 词法分析器
# 给每个词打标记
	def __init__(self, text):
		self.text=text
		self.pos=0
		self.current_char=self.text[self.pos]

	def error(self):
		raise Exception(\'Invalid Char\')

	def advance(self):
		#往下走，取值
		self.pos+=1
		if self.pos>len(self.text)-1:
			self.current_char=None
		else:
			self.current_char=self.text[self.pos]
	
	def integer(self):
		#多位整数处理
		result=\'\'
		while self.current_char is not None and self.current_char.isdigit():
			result=result+self.current_char
                        #往下走，取值
			self.advance()
		return int(result)
	def deal_space(self):
	    while self.current_char is not None and self.current_char.isspace():
	    	self.advance()

	def get_next_token(self):
		#打标记:1）pos+1,2）返回Token(类型，数值）
		while self.current_char is not None:
			if self.current_char.isspace():
				self.deal_space()

			if self.current_char.isdigit():
				return Token(INTEGER,self.integer())
			if self.current_char==\'+\':
				self.advance()
				return Token(PLUS,\'+\')
			if self.current_char==\'-\':
				self.advance()
				return Token(MINUS,\'-\')
			if self.current_char==\'*\':
				self.advance()
				return Token(MUL, \'*\')
			if self.current_char==\'/\':
				self.advance()
				return Token(DIV, \'/\')
			if self.current_char==\'(\':
				self.advance()
				return Token(LPAREN, \'(\')
			if self.current_char==\')\':
				self.advance()
				return Token(RPAREN, \')\')
			self.error()
		return Token(EOF,None)

	
class Interpreter(object):
#句法分析
#语法树
	def __init__(self,lexer):
		self.lexer=lexer
		self.current_token=self.lexer.get_next_token()
	def error(self):
		raise Exception(\'Invalid Syntax\')

	def eat(self,token_type):
		if self.current_token.type==token_type:
			self.current_token=self.lexer.get_next_token()
		else:
			self.error()
	def factor(self):
		token=self.current_token
		if token.type==INTEGER:
			self.eat(INTEGER)
			return token.value
		elif token.type==LPAREN:
			self.eat(LPAREN)
			result=self.expr()
			self.eat(RPAREN)
			return result
		
	def term(self):
		result=self.factor()
		while self.current_token.type in (MUL,DIV):
			token=self.current_token
			if token.type==MUL:
				self.eat(MUL)
				result=result*self.factor()
			if token.type==DIV:
				self.eat(DIV)
				result=resultlf.factor()
		return result
	def expr(self):
		result=self.term()
		while self.current_token.type in (PLUS,MINUS):
			token=self.current_token
			if token.type==PLUS:
				self.eat(PLUS)
				result=result+self.term()
			if token.type==MINUS:
				self.eat(MINUS)
				result=result-self.term()
		return result

def main():
	while True:
		try:
			text=input(\'calc_> \')
		except EOFError:
			Interpreter.error()
			break
		if not text:
			continue
		lexer=Lexer(text)
		result=Interpreter(lexer).expr()
		if(result is not None):
			print(result)


if __name__ == \'__main__\':
    main()

　　结果：

    　　　　

总体结构图：

 

对应结构图：

 

五、实验总结

对于体系结构应用的理解等。