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）

Posted 2020-10-12 绍华～

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++ 

　　　　3、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：

代码部分：

 # -*- coding: UTF-8 -*-  

# 初始变量:整形数字，加法，减法，乘法，除法,左括号，右括号,EOF

INTEGER,PLUS,MINUS,MUL,DIV,LPAREN,RPAREN,EOF=(\'INTEGER\',\'PLUS\',\'MINUS\',\'MUL\',\'DIV\',\'LPAREN\',\'RPAREN\',\'EOF\')

# Token类，存放运算的各个单元
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(\'取不到数\')

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
def __init__(self,lexer):
self.lexer=lexer
self.current_token=self.lexer.get_next_token()
def error(self):
raise Exception(\'无效语法错误\')

def Error1(self):
raise Exception(\'除以0错误\')

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)
fail = int(self.factor())
if fail == 0:
raise self.Error1()
return
result = result/self.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()

 

运行结果：

 

总体结构图：

 

 

五、实验总结

1.这次实验让我学会了python基本语法，受益匪浅。

2.过程中一直在发生问题，解决问题的过程，让我对编译器有了入门了解。