C指針原理教程之編譯原理-小型計(jì)算器實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2019年02月07日 11:31:25 作者：myhaspl

本文給大家分享的是如何使用C語(yǔ)言編寫一個(gè)小型計(jì)算器的實(shí)例代碼，有需要的小伙伴可以參考下

1、打開(kāi)cygwin,進(jìn)入home目錄,home目錄在WINDOWS系統(tǒng)的cygwin安裝目錄映射為home目錄。

2、首先，在home目錄中新建文件夾，在文件夾中放置如下內(nèi)容的test1.l

/*統(tǒng)計(jì)字?jǐn)?shù)*/

%{

int chars=0;

int words=0;

int lines=0;

%}

%%

[a-zA-Z]+ {words++;chars+=strlen(yytext);}

\n {chars++;lines++;}

.  {chars++;}

%%

main(int argc,char**argv)

{

  yylex();

  printf("%d%d%d\n",lines,words,chars);

}

然后調(diào)用flex生成詞法分析器

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ cd /home

Administrator@2012-20121224HD /home

$ cd flexlinux

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ flex test1.l

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$

可以看到目錄中的lex.yy.c就是剛生成的C源碼，可分析詞法。

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ ls

lex.yy.c test1.l

二、flex和bison聯(lián)合工作

1 、我們開(kāi)始構(gòu)造一個(gè)計(jì)算器程序。

創(chuàng)建flex代碼

/*計(jì)算器*/

%{

enum yytokentype{

   NUMBER=258,

 ADD=259,

 SUB=260,

 MUL=261,

 DIV=262,

 ABS=263,

 EOL=264

};

int yylval;

%}

%%

"+"  {return ADD;}

"-"  {return SUB;}

"*"  {return MUL;}

"/"  {return DIV;}

"|"  {return ABS;}

[0-9]+ {yylval=atoi(yytext);return NUMBER;}

\n {return EOL;}

[ \t] {/*空白忽略*/}

. {printf("非法字符 %c\n",*yytext);}

%%

main(int argc,char**argv)

{

  int tok;

  while(tok=yylex()){

   printf("%d",tok);

 if (tok==NUMBER) printf("=%d\n",yylval);

 else printf("\n");

  }

}

2、編譯

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ flex test2.l

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ gcc lex.yy.c -lfl

3、運(yùn)行

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ ./a

- 12 66

260

258=12

258=66

264

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$ ./a

/ 56 2 + |32

262

258=56

258=2

259

263

258=32

264

Administrator@2012-20121224HD /home/flexlinux

$

(2)計(jì)算器的BISON程序

%{
#include <stdio.h>
%}

%token NUMBER
%token ADD SUB MUL DIV ABS
%token EOL

%%

calclist:/**/
 |calclist exp EOL{printf ("=%d\n",$2);}
 ;

exp:factor {$$ = $1;}
 |exp ADD factor{$$=$1+$3;}
 |exp SUB factor{$$=$1-$3;}
 ;

factor:term {$$=$1;}
 |factor MUL term{$$=$1*$3;}
 |factor DIV term{$$=$1/$3;}
 ;
term:NUMBER {$$=$1;}
 |ABS term {$$=$2>=0?$2:-$2;}
 ;
%%
main(int argc,char **argv){
yyparse();
}
yyerror(char *s)
{
 fprintf(stderr,"error:%s\n",s);
}
$ bison -d test2.y
t$ ls

test2.tab.c test2.tab.h test2.y test2.y~

然后，修改剛才的flex文件，將其命名為test21.l

test2.tab.h中包含了記號(hào)編號(hào)的定義和yylval的定義，因此，將其第一部分的相關(guān)定義刪除，并改為：

/計(jì)算器/

#include "test2.tab.h"

然后刪除，其第三部分的main函數(shù)。

最后，進(jìn)行編譯。

bison -d test2.y

flex test21.l

gcc test2.tab.c lex.yy.c -lfl

可以測(cè)試一下

root@myhaspl:~# ./a.out

12 + 36 * 2

=84

12 / 6 + 2 * 3

=8

(2)擴(kuò)充計(jì)算器

加入對(duì)括號(hào)和注釋的支持，

首先修改flex文件，在第二部分加入更多的詞法規(guī)則(對(duì)于注釋直接忽略)：

"(" {return LEFTBRACKET;}

")" {return RIGHTBRACKET;}

"#". /忽略注釋*/

然后，修改bison文件，在第二部分加入更多的語(yǔ)法規(guī)則：

term:NUMBER {$$=$1;}

|ABS term {$$=$2>=0?$2:-$2;}

|LEFTBRACKET exp RIGHTBRACKET {$$=$2;}

;

我們的注釋以“#”表示

測(cè)試結(jié)果

myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$ make

bison -d calculator.y

flex calculator.l

gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl

myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$ ls

a.out     calculator.tab.c calculator.y makefile

calculator.l calculator.tab.h lex.yy.c

myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$ ./a.out

12-36*10/(1+2+3)#compute

=-48

^C
myhaspl@myhaspl:~/flex_bison/2$

前面都是以鍵盤輸入的方式進(jìn)行計(jì)算器運(yùn)算，我們下面以文件方式提供給該解釋器進(jìn)行計(jì)算，首先，將flex文件改為（將其中中文去除，然后對(duì)于非法字符的出現(xiàn)進(jìn)行忽略）：

%{
#include "calculator.tab.h"
%}

%%
"+"  {return ADD;}
"-"  {return SUB;}
""  {return MUL;}
"/"  {return DIV;}
"|"  {return ABS;}
"("  {return LEFTBRACKET;}
")"  {return RIGHTBRACKET;}
"#". /comment/
[0-9]+ {yylval=atoi(yytext);return NUMBER;}
\n {return EOL;}
[ \t] /blank/
. /invalid char/
%

接著，改bison文件，加入對(duì)文件的讀寫

%{
#include <stdio.h>
%}

%token NUMBER
%token ADD SUB MUL DIV ABS LEFTBRACKET RIGHTBRACKET
%token EOL 

%%

calclist:/**/
 |calclist exp EOL{printf ("=%d\n",$2);}
 ;
 
exp:factor {$$ = $1;}
 |exp ADD factor{$$=$1+$3;}
 |exp SUB factor{$$=$1-$3;}
 ;
 
 
factor:term {$$=$1;}
 |factor MUL term{$$=$1*$3;}
 |factor DIV term{$$=$1/$3;}
 ;
term:NUMBER {$$=$1;}
 |ABS term {$$=$2>=0?$2:-$2;}
 |LEFTBRACKET exp RIGHTBRACKET {$$=$2;}
 ;
%%
main(int argc,char **argv){
int i;
if (argc<2){
  yyparse();
}
else{
  for(i=1;i<argc;i++)
    {
    FILE *f=fopen(argv[i],"r");
    if (!f){
     perror(argv[i]);
     return (1);
    }
   yyrestart(f);
   yyparse();
   fclose(f);
  }
}
}

yyerror(char *s)
{
 fprintf(stderr,"error:%s\n",s);
}

最后測(cè)試一下

root@myhaspl:~/test/3# make
bison -d calculator.y
flex calculator.l
gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl
root@myhaspl:~/test/3# ./a.out mycpt1.cpt mycpt2.cpt
=158
=-8
root@myhaspl:~/test/3#

其中兩個(gè)CPT文件內(nèi)容類似為：

12*66/(10-5)

我們接著完善這個(gè)計(jì)算器程序，讓算式能顯示出來(lái)，修改calculator.l

通過(guò)加入printf語(yǔ)句，打印詞法分析器解析到的字符。比如：

..................

[0-9]+ {yylval=atoi(yytext);printf("%d",yylval);return NUMBER;}

\n {return EOL;}

[ \t] /blank/

. /invalid char/

然后編譯執(zhí)行。

root@myhaspl:~/test/4# make

bison -d calculator.y

flex calculator.l

gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl

root@myhaspl:~/test/4# ./a.out

12+66

12+66=78

^C

root@myhaspl:~/test/4# ./a.out mycpt1.cpt mycpt2.cpt  

12*66/(10-5)=158

77/(10+1)-15=-8

接下來(lái)加上讀取的行號(hào)，將結(jié)果的顯示更加人性化

flex文件要改：

\n {printf("<line:%4d>",yylineno);yylineno++;return EOL;}

然后，bison文件也改：

calclist:/**/
|calclist exp EOL{printf ("the result is:%d\n",$2);}
;

最后，編譯運(yùn)行測(cè)試一下。

root@myhaspl:~/test/4# make
bison -d calculator.y
flex calculator.l
gcc calculator.tab.c lex.yy.c -lfl
root@myhaspl:~/test/4# ./a.out mycpt1.cpt mycpt2.cpt
1266/(10-5)<line:  1>the result is:158
12/22-8<line:  2>the result is:-8
77(6-2)<line:  3>the result is:308
77/(10+1)-15<line:  4>the result is:-8
root@myhaspl:~/test/4#

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