編譯原理實驗報告-編寫編譯程序?qū)崿F(xiàn)多行表達(dá)式的表達(dá)式序列的文法語言的編譯執(zhí)行

1、編譯原理實驗報告 編寫編譯程序?qū)崿F(xiàn)多行表達(dá)式的的文法語言的編譯執(zhí)行組長：組員： 一、實驗項目名稱：有表示多行表達(dá)式的文法如下：- - = +-（+-） - （* | /） - () ( ) - sin | cos | tan | exp其中的變量無需定義且其作用域為第一次賦值處至最后。試按遞歸下降方式設(shè)計其編譯程序，生成pl/0棧式指令代碼，然后解釋執(zhí)行。二、實驗要求：將編譯和解釋執(zhí)行分成完全獨立的兩個階段；對棧式指令進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)充，使之能處理標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的調(diào)用；剔除本題目不需要的pl/0棧式指令，并說明理由；簡化pl/0運行棧，使之滿足本題目要求既可；注意定義中的可選項變量=引起的歧義性：如 a=

2、1+2與a+2，前一個a屬于，而后一個a屬于，思考如何解決；以“表達(dá)式目標(biāo)碼序列結(jié)果”方式輸出運行結(jié)果；設(shè)計一個測試，使之能充分測試你的實現(xiàn)；對正確列出的目標(biāo)碼、執(zhí)行并按適當(dāng)方式演示運行棧的變化，計算出值；對錯誤的指出其出錯位置和錯誤性質(zhì)三、設(shè)計概述：實現(xiàn)平臺：vc+6.0 運行平臺：xindows xp 四、結(jié)構(gòu)設(shè)計說明：結(jié)構(gòu)圖：編譯系統(tǒng)總體流程圖五、具體實現(xiàn)過程：1、詞法分析（斯琴）詞法分析子程序名為getsym，功能是從源程序中讀出一個單詞符號，把它的信息放入全局變量sym，值放入id中，語法分析需要單詞時，直接從變量中獲得。getsym過程通過反復(fù)調(diào)用getch從源程序中獲取字符，并把

3、它們拼成單詞。getch過程中使用了行緩存區(qū)技術(shù)。（每次讀入一行，存入line緩存區(qū)，line被getsym取空后再讀一行。）提高了程序運行效率。詞法分析器的分析過程：調(diào)用getsym時，它通過getch從源程序中獲得一個字符。如果這個字符開頭是字母，則繼續(xù)獲取字符或數(shù)字，最終可以拼成一個單詞，查保留字表，如果查到為保留字，則把sym變量賦成相應(yīng)的保留字類型值；如果沒有查到，則這個單詞應(yīng)是一個用戶自定義的標(biāo)識符（可能是變量名，常量名），把sym置為ident，把這個單詞存入id變量。查保留字表時使用了二次法查找以提高效率。如果getch獲取的字符是數(shù)字，則繼續(xù)用個getch獲取數(shù)字，并把它們拼

4、成一個整數(shù)，然后把sym置為number，并把拼成的數(shù)值放入num變量。取字符過程：2、 語法分析（宗華）：表達(dá)式序列文法為:語法分析子程序分析：語法分析子程序采用了自頂向下的遞歸子程序法，語法分析同時也根據(jù)程序的語意生成相應(yīng)的代碼，并提供了出錯處理的機(jī)制。語法分析主要由表達(dá)式處理過程（expression）、項處理過程（term）、因子處理過程（factor）構(gòu)成。這些過程在結(jié)構(gòu)上構(gòu)成一個嵌套的層次結(jié)構(gòu)。除此之外，還有出錯報告過程（error）、代碼生成過程（gen）、登錄名字表過程（enter）、查詢名字表函數(shù)（position）以及列出類pcode代碼過程（listcode）作過語法分析

5、的輔助過程。表達(dá)式、項、因子處理：根據(jù)pl/0語法可知，表達(dá)式應(yīng)該是由正負(fù)號或無符號開頭、由若干個項以加減號連接而成。而項是由若干個因子以乘除號連接而成，因子則可能是一個標(biāo)識符或一個數(shù)字，或是一個以括號括起來的子表達(dá)式。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造出相應(yīng)的過程，遞歸調(diào)用就完成了表達(dá)式的處理。把項和因子獨立開處理解決了加減號與乘除號的優(yōu)先級問題。在這幾個過程的反復(fù)調(diào)用中，始終傳遞fsys變量的值，保證可以在出錯的情況下跳過出錯的符號，使分析過程得以進(jìn)行下去。以下是我們給出對表達(dá)式序列文法的理解，則：(1).表達(dá)式序列為多個表達(dá)式的集合.(2).表達(dá)式由項組成,或者可以有多個項作加法運算構(gòu)成(3).項是由

6、因子或者因子作乘法運算構(gòu)成(4). 因子是無符號實數(shù),變量,標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),亦或遞歸表達(dá)式的定義3、語義分析（宗華）：表達(dá)式文法的語義分析主要是：其中的變量無需定義且其作用域為第一次賦值處至最后。 4、目標(biāo)代碼結(jié)構(gòu)和代碼生成（辛敏）：表達(dá)式序列編譯程序不僅完成通常的詞法分析、語法分析，而且還產(chǎn)生中間代碼和“目標(biāo)”代碼。目標(biāo)代碼放在一個固定的存貯數(shù)組code中。目標(biāo)代碼結(jié)構(gòu)lit num: 將常數(shù)值取到棧頂 opr 1 : 棧頂元素取反 opr 2 : 次棧頂與棧頂相加，退兩個棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧 opr 3 : 次棧頂減去棧頂，退兩個棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧 opr 4 : 次棧頂乘以棧頂，退兩個棧元素，結(jié)

7、果值進(jìn)棧 opr 5 : 次棧頂除以棧頂，退兩個棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧 sto i : 將棧頂內(nèi)容送入某變量單元中 sin_ : 將棧頂計算sincos_ : 將棧頂計算costan_ : 將棧頂計算tanexp_ : 將棧頂計算explod i : 將變量值取到棧頂 上述指令的格式由兩部分組成：fa其中，f, a的含義見下表： faint常 量lit常 量lod數(shù)據(jù)地址sto數(shù)據(jù)地址opr運算類別表2-1 表達(dá)式序列 處理機(jī)指令上表中，程序地址為目標(biāo)數(shù)組code的下標(biāo)，數(shù)據(jù)地址為變量在局部存貯中的相對地址。表達(dá)式序列的編譯程序為每一條表達(dá)式序列源程序的可執(zhí)行語句生成后綴式目標(biāo)代碼。如賦值語句x

8、= y op z（op為某個運算符），將被翻譯成下面的目標(biāo)代碼序列：（設(shè)指令計數(shù)從第0號開始）no.fa0lodaddr_y1lodaddr_z2oprop3stoaddr_x相關(guān)過程（函數(shù)）有：gen()，其任務(wù)是把三個參數(shù)f、a組裝成一條目標(biāo)指令并存放于code數(shù)組中，增加cx的值，cx表示下一條即將生成的目標(biāo)指令的地址。5、解釋執(zhí)行(劉中文)s是由解釋程序定義的一位實型數(shù)組，目標(biāo)程序是一種假象的棧式計算機(jī)的匯編語言。解釋執(zhí)行時的數(shù)據(jù)空間s為棧式計算機(jī)的存儲空間，遵循后進(jìn)先出規(guī)則。解釋執(zhí)行過程如下：相關(guān)過程： interpret()。interpret()則完成各種指令的執(zhí)行工作。6、錯誤

9、處理(張俊)：編寫完代碼之后，首先檢查一下有沒有簡單的語法錯誤，然后編譯連接運行，輸入源程序，判斷源文件的語法錯誤，返回錯誤原因及編號n，全局變量line記錄出錯的位置。部分代碼：n值的意義：1 無法打開文件2 數(shù)字長度太長3 沒有檢測到賦值符號4 表達(dá)式?jīng)]有正常結(jié)束5 表達(dá)式序列沒有正常結(jié)束6 沒有定義該變量7 數(shù)越界8 缺右括號9 程序太長10 缺左括號六、測試1一個例子1.1表達(dá)式序列語言源程序下面我們給出一個表達(dá)式序列語言寫的一段程序：b=3+100;a=1+1+sin(3*5+cos(45/30);c=3.14*tan(a);d=c*b;#七說明：1、關(guān)于對剔除本程序不需要的pl/0

10、棧式指令的相關(guān)說明剔除的pl/0棧式指令為：cal，jmp，jpc。cal：調(diào)用過程的指令。 本程序只是關(guān)于編譯表達(dá)式的程序，沒有過程，按順序執(zhí)行，不需要調(diào)用過程的指令。jpc： 條件轉(zhuǎn)移指令jmp： 無條件轉(zhuǎn)移指令 表達(dá)式文法是按順序執(zhí)行的，不需用到轉(zhuǎn)移指令。2、簡化pl/0運行棧在pl/0程序中在棧頂分配三個聯(lián)系單元，存貯靜態(tài)鏈，動態(tài)鏈，和返回地址。這些用于過程調(diào)用，但是因為在本程序中沒有過程調(diào)用，所以沒有這三個單元。八、遺留問題遺留問題：類似這樣的表達(dá)式不能解決a=(a=3)九、各自的貢獻(xiàn)：討論程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計，進(jìn)行詞法分析，寫相關(guān)的代碼。：討論程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計，進(jìn)行語法分析，寫相關(guān)的代碼，測試程序：討論程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計，設(shè)計關(guān)于生成代碼、執(zhí)行的程序，測試程序，撰寫實驗報告。：討論程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計， 編寫解釋執(zhí)行部分代碼。：討論程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計，進(jìn)行錯誤判斷，寫相關(guān)的處理代碼，對程序進(jìn)行測試。十、實驗總結(jié)：實驗