編譯原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告-語(yǔ)義分析

編譯原理課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)3：語(yǔ)義分析姓名趙璐媛院系軟件學(xué)院學(xué)號(hào)1143710516任課教師陳?ài)粗笇?dǎo)教師實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)軟件學(xué)院三樓機(jī)房實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)出勤、表現(xiàn)得分實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分實(shí)驗(yàn)總分操作結(jié)果得分一、需求分析得分要求：闡述語(yǔ)義分析系統(tǒng)所要完成的功能。（1）能分析以下幾類(lèi)語(yǔ)句，并生成中間代碼（三地址指令和四元式形式）： 聲明語(yǔ)句（包括變量聲明、數(shù)組聲明、記錄聲明和過(guò)程聲明） 表達(dá)式及賦值語(yǔ)句（包括數(shù)組元素的引用和賦值） 分支語(yǔ)句：if_then_else 循環(huán)語(yǔ)句：do_while 過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句（2）具備語(yǔ)義錯(cuò)誤處理能力，包括變量或函數(shù)重復(fù)聲明、變量或函數(shù)引用前未聲明、運(yùn)算符和運(yùn)算分量之間的類(lèi)型不匹配（如整型變量與數(shù)組變量相加減）等錯(cuò)誤，能準(zhǔn)確給出錯(cuò)誤所在位置，并采用可行的錯(cuò)誤恢復(fù)策略。（3）系統(tǒng)的輸入形式：要求能夠通過(guò)文件導(dǎo)入測(cè)試用例。測(cè)試用例要涵蓋第（1）條中列出的各種類(lèi)型的語(yǔ)句，以及第（2）條中列出的各種類(lèi)型的錯(cuò)誤。（4）系統(tǒng)的輸出分為兩部分：一部分是打印輸出符號(hào)表。另一部分是打印輸出三地址指令和四元式序列（5）除此之外，可以實(shí)現(xiàn)一些額外功能，例如自動(dòng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換，識(shí)別其它類(lèi)型語(yǔ)義錯(cuò)誤，如過(guò)程返回類(lèi)型與聲明類(lèi)型不匹配；過(guò)程調(diào)用時(shí)實(shí)參與形參數(shù)目或類(lèi)型不匹配；對(duì)非數(shù)組型變量使用數(shù)組訪問(wèn)操作符“[…]”；對(duì)普通變量使用過(guò)程調(diào)用操作符“call”；數(shù)組訪問(wèn)操作符“[…]”中出現(xiàn)非整數(shù)等。二、文法設(shè)計(jì)得分要求：給出如下語(yǔ)言成分所對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義動(dòng)作聲明語(yǔ)句（包括變量聲明、數(shù)組聲明、記錄聲明和過(guò)程聲明）表達(dá)式及賦值語(yǔ)句（包括數(shù)組元素的引用和賦值）分支語(yǔ)句：if_then_else循環(huán)語(yǔ)句：do_while過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句聲明語(yǔ)句：P→{offset=0}DD→Tid;{enter(id.lexeme,T.type,offset);offset=offset+T.width;}DD→εT→B{t=B.type;w=B.width;}C{T.type=C.type;T.width=C.width;}T→↑T1{T.type=pointer(T1.type);T.width=4;}B→int{B.type=int;B.width=4;}B→real{B.type=real;B.width=8;}C→ε{C.type=t;C.width=w;}C→[num]C1{C.type=array(num.val,C1.type);C.width=num.val*C1.width;}賦值語(yǔ)句：Sid=E;{p=lookup(id.lexeme);ifp==nilthenerror;gen(p‘=’E.addr);}EE1+E2{E.addr=newtemp();gen(E.addr‘=’E1.addr‘+’E2.addr);}EE1*E2{E.addr=newtemp();gen(E.addr‘=’E1.addr‘*’E2.addr);}EE1{E.addr=newtemp();gen(E.addr‘=’‘uminus’E1.addr);}E(E1){E.addr=E1.addr;}Eid{E.addr=lookup(id.lexeme);ifE.addr==nilthenerror;}Lid[E]{L.array=lookup(id.lexeme);ifL.array==nilthenerror; L.type=L.array.type.elem; L.offset=newtemp(); gen(L.offset‘=’E.addr‘*’L.type.width);} |L1[E]{L.array=L1.array; L.type=L1.type.elem; t=newtemp(); gen(t‘=’E.addr‘*’L.type.width); L.offset=newtemp(); gen(L.offset‘=’L1.offset‘+’t);}分支語(yǔ)句：Sif{B.true=newlabel();B.false=newlabel();}B then{label(B.true);S1.next=S.next;}S1{gen(‘goto’S.next)} else{label(B.false);S2.next=S.next;}S2Sif{B.true=newlabel();B.false=S.next;}B then{label(B.true);S1.next=S.next;}S1循環(huán)語(yǔ)句：Swhile{S.begin=newlabel(); label(S.begin); B.true=newlabel(); B.false=S.next;}B do{label(B.true);S1.next=S.begin;}S1 {gen(‘goto’S.begin);}布爾值：B→E1relopE2{gen('if'E1.addrrelopE2.addr'goto'B.true);gen('goto'B.false);}B→true{gen('goto'B.true);}B→false{gen('goto'B.false);}B→({B1.true=B.true;B1.false=B.false;}B1)B→not{B1.true=B.false;B1.false=B.true;}B1B→{B1.true=B.true;B1.false=newlabel();}B1 or{label(B1.false);B2.true=B.true;B2.false=B.false;}B2B→{B1.true=newlabel();B1.false=B.false;}B1 and{label(B1.true);B2.true=B.true;B2.false=B.false;}B2過(guò)程調(diào)用：S→callid(Elist) { n=0; forq中的每個(gè)tdo { gen(‘param’t); n=n+1； } gen(‘call’id.addr‘,’n); }Elist→E { 將q初始化為只包含E.addr; }Elist→Elist1,E { 將E.addr添加到q的隊(duì)尾; }三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)得分要求：分為系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)和系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)。（1）系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)：給出必要的系統(tǒng)宏觀層面設(shè)計(jì)圖，如系統(tǒng)框架圖、數(shù)據(jù)流圖、功能模塊結(jié)構(gòu)圖等以及相應(yīng)的文字說(shuō)明。（2）系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)：對(duì)如下工作進(jìn)行展開(kāi)描述核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要功能函數(shù)說(shuō)明程序核心部分的程序流程圖系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)圖如下，建議放大查看。系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)語(yǔ)義分析部分關(guān)鍵類(lèi)為IntermediateCode類(lèi)，主要功能為對(duì)聲明語(yǔ)句進(jìn)行分析并生成符號(hào)表，對(duì)調(diào)用語(yǔ)句進(jìn)行分析，生成三地址碼和四元式。符號(hào)表：makeD、makePlist、makeT、makeC等方法分別對(duì)以語(yǔ)法變量D/D’，Plist/Plist’，T，C為根的語(yǔ)法子樹(shù)進(jìn)行語(yǔ)義分析，生成符號(hào)表，同時(shí)處理函數(shù)、記錄、變量、數(shù)組等重復(fù)聲明的錯(cuò)誤。符號(hào)表格式及內(nèi)容見(jiàn)第四部分（3）。三地址碼和四元式：makeS、makeElist、makeL、makeL_、makeE、makeE_、makeF、makeF_、makeG、makeB、makeB_等方法分別對(duì)以語(yǔ)法變量S/S’，Elist/Elist’，L，L’，E，E’，F(xiàn)，F(xiàn)’，G，B，B’為根的語(yǔ)法子樹(shù)進(jìn)行語(yǔ)義分析，生成三地址碼和四元式，并在需要時(shí)進(jìn)行回填，同時(shí)處理函數(shù)、記錄、變量、數(shù)組等未聲明或類(lèi)型不相符的錯(cuò)誤，并且實(shí)現(xiàn)了變量類(lèi)型自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能。四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析得分要求：對(duì)如下內(nèi)容展開(kāi)描述。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題；針對(duì)一測(cè)試程序輸出其語(yǔ)義分析結(jié)果；輸出針對(duì)此測(cè)試程序經(jīng)過(guò)語(yǔ)義分析后的符號(hào)表；輸出針對(duì)此測(cè)試程序?qū)?yīng)的語(yǔ)義錯(cuò)誤報(bào)告；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。注：其中的測(cè)試樣例需先用已編寫(xiě)的詞法分析程序進(jìn)行處理。遇到的問(wèn)題：對(duì)于有嵌套的過(guò)程聲明，里層的函數(shù)應(yīng)該可以使用外層函數(shù)內(nèi)的值，而符號(hào)表只記錄了當(dāng)前函數(shù)內(nèi)的變量。解決辦法：對(duì)于有嵌套的函數(shù)，里層的函數(shù)在parent字段記錄外層函數(shù)所對(duì)應(yīng)的符號(hào)表，查找變量時(shí)便可以對(duì)上層進(jìn)行查找。測(cè)試用例、符號(hào)表分析結(jié)果、錯(cuò)誤報(bào)告0: [+,k,j[0],t0] t0=k+j[0]1: [=,t0,-,k] k=t02: [=,1,-,k] k=13: [=,1,-,i] i=14: [*,100,i,t1] t1=100*i5: [=,t1,-,j] j=t16: [=,0,-,t2] t2=07: [*,t2,6,t3] t3=t2*68: [=,1,-,t5] t5=19: [*,t5,2,t6] t6=t5*210: [+,t4,t6,t7] t7=t4+t611: [=,100,-,k[t7]] k[t7]=10012: [j<,i,j,14] ifi<jgoto1413: [j,-,-,20] goto2014: [j>,i,0,16] ifi>0goto1615: [j,-,-,20] goto2016: [*,1,j,t9] t9=1*j17: [+,i,t9,t8] t8=i+t918: [=,t8,-,i] i=t819: [j,-,-,21] goto2120: [=,j,-,i] i=j21: [+,i,2,t10] t10=i+222: [=,t10,-,i] i=t1023: [+,j,1,t11] t11=j+124: [=,t11,-,j] j=t1125: [j<,i,j,21] ifi<jgoto2126: [j,-,-,27] goto2727: [param,1,-,-] param128: [call,error,1,-] callerror,1ErroratLine3：重復(fù)的變量聲明iErroratLine6：j不是變量類(lèi)型ErroratLine7：k不是數(shù)組類(lèi)型E