1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诜治隼斫庖粋€(gè)教學(xué)型編譯程序（如PL/0）的基礎(chǔ)上，對(duì)其詞法分析程序、語(yǔ)法分析程序和語(yǔ)義處理程序進(jìn)行部分修改擴(kuò)充。達(dá)到進(jìn)一步了解程序編譯過程的基本原理和基本實(shí)現(xiàn)方法的目的。二、實(shí)驗(yàn)成要求1. 課內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)PL/0作以下修改擴(kuò)充：（1）增加單詞：保留字 ELSE，F(xiàn)OR，TO，DOWNTO，RETURN運(yùn)算符 +=，-=，+，-（2）修改單詞：不等號(hào)# 改為 （3）增加條件語(yǔ)句的ELSE子句2. 課程設(shè)計(jì)基本內(nèi)容（成績(jī)范圍：“中”、“及格”或“不及格”）（1）擴(kuò)充賦值運(yùn)算：+= 和 -=（2）擴(kuò)充語(yǔ)句（Pascal的FOR語(yǔ)句）:FOR := TO DO FOR := DOWNTO D

2、O 其中，語(yǔ)句的循環(huán)變量的步長(zhǎng)為1，語(yǔ)句的循環(huán)變量的步長(zhǎng)為-1。選做內(nèi)容（成績(jī)?cè)u(píng)定范圍擴(kuò)大到：“優(yōu)”和“良”）（1）增加運(yùn)算：+ 和 -。;（2）增加類型： 字符類型； 實(shí)數(shù)類型。（3）擴(kuò)充函數(shù)： 有返回值和返回語(yǔ)句； 有參數(shù)函數(shù)。（4）增加一維數(shù)組類型（可增加指令）。（5）其他典型語(yǔ)言設(shè)施。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境（1）實(shí)現(xiàn)平臺(tái)：WindowsXP， Visual studio 2005（2）教學(xué)型編譯程序：PL/0 (C語(yǔ)言版)四、設(shè)計(jì)方案Error（）出錯(cuò)處理，打印出錯(cuò)位置和錯(cuò)誤編碼GetCh（）漏掉空格，讀取一個(gè)字符GetSym（） 詞法分析，讀取一個(gè)單詞 GEN（）目標(biāo)代碼生成過程，本過程用于把

3、生成的目標(biāo)代碼寫入目標(biāo)代碼數(shù)組，供后面的解釋器解釋執(zhí)行TEST（） 測(cè)試當(dāng)前單詞是否合法過程testENTER（）登陸符號(hào)表過程enterPOSITION()在符號(hào)表中查找指定符號(hào)所在位置的函數(shù)position，如果找不到就返回0VARDECLARATION（）變量聲明LISTCODE（）列出目標(biāo)代碼清單；FACTOR（） 因子處理過程factorTERM（） 項(xiàng)處理過程term； EXPRESSION（）表達(dá)式處理過程CONDITION（） 條件處理過程STATEMENT（）語(yǔ)句處理過程BLOCK（） 語(yǔ)法分析過程 BASE（） 通過靜態(tài)鏈求出數(shù)據(jù)區(qū)基地址的函數(shù)，INTERPRET （）對(duì)目

4、標(biāo)代碼解釋運(yùn)行過程啟動(dòng)置初值調(diào)用getsym取單詞調(diào)用block過程是否為源程序結(jié)束符源程序是否有錯(cuò)誤調(diào)用解釋過程interpret解釋執(zhí)行目標(biāo)執(zhí)行目標(biāo)程序結(jié)束出錯(cuò)打印錯(cuò)誤NNYY程序分程序語(yǔ)句條件表達(dá)式項(xiàng)因子PL/0語(yǔ)法調(diào)用關(guān)系圖五、主要成分描述1 符號(hào)表在編譯程序中符號(hào)表用來存放語(yǔ)言程序中出現(xiàn)的有關(guān)標(biāo)識(shí)符的屬性信息，符號(hào)表中所登記的信息在編譯的不同階段都要用到。在語(yǔ)義分析中，符號(hào)表所登記的內(nèi)容將用于語(yǔ)義檢查（如檢查一個(gè)名字的使用和原先的說明是否一致）和產(chǎn)生中間代碼。在目標(biāo)代碼生成階段，當(dāng)對(duì)符號(hào)名進(jìn)行地址分配時(shí)，符號(hào)表是地址分配的依據(jù)。對(duì)一個(gè)多遍掃描的編譯程序，不同遍所用的符號(hào)表也往往各有不

5、同。因?yàn)槊勘樗P(guān)心的信息各有差異。一張符號(hào)表的每一項(xiàng)（或稱入口才包含兩大欄（或稱區(qū)段、字域），即名字欄(NAME) 信息欄(INFORMATION） 信息欄包含許多子欄和標(biāo)志位，用來記錄相應(yīng)名字和種種不同屬性，由于查填符號(hào)表一般是通過匹配名字來寮現(xiàn)的，因此，名字欄也稱主欄。主欄的內(nèi)容稱為關(guān)鍵字（key word）。2運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)組織和管理由于編譯時(shí)目標(biāo)程序運(yùn)行的數(shù)據(jù)空間大小已經(jīng)規(guī)定，所以存儲(chǔ)組織屬于靜態(tài)存儲(chǔ)。源程序的標(biāo)識(shí)符存放在TABLE表中，目標(biāo)代碼存放在CODE中，S是由解釋程序定義的一維整型數(shù)組，是程序運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。解釋程序還定義了4個(gè)寄存器：1）P：程序地址寄存器：指向下一條要執(zhí)

6、行的目標(biāo)程序的地址（相當(dāng)目標(biāo)程序CODE數(shù)組的下標(biāo)）。2）I：指令寄存器：存放著當(dāng)前正在解釋的下一條目標(biāo)指令。3）T：棧頂寄存器：由于每個(gè)過程當(dāng)它被運(yùn)行時(shí)，給它分配的數(shù)據(jù)空間（下邊稱數(shù)據(jù)段）包括靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分，對(duì)于動(dòng)態(tài)部分，要注意的是，棧頂寄存器指出了當(dāng)前棧中最新分配的單元。4）B：基址寄存器：指向每個(gè)過程被調(diào)用時(shí)，在數(shù)據(jù)區(qū)S中給它分配的數(shù)據(jù)段的起始地址，也稱基地址3. 中間代碼表示對(duì)PL/0編譯程序的目標(biāo)代碼的指令格式描述如下： f l a其中f代表功能碼，l表示層次差，a的含意對(duì)不同的指令有所區(qū)別，見下面對(duì)每條指令的解釋說明：lit 0 a將常數(shù)值取到棧頂，a為常數(shù)值Lod l a將變

7、量值取到棧頂，a為偏移量，l為層差Sto l a將棧頂內(nèi)容送入某變量單元中，a為偏移量，l為層差Cal l a調(diào)用過程，a為過程地址，l為層差I(lǐng)nt 0 a在運(yùn)行棧中為被調(diào)用的過程開辟a個(gè)單元的數(shù)據(jù)區(qū)jmp 0 a無條件跳轉(zhuǎn)至a地址Jpc 0 a條件跳轉(zhuǎn)，當(dāng)棧頂布爾值非真則跳轉(zhuǎn)至a地址，否則順序執(zhí)行opr 0 0過程調(diào)用結(jié)束后,返回調(diào)用點(diǎn)并退棧opr 0 1棧頂元素取反opr 0 2次棧頂與棧頂相加，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 3次棧頂減去棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 4次棧頂乘以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 5次棧頂除以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0

8、 6棧頂元素的奇偶判斷，結(jié)果值在棧頂opr 0 7opr 0 8次棧頂與棧頂是否相等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 9次棧頂與棧頂是否不等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 10次棧頂是否小于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 11次棧頂是否大于等于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 12次棧頂是否大于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 13次棧頂是否小于等于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧opr 0 14棧頂值輸出至屏幕opr 0 15屏幕輸出換行opr 0 16從命令行讀入一個(gè)輸入置于棧頂4. 語(yǔ)法分析方法自頂向下的語(yǔ)法分析: . VAR ； A BEGIN END

9、 READ （ ） A六、測(cè)試用例var a,b,c,d; 結(jié)果：輸入3beginread(a); b:=a;c:=b-;d:=(b+2)/+c;if a=3 then begin /a=3 write(a); /b=2 write(b); /c=4 write(c); /d=1 write(d); end else結(jié)果：輸入1/test begin/百慕大 c:=4; c+=-4; for a:=1 to 100 do c+; write(c); a-=1; write(a); endend. /test七、開發(fā)過程和完成情況1）增加保留字 ELSE，F(xiàn)OR，TO, DOWN, RETURN

10、.增加運(yùn)算符 +=，-=，+,-首先, 在pl0.h中添加保留字（黑體字部分）enum symbol /此處需要修改nul,ident,number,plus,minus,times,slash, oddsym,eql, neq,lss,leq, gtr,geq, lparen,rparen,comma, semicolon,period,becomes,beginsym,endsym,ifsym,thensym,whilesym,writesym,readsym,dosym,callsym,constsym,varsym,procsym,elsesym,forsym,tosym,downto

11、sym,returnsym,plusplus,minusminus,plusequal,minusequal,;#define symnum 41 /改為相應(yīng)的個(gè)數(shù)然后: 由于是二分查找，在如下位置按順序排關(guān)鍵字/*設(shè)置保留字名字,按照字母順序,便于折半查找*/strcpy(&(word00),begin);strcpy(&(word10),call);strcpy(&(word20),const);strcpy(&(word30),do);strcpy(&(word40),downto);strcpy(&(word50),else);strcpy(&(word60),end);strcpy(

12、&(word70),for);strcpy(&(word80),if);strcpy(&(word90),odd);strcpy(&(word100),procedure);strcpy(&(word110),read);strcpy(&(word120),return);strcpy(&(word130),then);strcpy(&(word140),to);strcpy(&(word150),var);strcpy(&(word160),while);strcpy(&(word170),write);/*設(shè)置保留字符號(hào)*/wsym0=beginsym;wsym1=callsym; wsy

13、m2=constsym;wsym3=dosym;wsym4=downtosym;wsym5=elsesym; wsym6=endsym; wsym7=forsym;wsym8=ifsym; wsym9=oddsym; wsym10=procsym；wsym11=readsym;wsym12=returnsym;wsym13=thensym;wsym14=tosym; wsym15=varsym;wsym16=whilesym;wsym17=writesym;2) 修改單詞：不等號(hào)# 改為 首先, 將這句 ssym#=neq; 刪除然后，在getsym（）函數(shù)中，把分析到的定義為不等號(hào)if(ch

14、=)sym=neq;getchdo;else sym=lss;3）增加條件語(yǔ)句的ELSE子句在statement函數(shù)中改為if(sym=ifsym) /*準(zhǔn)備按照if語(yǔ)句處理*/getsymdo;memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlevthensym=true;nxtlevdosym=true; /*后跟符號(hào)為then或do*/conditiondo(nxtlev,ptx,lev); /*調(diào)用條件處理（邏輯運(yùn)算）函數(shù)*/if(sym=thensym)getsymdo;elseerror(16); /*缺少then*/cx1=cx; /*保存當(dāng)

15、前指令地址*/gendo(jpc,0,0); /*生成條件跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)地址暫寫*/statementdo(fsys,ptx,lev); /*處理then后的語(yǔ)句*/add keyword elseif(sym=elsesym)getsymdo;int cx2=cx;gendo(jmp,0,0);codecx1.a=cx;statementdo(fsys,ptx,lev);codecx2.a=cx;elsecodecx1.a=cx; /*經(jīng)statement處理后，cx為then后語(yǔ)句執(zhí)行 完的位置，它正是前面未定的跳轉(zhuǎn)地址*/4）添加+, -,+=, -=首先，在getsym函數(shù)中添加if(

16、ch=+)/plusplus pluseqalgetchdo;if(ch=+)sym=plusplus;getchdo;else if(ch=)sym=plusequal;getchdo;elsesym=plus;else if(ch=-)/minusminus minusequalgetchdo;if(ch=-)sym=minusminus;getchdo;else if(ch=)sym=minusequal;getchdo;然后，在statement函數(shù)中，修改switch(sym) case becomes:getsymdo;expressiondo(nxtlev,ptx,lev);br

17、eak;/+case plusplus:getsymdo;gendo(lit,0,1);gendo(opr,0,2);break;/+=case plusequal:getsymdo;expressiondo(nxtlev,ptx,lev);gendo(opr,0,2);break;/-case minusminus:getsymdo;gendo(lit,0,1);gendo(opr,0,3);break;/-=case minusequal:getsymdo;expressiondo(nxtlev,ptx,lev);gendo(opr,0,3);break;default: error(13

18、);再次，由于+，-運(yùn)算要用到在表達(dá)式處理中，而且又有前加，前減，后加后減之類的，所以因子函數(shù)factor中也要有相應(yīng)的處理。switch(tablei.kind)case constant: /*名字為常量*/gendo(lit,0,tablei.val); /*直接把常量的值入棧*/break;case variable: /*名字為變量*/gendo(lod,lev-tablei.level,tablei.adr); /*找到變量地址并將其值入棧*/加加減減if(forhead)gen(lit,0,1);if(temp=plusplus)gen(opr,0,2);else gen(opr

19、,0,3);gen(sto,lev-tablei.level,tablei.adr);gen(lod,lev-tablei.level,tablei.adr);forhead=false;end=true;elseforhead=true;break;case procedur: /*名字為過程*/error(21); /*不能為過程*/break;/增加加加與減減運(yùn)算（后加后減）if(sym=plusplus|sym=minusminus)if(end) error(2000);if(forhead)gen(lit,0,1);if(sym=plusplus)gen(opr,0,2);else

20、 gen(opr,0,3);gen(sto,lev-tablei.level,tablei.adr);gen(lod,lev-tablei.level,tablei.adr);gen(lit,0,1);if(sym=plusplus) gen(opr,0,3);else gen(opr,0,2);end=false;getsym();elsetemp=sym;forhead=true;getsym();5) 添加for語(yǔ)句在statement函數(shù)中修改if(sym=forsym)getsymdo;if(sym=ident)i=position(id, *ptx);if(i=0) error(1

21、1);/變量沒有說明elseif(tablei.kind!=variable) error(1000);getsym();if(sym!=becomes) error(1000);elsegetsym();expression(nxtlev,ptx,lev);if(sym=tosym|sym=downtosym)symbol tmp=sym;cx1=cx;gen(sto,lev-tablei.level,tablei.adr);gen(lod,lev-tablei.level,tablei.adr);getsym();expression(nxtlev,ptx,lev);if(tmp=tosy

22、m)gen(opr,0,13);else gen(opr,0,11);cx2=cx;gen(jpc,0,0);if(sym=dosym)getsym();statement(fsys,ptx,lev);gen(lod,lev-tablei.level,tablei.adr);gen(lit,0,1);if(tmp=tosym)gen(opr,0,2);else gen(opr,0,3);gen(jmp,0,cx1);codecx2.a=cx;else error(1000);else error(1000);else error(1000);6）添加單行注釋對(duì)于單行注釋，在getch函數(shù)中，將以/開頭的文字去掉即可以實(shí)現(xiàn)單行