本科毕业设计论文--编译原理课程设计报告

燕山大学《编译原理课程设计》题目：《PL/0编译程序改进及完善》姓名：简越班级：06级计算机应用3班学号：060104010084日期：2009年7月15日设计题目：PL/0编译程序改进及完善。

设计目的：阅读研究，改进设计和调试一个简单的编译程序。

加深对编译理论和过程的了解。

设计要求：1.有选择的对PL/0编译源程序补充，完善.2.设计编译典型的运行实例，以便反应出自己作出改进后的编具有的功能。

设计思想：PL/0语言可以看成PASCAL语言的子集，它的编译程序是一个编译解释执行系统。

PL/0的目标程序为假想栈式计算机的汇编语言，与具体计算机无关。

PL/0的编译程序和目标程序的解释执行程序都是用PASCAL语言书写的，因此PL/0语言可在配备PASCAL语言的任何机器上实现。

其编译过程采用一趟扫描方式，以语法分析程序为核心，词法分析和代码生成程序都作为一个独立的过程，当语法分析需要读单词时就调用词法分析程序，而当语法分析正确需要生成相应的目标代码时，则调用代码生成程序。

用表格管理程序建立变量、常量和过程表示符的说明与引用之间的信息联系。

当源程序编译正确时，PL/0编译程序自动调用解释执行程序，对目标代码进行解释执行，并按用户程序的要求输入数据和输出运行结果。

主要变量说明：/*变量说明*/FILE* fas; /*输出名字表*/FILE* fa; /*输出虚拟机代码*/FILE* fa1; /*输出源文件及其各行对应的首地址*/FILE* fa2; /*输出结果*/bool listswitch; /*显示虚拟机代码与否*/bool tableswitch; /*显示名字表与否*/char ch; /*获取字符的缓冲区，getch使用*/enum symbol sym; /*当前的符号*/char id[al+1]; /*当前ident，多出的一个字节用于存放0*/ int num; /*当前number*/int cc,ll; /*getch使用的计数器，cc表示当前字符（ch）的位置*/int cx; /*虚拟机代码指针，取值范围[0，cxmax-1]*/char line[81]; /*读取行缓冲区*/char a[al+1]; /*临时符号，多出的一个字节用于存放0*/ struct instruction code[cxmax]; /*存放虚拟机代码的数组*/char word[norw][al]; /*保留字*/enum symbol wsym[norw]; /*保留字对应的符号值*/enum symbol ssym[256]; /*单字符的符号值*/char mnemonic[fctnum][5]; /*虚拟机代码指令名称*/bool declbegsys[symnum]; /*表示声明开始的符号集合*/bool statbegsys[symnum]; /*表示语句开始的符号集合*/bool facbegsys[symnum]; /*表示因子开始的符号集合*//* 目标指令*/1、LIT:将常量值取到运行栈顶.2、LOD:将变量放到运行栈顶.3、STO:将栈顶的内容送入某变量单元中.4、CAL:调用过程的指令.5、INT:为被调用的过程(或主程序)在运行栈中开辟数据区.6、JMP:无条件转移指令.7、JPC:条件转移指令,当栈顶的布尔值为真时, 顺序执行,否则转向域的地址.8、OPR:系运算符和算术运算指令.将栈顶和次栈顶的内容进行运算,结果存放栈顶./*函数说明*/void error(int n,int line)说明：出错处理函数，打印出错信息，错误总数加1。

int getch()说明：读取字符函数，返回字符。

int getsym()说明：读取下一单词符号int position(char* idt,int tx);说明：字符在符号表中位置查询函数返回值：返回标识符在符号表中的索引int gen(enum fct x,int y,int z);说明：生成P代码指令int test(bool* s1,bool* s2,int n);说明：测试当前符号是否合法，若不合法，打印出错信息并进行跳读void enter(enum object k, int* ptx,int lev,int* pdx);说明：在符号表中登录分程序说明部分出现的名字int constdeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx);说明：处理常量说明，并将常量名及相应信息填入符号表int vardeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx);说明：处理变量说明，并将变量名及相应信息填入符号表int statement(bool* fsys,int* ptx,int lev);说明：分析处理各种语句int condition(bool* fsys,int* ptx,int lev);说明：分析处理条件式返回值：由参数x返回求值结果的类型void listcode(int cx0);说明：打印P代码int block(int lev,int tx,bool* fsys);说明：PL0编译器对外的接口，由main（）调用void interpret();说明：解释执行P代码int base(int l,int* s,int b);说明：基地址处理函数返回值：返回变量的基地址值int expression(bool* fsys,int* ptx,int lev)说明：表达式处理，由参数返回结果类型int term(bool* fsys,int* ptx,int lev);说明：项处理，由参数返回结果类型int factor(bool* fsys,int* ptx,int lev);说明：因子处理，由参数返回结果类型int inset(int e,bool* s);int addset(bool* sr,bool* s1,bool*s2,int n);int subset(bool* sr,bool* s1,bool*s2,int n);int mulset(bool* sr,bool* s1,bool*s2,int n);说明：使用数组实现集合的集合运算算法描述：在原算法基础上我进行了一下修改1.增加单词：保留字ELSE2.运算符+=，－=，++，――3.增加条件语句的ELSE子句为此添加了ELSESYM，为了实现如上要求的扩充，必须再正确地添加JIAJIA,JIANJIAN,JIADENG,JIANDENG等几个个SYMBOL,具体必须包括以下三个方面的修改或添加：在枚举变量SYMBOL的定义内添加JIAJIA,JIANJIAN,JIADENG,JIANDENG和ELSESYM；然后在在源程序文件中加上保留字ELSE，为了识别例如A:=++A之类的功能，还需在因子开始符号中加入JIAJIA,JIANJIAN。

这样，我们就正确地加入了五个将用来作为扩充语言功能的SYM。

为了实现功能首先需要在词法分析中加入识别单词功能增加JIAJIA（＋＋）、JIADENG（＋＝）、JIANJIAN(——)、JIANDENG(—＝)的词法分析，代码修改如下：if(ch=='+'){getchdo;if(ch=='='){sym=jiadeng;getchdo;}else{if(ch=='+'){sym=jiajia;getchdo;}else{sym=plus;}}}else{if(ch=='-'){getchdo;if(ch=='='){sym=jiandeng;getchdo;}else{if(ch=='-'){sym=jianjian;getchdo;}else{sym=minus;}}}这样，我们就完成了对词法分析器的修改。

然后JIAJIA.，JIANJIAN操作的语法图有如下两个：语句因子根据以上语法图，我们只要对语句处理程序和因子处理程序进行修改添加，即可实现增加INC和DEC操作，首先对语句处理程序进行如下修改：语句中形如++A，——A修改：if(sym==jiajia||sym==jianjian)//++a,--a{if(sym==jiajia){getsymdo;if(sym==ident){i=position(id,*ptx);if(i==0){error(11);}else{if(table[i].kind!=variable){error(12);i=0;}else{gendo(lod,lev-table[i].level,table[i].adr);//生成指令，将变量放到栈顶gendo(lit,0,1);//生成指令，把常量取到运行栈顶gendo(opr,0,2);//生成指令，栈顶加次栈顶gendo(sto,lev-table[i].level,table[i].adr);//生成指令，结果写回变量地址单元getsymdo;}}}}else//--a{getsymdo;if(sym==ident){i=position(id,*ptx);if(i==0){error(11);}else{if(table[i].kind!=variable){error(12);i=0;}else{gendo(lod,lev-table[i].level,table[i].adr);//生成指令，取变量放大栈顶gendo(lit,0,1);//生成指令，取常数到栈顶gendo(opr,0,3);//生成指令，栈顶减次栈顶gendo(sto,lev-table[i].level,table[i].adr);//生成指令，结果写回变量地址单元getsymdo;}}}}随后修改如A++，A——if(sym==jiajia||sym==jianjian)//a++,a--{addop=sym;gendo(lod,lev-table[i].level,table[i].adr); //把变量的值压入栈gendo(lit,0,1);if(addop==jiajia){gendo(opr,0,2);gendo(sto,lev-table[i].level,table[i].adr);}else{gendo(opr,0,3);gendo(sto,lev-table[i].level,table[i].adr);}getsymdo;}这样，对JIAJIA和JIANJIAN操作就扩充完成。

扩充＋＝和－＝操作这两个操作都是一种对变量进行赋值的形式，其合法的语句形式的语法图如下所示：根据图3，在已经处理部分的基础上，添加对＋＝运算和－＝运算的扩充，相关代码添加如下：if(sym==jiadeng||sym==jiandeng){addop=sym;getsymdo;gendo(lod,lev-table[i].level,table[i].adr); /*把变量的值压入栈*/factordo(nxtlev,ptx,lev);if(addop==jiadeng){gendo(opr,0,2); /*生成加法指令*/}else{gendo(opr,0,3); /*生成减法指令*/}}这样就完成了对＋＝运算和－＝运算的添加。