编译原理课设报告最终版

一、设计目的研究、改进或自行设计、开发一个简单的编译程序或其部分功能，加深对编译理论和编译过程的理解。

编程语言不限。

二、设计任务扩展 PL/0 编译程序功能目的: 扩充 PL/0 编译程序功能要求: (1)阅读、研究 PL/0 编译程序源文件。

(2)在上述工作基础上，可有选择地补充、完善其中词法分析、语法分析、语义分析、目标代码生成、目标代码解释执行等部分的功能。

如以语法分析部分为例，则可以增加处理更多语法成分的功能，如可处理一维数组、++、--、+=、-=、*=、/=、%(取余)、!(取反)、repeat、for、else、开方、处理注释、错误提示、标示符或变量中可以有下划线等。

还可以增加类型，如增加字符类型、实数类型; 扩充函数如有返回值和返回语句的，有参数函数等;(3)设计编制典型的运行实例，以便能反映出自己所作的改进。

三、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。

四、设计内容：1扩充语句for(<语句>；<条件>；<语句>)<语句>；2扩充语句if <条件> then <语句> else <语句>；3扩充语句repeat <语句>；until <条件>；4增加自增自减运算++和—和+=，-=运算；5修改不等号#，为!=；6增加一维数组声明格式：<ident>[<ident>/<number>:<ident>/<number>]； 赋值格式：<ident>[<index>]:=<表达式>； 调用格式：<ident>[<index>]五、程序结构：PL/0源程序图1 编译程序结构 图2功能模块调用1.功能模块作用如下：Pl0.c ：主程序Error ：出错处理，打印出错位置和错误编码 Getsym ：词法分析，读取一个单词 Getch ：漏掉空格，读取一个字符Gen ：生成目标代码，并送入目标程序区 Test ：测试当前符号是否合法Block ：分程序分析处理过程，词法语法分析 Enter ：登陆名字表Position ：查找标识符在名字表中的位置Constdeclaration：常量定义处理Vardeclaraction：变量说明处理Listcode：列出目标代码清单Statement：语句处理Expression：表达式处理Term：项处理Factor：因子处理Condition：条件处理Interpret：对目标代码的解释执行程序Base：通过静态链求出数据取得基地址增加两个功能：Arraydeclaration：数组声明处理Arraycoef：数组索引计算和“虚拟机”动作生成2.保留字：enum symbol {nul, ident, number, plus, minus, times, slash, oddsym, eql, neq,lss, leq, gtr, geq, lparen,rparen, comma, semicolon, period, becomes,beginsym, endsym, ifsym, thensym,elsesym,forsym, inc, dec, whilesym, writesym,readsym, dosym, callsym, constsym,varsym,procsym, repeatsym, untilsym, plusbk, minusbk,lbrack, rbrack, colon,}共43个，其中补充保留字为：else, for, repeat, until, plusbk, minusbk,Lbrack, rbrack, colon3.名字表中的类型enum object{ constant, variable, procedure, arrays, }共4个，扩充arrays，以便实现数组4.虚拟机代码enum fct { lit, opr, lod, sto, cal, inte, jmp, jpc, lda, sta, }共10个，补充的lda，sta用于数组操作6.错误信息(1)const,var,procedure后应为标识符(2) 常数说明中的=后应是数字(3)常数说明中的标识符后应是=(4)常数说明中的=写成了：=(5)漏掉了，或；(6)过程说明后的符号不正确（应是语句开始符，或过程定义符）(7)应是语句开始符(8)标识符未说明(9)程序结尾丢了句号。

(10)语句之间漏了；(11)call后应为标识符(12)赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量(13)赋值号左部标识符属性应是赋值号(14)程序体内语句部分的后跟符不正确(15)call后标识符属性应为过程(16)条件语句中丢了then(17)丢了end或；(18)while循环语句中丢了do(19)语句后的符号不正确6.名字表结构struct tablestruct{char name[al];enum object kind;int val;int level;int adr;int size;//扩充名字表结构,增加一个data域保存数组的下界int data; /* 其他数据,对arrays来说是下界*/} 7.语法描述图：图3 程序语法描述图图4 分程序语法描述图图5 语句语法描述图图6条件语法描述图图7 表达式语法描述图图8 项语法描述图图9 因子语法描述图四、功能扩充1.语句处理中加入for循环语句if(sym == forsym){getsymdo;if(sym != lparen) error(34);//没有左括号出错else {getsymdo;statementdo(nxtlev, ptx, lev); //S1代码if(sym != semicolon) error(10); //语句缺少分号出错else{cx1=cx;getsymdo;conditiondo(nxtlev, ptx, lev); //E代码if(sym!=semicolon)error(10);//语句缺少分号出错else {cx2=cx;gendo(jpc,0,0);cx3=cx;gendo(jmp,0,0);getsymdo;cx4=cx;statementdo(nxtlev, ptx, lev); //S2代码if(sym != rparen) error(22);//缺少右括号出错else {gendo(jmp,0,cx1);getsymdo;cx5=cx;statementdo(nxtlev, ptx, lev); //S3代码code[cx3].a=cx5;gendo(jmp,0,cx4);code[cx2].a=cx;} } } } }2.在语句处理中增加repeat-until语句if(sym == repeatsym){cx1 = cx;getsymdo;statementdo(nxtlev, ptx, lev);if(sym == untilsym){getsymdo;conditiondo(nxtlev, ptx, lev);cx2=cx;gendo(jpc, 0, 0);code[cx2].a=cx1; }else error(33); //没有写until出错} }3.扩充++和—运算符对于++和--运算符，扩充时要注意存在两个情况：1）作为语句的时候；2）作为表达式中的因子的时候。

注意：扩充时增加因子开始符facbegsys[incs]=true和facbegsys[decs]=true。

扩充的语法描述见结构设计中的PL/0分程序和主要语句的语法描述中的描述图，详细代码见程序。

1）作为语句的时候，有四种情况：a++; a--; ++a; --a;文法的EBNF表示形式为：<自增自减语句>::=<标识符>[++ |--]|[++|-- ]<标识符>文法分析过程大体如下图：++a 和—a a++和a —生成中间代码对于a++;++a;和a--;--a;语句的处理如下：先将变量的值取出放在栈顶，后将1入栈，后执行加法或减法运算oprv 指令的2（加法)、3（减法），后将运算后的栈顶值存回变量。

a++;和++a;语句的中间代码：lod 0 3;lit 0 1;opr 0 2;sto 0 3;a--;和--a;语句的中间代码：lod 0 3;lit 0 1;opr 0 3;sto 0 3;2）作为因子的时候，有两种情况：a++和a--作为因子，比如：b:=a++*a--;语句++a 和--a 作为因子，比如：b:=--a+2*++a;语句文法的EBNF 表示形式为：<表达式>::=...[ ++|--]<标识符>|<标识符>[++| --]...其中的...表示前后都可以有其他的项或因子生成中间代码A 对于因子++a 和--a 的中间代码生成处理和a++;等语句处理一样；B 对于因子a++和a —的中间代码生成处理如下：a++:lod 0 3;lit 0 1;opr 0 2;sto 0 3;lod 0 3;lit 0 1;opr 0 3;a--:lod 0 3;lit 0 1;opr 0 3;sto 0 3;lod 0 3;lit 0 1;opr 0 2;先将变量的值取出放在栈顶，后将1入栈，后执行加法或减法运算opr 指令的2(加法)、3（减法），后将运算后的栈顶值存回变量，后将变量的值又取出来放入栈顶，后将1入栈，如果是a++就执行减法，如果是a —就执行加法，以实现先用a 的值后再加1。

4.语句处理中加入if-then-else 语句在原有程序if(sym==then){...}后加入下列代码：cx1 = cx;gendo(jpc, 0, 0);statementdo(fsys, ptx, lev);if(sym == elsesym){getsymdo;cx2 = cx;gendo(jmp, 0, 0);code[cx1].a = cx;statementdo(fsys, ptx, lev);code[cx2].a = cx;}elsecode[cx1].a = cx;5.修改不等号#为!=注释源程序中的ssym['#'] = neq语句，在getsym中加入下列代码：//修改不等号为!=else if(ch=='!'){getchdo;if(ch=='='){sym=neq;getchdo; }else sym=nul; }6.加入对一维数组的支持本程序将数组看做变量的一种，由var声明函数调用array声明函数完成数组声明，这样就处加入文件输出的相关语句外，可以完全保留block函数和enter函数；通过改写factor函数使数组因子包括了后缀的索引号，这样就可以调用通用的表达式函数赋值数组了。