PL0语言编译器的中间代码生成

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编译器设计-符号表-中间代码生成

编译器设计-符号表-中间代码⽣成编译器设计-符号表-中间代码⽣成Compiler Design - Symbol TableCompiler - Intermediate Code Generation⼀．Compiler Design - Symbol Table符号表是编译器为存储变量名、函数名、对象、类、接⼝等各种实体的出现情况⽽创建和维护的⼀种重要的数据结构。

符号表既可⽤于编译器的分析部分，也可⽤于编译器的综合部分。

符号表可⽤于以下⽬的，具体取决于所使⽤的语⾔：将所有实体的名称以结构化形式存储在⼀个位置。

以验证是否已声明变量。

要实现类型检查，请验证源代码中的赋值和表达式在语义上是否正确。

确定名称的作⽤域（作⽤域解析）。

符号表只是⼀个可以是线性表或哈希表的表。

它以以下格式为每个名称维护⼀个条⽬：<symbol name, type, attribute>例如，如果符号表必须存储有关以下变量声明的信息：static int interest;然后它应该存储条⽬，例如：<interest, int, static>attribute⼦句包含与名称相关的条⽬。

实施Implementation如果编译器要处理少量数据，那么符号表可以实现为⽆序列表，这很容易编码，但它只适⽤于⼩表。

符号表可以通过以下⽅式之⼀实现：线性（排序或未排序）列表⼆叉搜索树哈希表其中，符号表主要实现为哈希表，其中源代码符号本⾝被视为哈希函数的键，返回值是关于符号的信息。

操作Operations符号表（线性或哈希）应提供以下操作。

插⼊（）此操作在分析阶段使⽤得更频繁，即编译器的前半部分，其中标识了标记并将名称存储在表中。

此操作⽤于在符号表中添加有关源代码中出现的唯⼀名称的信息。

存储名称的格式或结构取决于⼿头的编译器。

源代码中符号的属性是与该符号关联的信息。

此信息包含有关符号的值、状态、范围和类型。

函数的作⽤是：将符号及其属性作为参数，并将信息存储在符号表中。

第12章pl0代码生成

在运行栈中为被调用的过程开辟a个单元的数据区
无条件跳转至a地址
条件跳转，当栈顶布尔值非真则跳转至a地址，否则顺序执行过程调用结束后,返回调用点并退栈栈顶元素取反次栈顶与栈顶相加，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶减去栈顶，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶乘以栈顶，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶除以栈顶，退两个栈元素，结果值进栈栈顶元素的奇偶判断，结果值在栈顶次栈顶与栈顶是否相等，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶与栈顶是否不等，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶是否小于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶是否大于等于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶是否大于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈次栈顶是否小于等于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈栈顶值输出至屏幕屏幕输出换行从命令行读入一个输入置于栈顶
10
While B Do S
switch (SYM) { ……
CASE WHILESYM:
CX1
L1： B False CX2 S 转L1 L2 :
CX1=CX; GetSym(); //保留L1的地址 CONDITION(SymSetAdd(DOSYM,FSYS),LEV,TX); //生成B的代码 CX2=CX; GEN(JPC,0,0);//条件跳转, L2待定, if (SYM==DOSYM) GetSym(); else Error(18); STATEMENT(FSYS,LEV,TX);//生成S的代码 GEN(JMP,0,CX1)； //无条件跳转, 转到L1 CODE[CX2].A=CX; //回填L2
PL/0编译程序的目标代码生成是由GEN过程完成的，当语法分析正确,则调用目标代码生成过程以生成与PL/0 语句等价功能的目标代码，直到编译正常结束。注意：过程说明部分，变量和常量的说明都不产生目标代码。对分程序体入口的处理（见程序文本P424页block 的过程体） begin (*block*) dx:=3; tx0:=tx; （*保留当前table表指针值,实际为过程名在table表中的位置*） table[tx].adr:=cx;（*保留当前code指针值到过程名的adr域*） (jmp,0,0)指令，作为过程体入口指令，该指 gen(jmp,0,0); 令的第3区域的'0'需分析到过程体入口时才 7 返填。

PL0语言编译器的中间代码生成

课程设计报告( 2016--2017年度第一学期)名称：编译技术课程设计题目：PL/0语言编译器的中间代码生成院系：控制与计算机工程班级：信安1401学号：**********学生姓名：***指导教师：**设计周数：一周成绩：日期：2016年12 月29日1 课程设计的目的和要求1.1 课程设计的目的本次设计的时间为1周，目的是通过使用高级语言实现部分算法加强对编译技术和理论的理解。

设计的题目要求具有一定的规模，应涵盖本课程内容和实际应用相关的主要技术。

1.2 课程设计的要求1、要求用递归子程序法/或预测分析法实现对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法分析。

2、若语法正确，则用语法制导翻译法进行语义翻译：对说明语句，要求将说明的各符号记录到相应符号表中；对可执行语句，应产生出四元式中间代码并填写到三地址码表中；3、若语法错误，要求指出出错性质和出错位置（行号）。

出错处理应设计成一个出错处理子程序。

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

本次课设开发平台即为JA V A。

用递归子程序法实现了对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法的分析。

其中，对各个变量符号保存到了符号表中。

对可执行语句，转化成四元式中间代码进行输出。

本程序中，通过出错处理子程序，也进行了语法的错误的记录，并且输出了出错的行号和出错原因。

该程序的输入是打开test文件，通过文件输入流读入，输出有生成的中间代码、符号表内容、错误分析三部分内容，分别用java界面控件显示出来。

2.1 文法的描述在计算机科学中，文法是编译原理的基础，是描述一门程序设计语言和实现其编译器的方法。

文法的描述多用BNF(巴克斯范式)，而另一个重要的概念：正则表达式，也是文法的另一种形式。

PL/0文法的EBNF表示：<程序>::= <分程序>.<分程序>::= [<常量说明部分>][<变量说明部分>][<过程说明部分>]<语句><常量说明部分>::= const<常量定义>{,<常量定义>};<常量定义>::= <标识符>=<无符号整数><无符号整数>::= <数字>{<数字>}<标识符>::= <字母>{<字母>|<数字>}<变量说明部分>::= var<标识符>{, <标识符>};<过程说明部分>::= <过程首部><分程序>{;<过程说明部分>}<过程首部>::= procedure<标识符>;<语句> ::= <赋值语句>|<条件语句>|<当循环语句>|<过程调用语句>|<复合语句>|<读语句>|<写语句>|<空><赋值语句>::= <标识符> := <表达式><表达式> ::= [+|-]<项>{<加法运算符><项>}<项>::= <因子>{<乘法运算符><因子>}<因子>::= <标识符>|<无符号整数>| ‘ ( ’ <表达式> ‘ ) ’<加法运算符>::= +|-<乘法运算符>::= *|/<条件>::= <表达式><关系运算符><表达式>|odd<表达式><关系运算符>::= =|<>|<|<=|>|>=<条件语句>::= if<条件>then<语句><当循环语句>::= while<条件>do<语句><过程调用语句>::= call<标识符><复合语句>::= begin<语句>{;<语句>}end<读语句>::= read ‘ ( ’<标识符>{, <标识符>} ‘ ) ’<写语句>::= write ‘ ( ’<表达式>{, <表达式>} ‘ ) ’<字母>::= a|b|c|d…..x|y|z<数字>::= 0|1|2|3…...8|93 概要设计3.1 概要设计（体现系统的设计思路和主要功能）首先在源程序相同的目录下创建一个txt文档，并在文档中输入需要编译的程序即if-else 语句，然后定义一个输入流文件，利用这个流文件中的open函数打开我需要编译的txt文件，在调用初始化各种变量的初始化函数。

编译原理(PL0编译程序源代码)

/*PL/0编译程序（C语言版）*编译和运行环境：*Visual C++6.0*WinXP/7*使用方法：*运行后输入PL/0源程序文件名*回答是否将虚拟机代码写入文件*回答是否将符号表写入文件*执行成功会产生四个文件（词法分析结果.txt符号表.txt虚拟代码.txt源程序和地址.txt）*/#include <stdio.h>#include"pl0.h"#include"string"#define stacksize 500//解释执行时使用的栈int main(){bool nxtlev[symnum];printf("请输入源程序文件名:");scanf("%s",fname);fin=fopen(fname,"r");//以只读方式打开pl0源程序文件cifa=fopen("词法分析结果.txt","w");fa1=fopen("源程序和地址.txt","w");//输出源文件及各行对应的首地址fprintf(fa1,"输入pl0源程序文件名：");fprintf(fa1,"%s\n",fname);if(fin){printf("是否将虚拟机代码写入文件?(Y/N)");//是否输出虚拟机代码scanf("%s",fname);listswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');printf("是否将符号表写入文件?(Y/N)");//是否输出符号表scanf("%s",fname);tableswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');init();//初始化err=0;cc=cx=ll=0;ch=' ';if(-1!=getsym()){fa=fopen("虚拟代码.txt","w");fas=fopen("符号表.txt","w");addset(nxtlev,declbegsys,statbegsys,symnum);nxtlev[period]=true;if(-1==block(0,0,nxtlev)){//调用编译程序fclose(fa);fclose(fa1);fclose(fas);fclose(fin);return 0;}if(sym!=period){error(9);//结尾丢失了句号}if(err!=0){printf("pl0源程序出现错误，退出编译!!!请从第一个错误处开始修改.\n\n");fprintf(cifa,"源程序出现错误，请检查!!!");fprintf(fa1,"源程序出现错误，请检查!!!");fprintf(fa,"源程序出现错误，请检查!!!");fprintf(fas,"源程序出现错误，请检查!!!");}fclose(fa);fclose(fa1);fclose(fas);}fclose(fin);}else{printf("Can't open file!\n");}fclose(cifa);//printf("\n");return 0;}void init(){//初始化int i;for(i=0;i<=255;i++)ssym[i]=nul;//设置单字符符号ssym['+']=plus;ssym['-']=minus;ssym['*']=times;ssym['/']=slash;ssym['(']=lparen;ssym[')']=rparen;ssym['=']=eql;ssym[',']=comma;ssym['.']=period;ssym['#']=neq;ssym[';']=semicolon;strcpy(&(word[0][0]),"begin");//保留字设置，以字母顺序排列便于折半查找strcpy(&(word[1][0]),"call");strcpy(&(word[2][0]),"const");strcpy(&(word[3][0]),"do");strcpy(&(word[4][0]),"end");strcpy(&(word[5][0]),"if");strcpy(&(word[6][0]),"odd");strcpy(&(word[7][0]),"procedure");strcpy(&(word[8][0]),"read");strcpy(&(word[9][0]),"then");strcpy(&(word[10][0]),"var");strcpy(&(word[11][0]),"while");strcpy(&(word[12][0]),"write");wsym[0]=beginsym;//设置保留字类别一字即一类wsym[1]=callsym;wsym[2]=constsym;wsym[3]=dosym;wsym[4]=endsym;wsym[5]=ifsym;wsym[6]=oddsym;wsym[7]=procsym;wsym[8]=readsym;wsym[9]=thensym;wsym[10]=varsym;wsym[11]=whilesym;wsym[12]=writesym;strcpy(&(mnemonic[lit][0]),"lit");//设置指令名称strcpy(&(mnemonic[opr][0]),"opr");strcpy(&(mnemonic[lod][0]),"lod");strcpy(&(mnemonic[sto][0]),"sto");strcpy(&(mnemonic[cal][0]),"cal");strcpy(&(mnemonic[inte][0]),"int");strcpy(&(mnemonic[jmp][0]),"jmp");strcpy(&(mnemonic[jpc][0]),"jpc");for(i=0;i<symnum;i++){//设置符号集declbegsys[i]=false;statbegsys[i]=false;facbegsys[i]=false;}declbegsys[constsym]=true;//设置声明开始符号集declbegsys[varsym]=true;declbegsys[procsym]=true;statbegsys[beginsym]=true;//设置语句开始符号集statbegsys[callsym]=true;statbegsys[ifsym]=true;statbegsys[whilesym]=true;facbegsys[ident]=true;//设置因子开始符号集facbegsys[number]=true;facbegsys[lparen]=true;}//用数组实现集合的集合运算int inset(int e,bool* s){return s[e];}int addset(bool*sr,bool* s1,bool* s2,int n){int i;for(i=0;i<n;i++)sr[i]=s1[i]||s2[i];return 0;}void error(int n){//出错处理，打印出错位置和错误编码char space[81];memset(space, 32,81);space[cc-1]=0;printf("error(%d)",n);fprintf(fa1,"error(%d)",n);switch(n){case 1:printf("\t\t常量说明中的“=”写成“:=”\n");fprintf(fa1,"\t\t常量说明中的“=”写成“:=”\n");break;case 2:printf("\t\t常量说明中的=后应该是数字\n");fprintf(fa1,"\t\t常量说明中的=后应该是数字\n");break;case 3:printf("\t\t常量说明符中的表示符应该是=\n" );fprintf(fa1,"\t\t常量说明符中的表示符应该是=\n");break;case 4:printf("\t\tconst,var,procedure后应为标识符\n" );fprintf(fa1,"\t\tconst,var,procedure后应为标识符\n");break;case 5:printf("\t\t漏掉了“,”或“;”\n" );fprintf(fa1,"\t\t漏掉了“,”或“;”\n" );break;case 6:printf("\t\t过程说明后的符号不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t过程说明后的符号不正确\n");break;case 7:printf("\t\t应是语句开始符\n" );fprintf(fa1,"\t\t应是语句开始符\n" );break;case 8:printf("\t\t程序体语句部分的后跟符不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t程序体语句部分的后跟符不正确\n" );break;case 9:printf("\t\t程序结尾丢了句号“.”\n\n" );fprintf(fa1,"\t\t程序结尾丢了句号“.”\n");break;case 10:printf("\t\t语句之间漏了“;”\n" );fprintf(fa1,"\t\t语句之间漏了“;”\n");break;case 11:printf("\t\t标识符拼写错误或未说明\n" );fprintf(fa1,"\t\t标识符拼写错误或未说明\n");break;case 12:printf("\t\t赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量\n" );fprintf(fa1,"\t\t赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量\n");break;case 13:printf("\t\t赋值语句左部标识符后应是复制号“:=”\n" );fprintf(fa1,"\t\t赋值语句左部标识符后应是复制号“:=”\n");break;case 14:printf("\t\tcall后应为标识符\n" );fprintf(fa1,"\t\tcall后应为标识符\n");break;case 15:printf("\t\tcall后标识符属性应为过程\n" );fprintf(fa1,"\t\tcall后标识符属性应为过程\n");break;case 16:printf("\t\t条件语句中丢了then\n" );fprintf(fa1,"\t\t条件语句中丢了then\n");break;case 17:printf("\t\t丢了“end”或“;”\n" );fprintf(fa1,"\t\t丢了“end”或“;”\n");break;case 18:printf("\t\twhile型循环语句中丢了“do”\n" );fprintf(fa1,"\t\twhile型循环语句中丢了“do”\n");break;case 19:printf("\t\t语句后的符号不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t语句后的符号不正确\n" );break;case 20:printf("\t\t应为关系运算符\n" );fprintf(fa1,"\t\t应为关系运算符\n");break;case 21:printf("\t\t表达式标示符属性不能是过程\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式标示符属性不能是过程\n");break;case 22:printf("\t\t表达式漏掉了右括号\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式漏掉了右括号\n");break;case 23:printf("\t\t因子后的非法符号\n" );fprintf(fa1,"\t\t因子后的非法符号\n");break;case 24:printf("\t\t表达式的开始符不能是此符号\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式的开始符不能是此符号\n");break;case 25:printf("\t\t标识符越界\n" );fprintf(fa1,"\t\t标识符越界\n");break;case 26:printf("\t\t非法字符\n" );fprintf(fa1,"\t\t非法字符\n");break;case 31:printf("\t\t数越界\n");fprintf(fa1,"\t\t数越界\n");break;case 32:printf("\t\tread语句括号中的标识符不是变量\n" );fprintf(fa1,"\t\tread语句括号中的标识符不是变量\n");break;case 33:printf("\t\twrite()或read()中应为完整表达式\n" );fprintf(fa1,"\t\twrite()或read()中应为完整表达式\n");break;default:printf("\t\t出现未知错误\n" );fprintf(fa1,"\t\t出现未知错误\n");}err++;}//漏掉空格，读取一个字符，每次读一行，存入line缓冲区，line被getsym取空后再读一//行，被函数getsym调用int getch(){if(cc==ll){if(feof(fin)){printf("program incomplete");return-1;}ll=0;cc=0;printf("\n%d ",cx);fprintf(fa1,"\n%d ",cx);ch=' ';while(ch!=10){if(EOF==fscanf(fin,"%c",&ch)){line[ll]=0;break;}printf("%c",ch);fprintf(fa1,"%c",ch);line[ll]=ch;ll++;}fprintf(cifa,"\n");}ch=line[cc];cc++;return 0;}int getsym(){//词法分析int i,j,k,l;while(ch==' '||ch==10||ch==9)//忽略空格换行 TABgetchdo;if(ch>='a'&&ch<='z'){//以字母开头的为保留字或者标识符k=0,l=1;do{if(k<al){//al为标识符或保留字最大长度a[k]=ch;k++;}if(k==al&&l==1){error(25);l=0;}getchdo;}while(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='0'&&ch<='9');a[k]=0;//末尾存零strcpy(id,a);i=0;j=norw-1;do{//开始折半查找k=(i+j)/2;if(strcmp(id,word[k])<=0){j=k-1;}if(strcmp(id,word[k])>=0){i=k+1;}}while(i<=j);if(i-1>j){//找到即为保留字sym=wsym[k];fprintf(cifa,"%s\t\t%ssym\n",id,id);//printf("%s\t\t%ssym\n",id,id);}else{//否则为标识符或数字sym=ident;fprintf(cifa,"%s\t\tident\n",id);//printf("%s\t\tident\n",id);}}else {if(ch>='0'&&ch<='9'){k=0;num=0;sym=number;do{num=10*num+ch-'0';//数字的数位处理k++;getchdo;}while(ch>='0'&&ch<='9');k--;if(k>nmax){//数字的长度限制fprintf(cifa,"0\t\tnumber\n");num=0;error(31);}elsefprintf(cifa,"%d\t\tnumber\n",num);//printf("%d\t\tnumber\n",num);}else{if(ch==':'){//检测赋值符号，:只能和=匹配，否则不能识别getchdo;if(ch=='='){sym=becomes;fprintf(cifa,":=\t\tbecomes\n");getchdo;}else{sym=nul;}}else{if(ch=='<'){getchdo;if(ch=='='){sym=leq;//小于等于fprintf(cifa,"<=\t\tleq\n");getchdo;}else{sym=lss;//小于fprintf(cifa,"<\t\tlss\n");}}else{if(ch=='>'){getchdo;if(ch=='='){sym=geq;//大于等于fprintf(cifa,">=\t\tgeq\n");getchdo;}else{sym=gtr;//大于fprintf(cifa,">\t\tgtr\n");}}else{sym=ssym[ch];//不满足上述条件时按单字//符处理switch(ch){case'+':fprintf(cifa,"%c\t\tplus\n",ch);break;case '-':fprintf(cifa,"%c\t\tminus\n",ch );break;case '*':fprintf(cifa,"%c\t\ttimes\n",ch);break;case '/':fprintf(cifa,"%c\t\tslash\n",ch);break;case '(':fprintf(cifa,"%c\t\tlparen\n",ch);break;case ')':fprintf(cifa,"%c\t\trparen\n",ch);break;case '=':fprintf(cifa,"%c\t\teql\n",ch);break;case ',':fprintf(cifa,"%c\t\tcomma\n",ch);break;case '#':fprintf(cifa,"%c\t\tneq\n",ch);break;case ';':fprintf(cifa,"%c\t\tsemicolon\n",ch);break;case '.':break;default :error(26);}if(sym!=period){//判断是否结束getchdo;}else{printf("\n");fprintf(cifa,".\t\tperiod\n");}}}}}}return 0;}//生成目标代码//目标代码的功能码，层差和位移量int gen(enum fct x,int y,int z){if(cx>=cxmax){//如果目标代码索引过大，报错printf("Program too long");return -1;}code[cx].f=x;code[cx].l=y;code[cx].a=z;cx++;return 0;}//测试字符串int test(bool* s1,bool* s2,int n){if(!inset(sym,s1)){//测试sym是否属于s1，不属于则报错nerror(n);while((!inset(sym,s1))&&(!inset(sym,s2))){//检测不通过时，不停获得符号，直到它属于需要或补救的集合getsymdo;}}return 0;}//编译程序主体//lev：当前分程序所在层，tx:名字表当前尾指针fsys：当前模块后跟符号集合int block(int lev,int tx,bool* fsys){int i;int dx;//名字分配到的相对地址int tx0;//保留初始txint cx0;//保留初始cxbool nxtlev[symnum];dx=3;//相对地址从3开始，前3个单元即0、1、2单元分别为 SL:静态链；//DL：动态链；RA：返回地址tx0=tx;//记录本层的初始位置table[tx].adr=cx;gendo(jmp,0,0);if(lev>levmax){//层数超过3error(32);}do{if(sym==constsym){//收到常量声明printf("该语句为常量定义语句\n");getsymdo;do{constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);//常量声明处理，dx 会改//变所以使用指针while(sym==comma){//处理一次多常量定义getsymdo;constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);}if(sym==semicolon){//常量声明处理结束getsymdo;}else{error(5);//漏掉了逗号或者分号（一般是分号）}}while(sym==ident);}if(sym==varsym){//收到变量声明printf("该语句为变量声明语句\n");getsymdo;do{vardeclarationdo(&tx,lev,&dx);//变量声明处理while(sym==comma){//处理一次多变量定义getsymdo;vardeclarationdo(&tx,lev,&dx);}if(sym==semicolon){//变量声明处理结束getsymdo;}else{error(5);//漏掉逗号或者分号}}while(sym==ident);}while(sym==procsym){//收到过程声明printf("该语句为过程声明语句\n");getsymdo;if(sym==ident){enter(procedur,&tx,lev,&dx);//记录过程名getsymdo;}else{error(4);//过程声明后应为标识符}if(sym==semicolon){getsymdo;}else{error(5);//漏掉了分号}memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlev[semicolon]=true;if(-1==block(lev+1,tx,nxtlev)){return -1;}if(sym==semicolon){getsymdo;memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlev[ident]=true;nxtlev[procsym]=true;testdo(nxtlev,fsys,6);}else{error(5);}}memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlev[ident]=true;nxtlev[period]=true;testdo(nxtlev,declbegsys,7);}while(inset(sym,declbegsys));//直到没有声明符号code[table[tx0].adr].a=cx;//开始生成当前过程代码table[tx0].adr=cx;//当前过程代码地址table[tx0].size=dx;cx0=cx;gendo(inte,0,dx);//生成分配存代码if(tableswitch){//输出符号表if(tx0+1<tx){fprintf(fas,"TABLE:\n");//printf("NULL\n");}for(i=tx0+1;i<=tx;i++){switch(table[i].kind){case constant:fprintf(fas,"%d const %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"val=%d\n",table[i].val);break;case variable:fprintf(fas,"%d var %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"lev=%daddr=%d\n",table[i].level,table[i].adr);break;case procedur:fprintf(fas,"%d proc %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"lev=%daddr=%dsize=%d\n", table[i].level,table[i].adr,table[i].size);break;}}}memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);//每个后跟符号集和都包含上层后跟符//号集和，以便补救nxtlev[semicolon]=true;nxtlev[endsym]=true;statementdo(nxtlev,&tx,lev);gendo(opr,0,0);//每个过程出口都要使用的释放数据指令memset(nxtlev,0,sizeof(bool)*symnum);//分程序没有补救集合testdo(fsys,nxtlev,8);//检测后跟符号集的正确性listcode(cx0);//输出代码return 0;}//k:const var procedure//ptx:符号表尾的指针//pdx:dx为当前应分配变量的相对地址//lev:符号名字所在的层次//往符号表中添加void enter(enum object k,int* ptx,int lev,int* pdx){(* ptx)++;strcpy(table[(*ptx)].name,id);table[(* ptx)].kind=k;switch(k){case constant:if(num>amax){error(31);num=0;}table[(*ptx)].val=num;break;case variable:table[(*ptx)].level=lev;table[(*ptx)].adr=(*pdx);(*pdx)++;break;case procedur:table[(*ptx)].level=lev;break;}}//寻找符号在符号表中的地址int position(char*idt,int tx){int i;strcpy(table[0].name,idt);i=tx;//符号表尾while(strcmp(table[i].name,idt)!=0){i--;}return i;}//常量声明处理int constdeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx){if(sym==ident){getsymdo;if(sym==eql||sym==becomes){if(sym==becomes){error(1);}getsymdo;if(sym==number){enter(constant,ptx,lev,pdx);getsymdo;}else{error(2);}}else{error(3);}}else{error(4);}return 0;}//变量声明处理int vardeclaration (int* ptx,int lev,int* pdx){if(sym==ident){enter(variable,ptx,lev,pdx);getsymdo;}else{error(4);}return 0;}//输出目标代码清单void listcode(int cx0){int i;if(listswitch){for(i=cx0;i<cx;i++){fprintf(fa,"%d %s %d %d\n",i,mnemonic[code[i].f],code[i].l,code[i],a);}}}//语句处理int statement(bool* fsys,int* ptx,int lev){int i,cx1,cx2;bool nxtlev[symnum];if(sym==ident){i=position(id,*ptx);if(i==0){error(11);}else{if(table[i].kind!=variable){error(12);i=0;}else{getsymdo;if(sym==becomes){getsymdo;printf("该语句为赋值语句。

编译原理(PL0编译程序源代码)

下载可编辑/*PL/0编译程序（C语言版）*编译和运行环境：*Visual C++6.0*WinXP/7*使用方法：*运行后输入 PL/0 源程序文件名*回答是否将虚拟机代码写入文件*回答是否将符号表写入文件* 执行成功会产生四个文件（词法分析结果.txt符号表.txt虚拟代码.txt源程序和地址.txt）*/#include <stdio.h>#include"pl0.h"#include"string"#define stacksize 500//解释执行时使用的栈int main(){bool nxtlev[symnum];printf("请输入源程序文件名:");scanf("%s",fname);fin=fopen(fname,"r");//以只读方式打开pl0 源程序文件cifa=fopen(" 词法分析结果.txt","w");fa1=fopen(" 源程序和地址 .txt","w");//输出源文件及各行对应的首地址fprintf(fa1,"输入 pl0 源程序文件名：");fprintf(fa1,"%s\n",fname);if(fin){printf("是否将虚拟机代码写入文件?(Y/N)");//是否输出虚拟机代码scanf("%s",fname);listswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');printf("是否将符号表写入文件?(Y/N)");//是否输出符号表scanf("%s",fname);tableswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');init();//初始化err=0;cc=cx=ll=0;ch=' ';if(-1!=getsym()){fa=fopen("虚拟代码.txt","w");fas=fopen(" 符号表 .txt","w");addset(nxtlev,declbegsys,statbegsys,symnum);nxtlev[period]=true;if(-1==block(0,0,nxtlev)){//调用编译程序fclose(fa);fclose(fa1);fclose(fas);fclose(fin);return 0;}if(sym!=period){error(9);//结尾丢失了句号}if(err!=0){printf("pl0源程序出现错误，退出编译!!!请从第一个错误处开始修改 .\n\n");fprintf(cifa,"源程序出现错误，请检查!!!");fprintf(fa1,"源程序出现错误，请检查!!!");fprintf(fa,"源程序出现错误，请检查!!!");fprintf(fas,"源程序出现错误，请检查!!!");}fclose(fa);fclose(fa1);fclose(fas);}fclose(fin);}else{printf("Can't open file!\n");}fclose(cifa);//printf("\n");return 0;}void init(){//初始化int i;for(i=0;i<=255;i++)ssym[i]=nul;//设置单字符符号ssym['+']=plus;ssym['-']=minus;ssym['*']=times;ssym['/']=slash;ssym['(']=lparen;ssym[')']=rparen;ssym['=']=eql;ssym[',']=comma;ssym['.']=period;ssym['#']=neq;ssym[';']=semicolon;strcpy(&(word[0][0]),"begin");//保留字设置，以字母顺序排列便于折半查找strcpy(&(word[1][0]),"call");strcpy(&(word[2][0]),"const");strcpy(&(word[3][0]),"do");strcpy(&(word[4][0]),"end");strcpy(&(word[5][0]),"if");strcpy(&(word[6][0]),"odd");strcpy(&(word[7][0]),"procedure");strcpy(&(word[8][0]),"read");strcpy(&(word[9][0]),"then");strcpy(&(word[10][0]),"var");strcpy(&(word[11][0]),"while");strcpy(&(word[12][0]),"write");wsym[0]=beginsym;//设置保留字类别一字即一类wsym[1]=callsym;wsym[2]=constsym;wsym[3]=dosym;wsym[4]=endsym;wsym[6]=oddsym;wsym[7]=procsym;wsym[8]=readsym;wsym[9]=thensym;wsym[10]=varsym;wsym[11]=whilesym;wsym[12]=writesym;strcpy(&(mnemonic[lit][0]),"lit");//设置指令名称strcpy(&(mnemonic[opr][0]),"opr");strcpy(&(mnemonic[lod][0]),"lod");strcpy(&(mnemonic[sto][0]),"sto");strcpy(&(mnemonic[cal][0]),"cal");strcpy(&(mnemonic[inte][0]),"int");strcpy(&(mnemonic[jmp][0]),"jmp");strcpy(&(mnemonic[jpc][0]),"jpc");for(i=0;i<symnum;i++){//设置符号集declbegsys[i]=false;statbegsys[i]=false;facbegsys[i]=false;}declbegsys[constsym]=true;//设置声明开始符号集declbegsys[varsym]=true;declbegsys[procsym]=true;statbegsys[beginsym]=true;//设置语句开始符号集statbegsys[callsym]=true;statbegsys[ifsym]=true;statbegsys[whilesym]=true;facbegsys[ident]=true;//设置因子开始符号集facbegsys[number]=true;facbegsys[lparen]=true;}//用数组实现集合的集合运算int inset(int e,bool* s){return s[e];}int addset(bool*sr,bool* s1,bool* s2,int n){int i;for(i=0;i<n;i++)sr[i]=s1[i]||s2[i];return 0;}void error(int n){//出错处理，打印出错位置和错误编码char space[81];memset(space, 32,81);space[cc-1]=0;printf("error(%d)",n);fprintf(fa1,"error(%d)",n);case 1:printf("\t\t常量说明中的“=”写成“ := ” \n");fprintf(fa1,"\t\t常量说明中的“=”写成“ := ”\n");break;case 2:printf("\t\t常量说明中的=后应该是数字\n");fprintf(fa1,"\t\t常量说明中的 =后应该是数字\n");break;case 3:printf("\t\t常量说明符中的表示符应该是=\n" );fprintf(fa1,"\t\t常量说明符中的表示符应该是=\n");break;case 4:printf("\t\tconst,var,procedure后应为标识符 \n" );fprintf(fa1,"\t\tconst,var,procedure后应为标识符\n");break;case 5:printf("\t\t漏掉了“ , ”或“ ; ” \n" );fprintf(fa1,"\t\t漏掉了“ , ”或“ ; ”\n" );break;case 6:printf("\t\t过程说明后的符号不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t过程说明后的符号不正确\n");break;case 7:printf("\t\t应是语句开始符\n" );fprintf(fa1,"\t\t应是语句开始符\n" );break;case 8:printf("\t\t程序体语句部分的后跟符不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t程序体语句部分的后跟符不正确\n" );break;case 9:printf("\t\t程序结尾丢了句号“. ”\n\n" );fprintf(fa1,"\t\t程序结尾丢了句号“. ” \n");break;case 10:printf("\t\t语句之间漏了“; ” \n" );fprintf(fa1,"\t\t语句之间漏了“; ” \n");break;case 11:printf("\t\t标识符拼写错误或未说明\n" );fprintf(fa1,"\t\t标识符拼写错误或未说明\n");break;case 12:printf("\t\t赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量\n" );fprintf(fa1,"\t\t赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量\n");break;case 13:printf("\t\t赋值语句左部标识符后应是复制号“:= ” \n" );fprintf(fa1,"\t\t赋值语句左部标识符后应是复制号“:= ” \n");break;case 14:printf("\t\tcall后应为标识符 \n" );fprintf(fa1,"\t\tcall后应为标识符 \n");break;case 15:printf("\t\tcall后标识符属性应为过程\n" );fprintf(fa1,"\t\tcall后标识符属性应为过程\n");break;case 16:printf("\t\t条件语句中丢了then\n" );fprintf(fa1,"\t\t条件语句中丢了then\n");break;case 17:printf("\t\t丢了“ end”或“ ; ” \n" );fprintf(fa1,"\t\t丢了“ end”或“ ; ”\n");break;case 18:printf("\t\twhile型循环语句中丢了“do” \n" );fprintf(fa1,"\t\twhile型循环语句中丢了“do” \n");break;case 19:printf("\t\t语句后的符号不正确\n" );fprintf(fa1,"\t\t语句后的符号不正确\n" );break;case 20:printf("\t\t应为关系运算符\n" );fprintf(fa1,"\t\t应为关系运算符\n");break;case 21:printf("\t\t表达式标示符属性不能是过程\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式标示符属性不能是过程\n");break;case 22:printf("\t\t表达式漏掉了右括号\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式漏掉了右括号\n");break;case 23:printf("\t\t因子后的非法符号\n" );fprintf(fa1,"\t\t因子后的非法符号\n");break;case 24:printf("\t\t表达式的开始符不能是此符号\n" );fprintf(fa1,"\t\t表达式的开始符不能是此符号\n");break;case 25:printf("\t\t标识符越界 \n" );fprintf(fa1,"\t\t标识符越界 \n");break;case 26:printf("\t\t非法字符 \n" );fprintf(fa1,"\t\t非法字符 \n");break;case 31:printf("\t\t数越界 \n");fprintf(fa1,"\t\t数越界 \n");break;case 32:printf("\t\tread语句括号中的标识符不是变量\n" );fprintf(fa1,"\t\tread语句括号中的标识符不是变量\n");break;case 33:printf("\t\twrite()或 read() 中应为完整表达式\n" );fprintf(fa1,"\t\twrite()或 read() 中应为完整表达式\n");break;default:printf("\t\t出现未知错误 \n" );fprintf(fa1,"\t\t出现未知错误 \n");}err++;}// 漏掉空格，读取一个字符，每次读一行，存入line缓冲区，line被getsym取空后再读一// 行，被函数getsym 调用int getch(){if(cc==ll){if(feof(fin)){printf("program incomplete");return-1;}ll=0;cc=0;printf("\n%d ",cx);fprintf(fa1,"\n%d ",cx);ch=' ';while(ch!=10){if(EOF==fscanf(fin,"%c",&ch)){line[ll]=0;break;}printf("%c",ch);fprintf(fa1,"%c",ch);line[ll]=ch;ll++;}fprintf(cifa,"\n");}ch=line[cc];cc++;return 0;}int getsym(){//词法分析int i,j,k,l;while(ch==' '||ch==10||ch==9)//忽略空格换行TABgetchdo;if(ch>='a'&&ch<='z'){//以字母开头的为保留字或者标识符k=0,l=1;do{if(k<al){//al为标识符或保留字最大长度a[k]=ch;k++;}if(k==al&&l==1){error(25);l=0;}getchdo;}while(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='0'&&ch<='9');a[k]=0;//末尾存零strcpy(id,a);i=0;j=norw-1;do{//开始折半查找k=(i+j)/2;if(strcmp(id,word[k])<=0){j=k-1;}if(strcmp(id,word[k])>=0){i=k+1;}}while(i<=j);if(i-1>j){//找到即为保留字sym=wsym[k];fprintf(cifa,"%s\t\t%ssym\n",id,id);//printf("%s\t\t%ssym\n",id,id);}else{//否则为标识符或数字sym=ident;fprintf(cifa,"%s\t\tident\n",id);//printf("%s\t\tident\n",id);}}else {if(ch>='0'&&ch<='9'){k=0;num=0;sym=number;do{num=10*num+ch-'0';//数字的数位处理k++;getchdo;}while(ch>='0'&&ch<='9');k--;if(k>nmax){//数字的长度限制fprintf(cifa,"0\t\tnumber\n");num=0;error(31);}elsefprintf(cifa,"%d\t\tnumber\n",num);//printf("%d\t\tnumber\n",num);}else{if(ch==':'){//检测赋值符号，:只能和=匹配，否则不能识别getchdo;if(ch=='='){sym=becomes;fprintf(cifa,":=\t\tbecomes\n");getchdo;}else{sym=nul;}}else{if(ch=='<'){getchdo;if(ch=='='){sym=leq;//小于等于fprintf(cifa,"<=\t\tleq\n");getchdo;}else{sym=lss;//小于fprintf(cifa,"<\t\tlss\n");}}else{if(ch=='>'){getchdo;if(ch=='='){sym=geq;// 大于等于fprintf(cifa,">=\t\tgeq\n");getchdo;}else{sym=gtr;//大于fprintf(cifa,">\t\tgtr\n");}}else{sym=ssym[ch];//不满足上述条件时按单字// 符处理switch(ch){case'+':fprintf(cifa,"%c\t\tplus\n",ch);break;case '-':fprintf(cifa,"%c\t\tminus\n",ch);break;case '*':fprintf(cifa,"%c\t\ttimes\n",ch);break;case '/':fprintf(cifa,"%c\t\tslash\n",ch);break;case '(':fprintf(cifa,"%c\t\tlparen\n",ch);break;case ')':fprintf(cifa,"%c\t\trparen\n",ch);break;case '=':fprintf(cifa,"%c\t\teql\n",ch);break;case ',':fprintf(cifa,"%c\t\tcomma\n",ch);break;case '#':fprintf(cifa,"%c\t\tneq\n",ch);break;case ';':fprintf(cifa,"%c\t\tsemicolon\n",ch);break;case '.':break;default :error(26);}if(sym!=period){//判断是否结束getchdo;}else{printf("\n");fprintf(cifa,".\t\tperiod\n");}}}}}}return 0;}//生成目标代码 // 目标代码的功能码，层差和位移量int gen(enum fct x,int y,int z){if(cx>=cxmax){//如果目标代码索引过大，报错printf("Program too long");return -1;}code[cx].f=x;code[cx].l=y;code[cx].a=z;cx++;return 0;}//测试字符串int test(bool* s1,bool* s2,int n){if(!inset(sym,s1)){//测试sym是否属于s1，不属于则报错n error(n);while((!inset(sym,s1))&&(!inset(sym,s2))){//检测不通过时，不停获得符号，直到它属于需要或补救的集合getsymdo;}}return 0;}// 编译程序主体//lev：当前分程序所在层，tx: 名字表当前尾指针fsys ：当前模块后跟符号集合int block(int lev,int tx,bool* fsys){int i;int dx;//名字分配到的相对地址int tx0;//保留初始txint cx0;//保留初始cxbool nxtlev[symnum];dx=3;//相对地址从 3 开始，前 3 个单元即0、 1、 2 单元分别为SL: 静态链；//DL ：动态链； RA：返回地址tx0=tx;//记录本层的初始位置table[tx].adr=cx;gendo(jmp,0,0);if(lev>levmax){//层数超过3error(32);}do{if(sym==constsym){//收到常量声明printf("该语句为常量定义语句\n");getsymdo;do{constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);//常量声明处理，dx 会改 // 变所以使用指针while(sym==comma){//处理一次多常量定义getsymdo;constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);}if(sym==semicolon){//常量声明处理结束getsymdo;}else{error(5);//漏掉了逗号或者分号（一般是分号）}}while(sym==ident);}if(sym==varsym){//收到变量声明printf("该语句为变量声明语句\n");getsymdo;do{vardeclarationdo(&tx,lev,&dx);//变量声明处理while(sym==comma){//处理一次多变量定义getsymdo;vardeclarationdo(&tx,lev,&dx);}if(sym==semicolon){//变量声明处理结束getsymdo;}else{error(5);//漏掉逗号或者分号}}while(sym==ident);}while(sym==procsym){//收到过程声明printf("该语句为过程声明语句\n");getsymdo;if(sym==ident){enter(procedur,&tx,lev,&dx);//记录过程名getsymdo;}else{error(4);//过程声明后应为标识符}if(sym==semicolon){getsymdo;}else{error(5);//漏掉了分号}memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlev[semicolon]=true;if(-1==block(lev+1,tx,nxtlev)){return -1;}if(sym==semicolon){getsymdo;memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlev[ident]=true;nxtlev[procsym]=true;testdo(nxtlev,fsys,6);}else{error(5);}}memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);nxtlev[ident]=true;nxtlev[period]=true;testdo(nxtlev,declbegsys,7);}while(inset(sym,declbegsys));//直到没有声明符号code[table[tx0].adr].a=cx;//开始生成当前过程代码table[tx0].adr=cx;//当前过程代码地址table[tx0].size=dx;cx0=cx;gendo(inte,0,dx);//生成分配存代码if(tableswitch){//输出符号表if(tx0+1<tx){fprintf(fas,"TABLE:\n");//printf("NULL\n");}for(i=tx0+1;i<=tx;i++){switch(table[i].kind){case constant:fprintf(fas,"%d const %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"val=%d\n",table[i].val);break;case variable:fprintf(fas,"%d var %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"lev=%daddr=%d\n",table[i].level,table[i].adr);break;case procedur:fprintf(fas,"%d proc %s ",i,table[i].name);fprintf(fas,"lev=%daddr=%dsize=%d\n",table[i].level,table[i].adr,table[i].size);break;}}}memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);//每个后跟符号集和都包含上层后跟符// 号集和，以便补救nxtlev[semicolon]=true;nxtlev[endsym]=true;statementdo(nxtlev,&tx,lev);gendo(opr,0,0);//每个过程出口都要使用的释放数据指令memset(nxtlev,0,sizeof(bool)*symnum);//分程序没有补救集合testdo(fsys,nxtlev,8);//检测后跟符号集的正确性listcode(cx0);//输出代码return 0;}//k:const var procedure//ptx:符号表尾的指针//pdx:dx为当前应分配变量的相对地址//lev: 符号名字所在的层次// 往符号表中添加void enter(enum object k,int* ptx,int lev,int* pdx){(* ptx)++;strcpy(table[(*ptx)].name,id);table[(* ptx)].kind=k;switch(k){case constant:if(num>amax){error(31);num=0;}table[(*ptx)].val=num;break;case variable:table[(*ptx)].level=lev;table[(*ptx)].adr=(*pdx);(*pdx)++;break;case procedur:table[(*ptx)].level=lev;break;}}//寻找符号在符号表中的地址int position(char*idt,int tx){int i;strcpy(table[0].name,idt);i=tx;//符号表尾while(strcmp(table[i].name,idt)!=0){i--;}return i;}//常量声明处理int constdeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx){if(sym==ident){getsymdo;if(sym==eql||sym==becomes){if(sym==becomes){error(1);}getsymdo;if(sym==number){enter(constant,ptx,lev,pdx);getsymdo;}else{error(2);}}else{error(3);}}else{error(4);}return 0;}//变量声明处理int vardeclaration (int* ptx,int lev,int* pdx){if(sym==ident){enter(variable,ptx,lev,pdx);getsymdo;}else{error(4);}return 0;}//输出目标代码清单void listcode(int cx0){int i;if(listswitch){for(i=cx0;i<cx;i++){fprintf(fa,"%d %s %d %d\n",i,mnemonic[code[i].f],code[i].l,code[i],a);}}}//语句处理int statement(bool* fsys,int* ptx,int lev){int i,cx1,cx2;bool nxtlev[symnum];if(sym==ident){i=position(id,*ptx);if(i==0){error(11);}else{if(table[i].kind!=variable){error(12);i=0;}else{getsymdo;if(sym==becomes){getsymdo;printf("该语句为赋值语句。

编译原理-分析中间代码生成程序

实验报告课程名称编译原理实验学期至学年第学期学生所在系部年级专业班级学生姓名学号任课教师实验成绩计算机学院制开课实验室：年月日实验题目分析中间代码生成程序一、实验目的分析PL/0编译程序的总体结构、代码生成的方法和过程；具体写出一条语句的中间代码生成过程。

二、设备与环境PC兼容机、Windows操作系统、Turbo Pascal软件等。

三、实验内容1.分析PL/0程序的Block子程序，理清PL/0程序结构和语句格式。

画出Block子程序的流程图，写出至少两条PL/0程序语句的语法格式。

2.分析PL/0程序的Block子程序和Gen子程序，了解代码生成的方法和过程。

使用概要算法来描述语句的代码生成过程。

3.自己编写一个简单的PL/0程序，能够正确通过编译，得到中间代码。

列出自己编写的源程序和编译后得到的中间代码。

4.从中选择一个语句或表达式，写出代码生成的过程。

要求从自己的源程序中选择一条语句，结合这条语句写出语义分析和代码生成过程。

在描述这个过程中，要说清楚每个功能有哪个子程序的哪条语句来完成，说清楚语句和参数的含义和功能。

四、实验结果及分析(一)程序标注levmax = 3; { max depth of block nesting } { 最大允许的块嵌套层数}{ 语法分析过程block }{ 参数：lev:这一次语法分析所在的层次}{ tx:符号表指针}{ fsys:用于出错恢复的单词集合}procedure block(lev, tx: integer; fsys: symset);vardx: integer; { data allocation index } { 数据段内存分配指针，指向下一个被分配空间在数据段中的偏移位置}tx0: integer; { initial table index } { 记录本层开始时符号表位置}cx0: integer; { initial code index } { 记录本层开始时代码段分配位置}{ 登陆符号表过程enter }procedure enter(k: object1);begin { enter object into table } { 参数：k:欲登陆到符号表的符号类型}tx := tx + 1; { 符号表指针指向一个新的空位}with table[tx] do { 开始登录}beginname := id; { name是符号的名字，对于标识符，这里就是标识符的名字}kind := k; { 符号类型，可能是常量、变量或过程名}case k of { 根据不同的类型进行不同的操作}constant: { 如果是常量名}beginif num > amax then { 在常量的数值大于允许的最大值的情况下}beginerror(31); { 抛出31号错误}num := 0; { 实际登陆的数字以0代替}end;val := num { 如是合法的数值，就登陆到符号表}end;variable: { 如果是变量名}beginlevel := lev; { 记下它所属的层次号}adr := dx; { 记下它在当前层中的偏移量}dx := dx+1; { 偏移量自增一，为下一次做好准备}end;procedur: { 如果要登陆的是过程名}level := lev { 记录下这个过程所在层次}EndEndend { enter };{ 登录符号过程没有考虑到重复的定义的问题。

基础课程实践项目——PL0编译器的熟悉与C0语言编译器的

基础课程实践项目——PL/0编译器的熟悉与C0语言编译器的构造张昱2012年秋P1 预备阶段1、实验环境熟悉安装Linux，使用GCC来编译C程序，如PL/0编译器，并运行编译生成的可执行程序。

2、PL/0语言了解并确定与PL/0语言表达能力类似的C0语言阅读pl0.zip中的doc/pl0.pdf和sample/tests.pl0，理解PL/0语言的特征；编译PL/0编译器，运行所生成的可执行的PL/0编译器并用它编译运行tests.pl0。

C0 语言只有整数类型，它是C语言的一个子集，其程序结构包含变量声明（PL/0中的常量定义用带赋值的变量声明来表示）、变量声明和无参函数声明（定义）。

C0语言有赋值语句、条件语句、循环语句、函数调用语句、复合语句和空语句。

注意：C0语言没有PL/0语言所允许的嵌套定义的过程（即在一个过程体中定义另一个过程）。

C0语言编写出的程序是一个合法的C程序，可以用GCC编译得到可执行程序并运行。

我们将在后面的课程实验中，要求大家写出C0语言的词法和语法定义，并构造C0的编译器。

3、编写C0程序用C0语言编写与tests.pl0功能相同的tests.c，并用GCC编译并运行。

4、初步理解PL/0编译器的中间表示对比pl0.zip中的sample/tests.pl0和sample/tests.res，尝试理解PL/0编译器所用的中间表示——一种栈机器代码（在doc/pl0.pdf的1.2节有简要介绍）。

P2 词法分析1、理解PL/0编译器的词法分析过程PL/0编译器的词法分析由src/pl0.c中的getsym( )函数来负责完成。

2、扩展PL/0的词法扩展PL/0编译器以支持：1）由/*开始后跟0个或多个字符、再以*/结尾的多行注释；2）以0开头后跟0~7这8种数字组成的八进制数；3）以0x或0X开头后跟0~9、A~F、a~f 组成的十六进制数。

3、词法的形式描述分别给出PL/0语言和C0语言所的词法规范（即用正规式描述语言中合法的单词）。

编译原理中间代码生成

编译原理中间代码生成在编译原理中，中间代码生成是编译器的重要阶段之一、在这个阶段，编译器将源代码转换成一种中间表示形式，这种中间表示形式通常比源代码抽象得多，同时又比目标代码具体得多。

中间代码既能够方便地进行优化，又能够方便地转换成目标代码。

为什么需要中间代码呢？其一，中间代码可以方便地进行编译器优化。

编译器优化是编译器的一个核心功能，它能够对中间代码进行优化，以产生更高效的目标代码。

在中间代码生成阶段，编译器可以根据源代码特性进行一些优化，例如常量折叠、公共子表达式消除、循环不变式移动等。

其二，中间代码可以方便地进行目标代码生成。

中间代码通常比较高级，比目标代码更具有表达力。

通过中间代码，编译器可以将源代码转换成与目标机器无关的形式，然后再根据目标机器的特性进行进一步的优化和转换，最终生成目标代码。

中间代码生成的过程通常可以分为以下几步：1.词法分析和语法分析：首先需要将源代码转换成抽象语法树。

这个过程涉及到词法分析和语法分析两个步骤。

词法分析将源代码划分成一个个的词法单元，例如标识符、关键字、运算符等等。

语法分析将词法单元组成树状结构，形成抽象语法树。

2.语义分析：在语义分析阶段，编译器会对抽象语法树进行静态语义检查，以确保源代码符合语言的语义规定。

同时，还会进行类型检查和类型推导等操作。

3.中间代码生成：在中间代码生成阶段，编译器会将抽象语法树转换成一种中间表示形式，例如三地址码、四元式、特定的中间代码形式等。

这种中间表示形式通常比较高级，能够方便进行编译器的优化和转换。

4.中间代码优化：中间代码生成的结果通常不是最优的，因为生成中间代码时考虑的主要是功能的正确性，并没有考虑性能的问题。

在中间代码生成之后，编译器会对中间代码进行各种优化，以产生更高效的代码。

例如常量折叠、循环优化、死代码删除等等。

5.中间代码转换：在完成了中间代码的优化之后，编译器还可以对中间代码进行进一步的转换。

这个转换的目的是将中间代码转换成更具体、更低级的形式，例如目标机器的汇编代码。

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设计的题目要求具有一定的规模，应涵盖本课程内容和实际应用相关的主要技术。

1.2 课程设计的要求1、要求用递归子程序法/或预测分析法实现对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法分析。

出错处理应设计成一个出错处理子程序。

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

本次课设开发平台即为JA V A。

用递归子程序法实现了对表达式、各种说明语句、控制语句进行语法的分析。

其中，对各个变量符号保存到了符号表中。

对可执行语句，转化成四元式中间代码进行输出。

本程序中，通过出错处理子程序，也进行了语法的错误的记录，并且输出了出错的行号和出错原因。

该程序的输入是打开test文件，通过文件输入流读入，输出有生成的中间代码、符号表内容、错误分析三部分内容，分别用java界面控件显示出来。

2.1 文法的描述在计算机科学中，文法是编译原理的基础，是描述一门程序设计语言和实现其编译器的方法。

文法的描述多用BNF(巴克斯范式)，而另一个重要的概念：正则表达式，也是文法的另一种形式。

接着开始进行词法分析，词法分析程序的主要任务是对构成源程序的字符串从左到右的扫描，逐个字符地读入源程序字符并按照构词规则切分成一个一个具有独立意义的单词。

并确定其属性（如保留字、标识符、运算符、界限符和常量等）。

再把它们转换成长度统一的标准形式—属性字。

词法分析是编译过程中的第一个阶段，在语法分析前进行。

也可以和语法分析结合在一起作为一遍，由语法分析程序调用词法分析程序来获得当前单词供语法分析使用。

单词的分类（五类）：1. 关键字：由程序语言定义的具有固定意义的标识符。

也称为保留字或基本字。

2. 标识符：用来表示程序中各种名字的字符串。

3. 常数：常数的类型一般有整型、实型、布尔型、文字型。

4. 运算符：如+、－、*、/ 等。

5. 界限符：如逗号、分号、括号等。

但是我做的这个实验没有用到那么多东西，词法分析的有效字符串为: IF,ELSE,THEN, <,>,.<=,>=,=，和从a到z的单个标识符，但是程序还是相对来说比较简单，复杂的表达式可能不能处理，以后会改进。

而词法分析的结果就是将相应的单词赋予不同的属性值，利用词法分析表将结果保存起来，为后面的语义分析做准备。

词法分析完成之后就是把词法分析的结果都显示出来。

语法分析的过程在上面已经有了说明，语法分析完了之后就是打印中间代码的三地址形式，根据上面的结果，三地址的数组里面已经存储了编译的具体信息，之需要按照相应的算符，将他们输出出来，即可看到中间代码的三地址表示形式。

3.2 系统用例图【必须有】图3-1 系统用例图3.3 系统用例此编译器系统共有两个面向用户的用例，导入程序用例和分析PL/0程序用例。

其中分析PL/0程序用例中又包含了词法分析用例、语法分析用例、和生成四元式用例。

3.4 开发环境在JA V A开发环境下实现PL/0中间代码（四元式）生成编译器。

4 详细设计4.1 系统的类图4.2 主要算法的流程图4.3 数据分析与定义1、token 类用于存放读取的token 单词 class token{private String sym = ""; // 保存token 的类型private String name = ""; // 保存token 的内容public int lineNum;// 该词所在的行} 2、符号类，存放于符号表中class nameClass{String name = null;String kind = null;int val; // 值int level;// 层次int adr;// 过程的入口代码地址}3、错误处理类输出数据词法分析程序表格管理程序语法分析程序中间代码生成程序出错处理程序PL/0主执行程序 PL/0源程序表示子程序表示数据流表示调用关系class erro{public static String errorString = "";String[] err={" 缺少左括号","非法字符：赋值符号:=","等号后的字符为非法字符","缺少等号","声明过程中遇到的字符不是标识符","缺少分号","非法语句","整数大小越界","整数位数越界","缺少右括号","语句和语句之间没有分号","标识符不存在","标识符不是变量名","缺少赋值符号","call后不是标识符","call后不是过程名","if后不是then","没有遇到end","while循环缺少do","标识符长度越界","缺少逻辑运算符","标识符为过程名","缺少右括号"};int linenumber;int t;}4、midcode类表示midcode指令class midcode{String op = "";// 第一个参数：操作码String arg1 = ""; // 第二个参数：操作数1String arg2 = ""; // 第三个参数：操作数2String result = ""; // 第四个参数：结果-中间参数}4.4 系统界面设计5 测试方法和测试结果5.1 测试用例1测试目的：通过primenum.pl文件（本身词法语法是正确的）来进行检测，在没有词法语法的前提下是否能够正确的分析PL/0程序，并且生成正确的中间代码，符号表的内容是否正确。

其中test.pl文件中的程序代码包含了conset常量，var变量，procedure过程声明，begin、end关键字，复杂表达式赋值，read、write语句，算术运算符（+、—、*）、关系运算符（=、/、#、>、<、>=、<=），条件if、then语句，过程调用call语句，当型循环while、do语句，和字母数字，基本包含了所有pl0语言的语法语义规则。