广工2012编译原理课程设计

编译原理课程设计报告课程名称______编译原理_____题目名称学生学院__计算机学院______专业班级____学号__________学生姓名________指导教师__________2012年1月15日目录一．课程设计目的..............................................................3二．课程设计要求..............................................................31.基本内容..........................................................................................................................................33.本人在课程设计中已实现的功能..................................................................................................3四．结构设计说明............................................................31.PL/0编译程序的结构图.................................................................................................................32.PL/0编译程序的过程或函数的功能表..........................................................................................43.PL/0编译程序的总体流程图..........................................................................................................44.词法分析...........................................................................................................................................55.语法分析...........................................................................................................................................66.语义分析...........................................................................................................................................77.中间代码生成...................................................................................................................................88.语法错误处理...................................................................................................................................8五．设计过程..................................................................91.增加运算:*=和/=.............................................................................................................................92.增加Pascal的FOR语句:........................................................................................................10八．课程设计总结.............................................................16一．课程设计目的在分析理解一个教学型编译程序（如PL/0）的基础上，对其词法分析程序、语法分析程序和语义处理程序进行部分修改扩充。达到进一步了解程序编译过程的基本原理和基本实现方法的目的。二．课程设计要求1.基本内容（1）扩充赋值运算：*=和/=（2）扩充语句（Pascal的FOR语句）:①FOR变量:=表达式TO表达式DO语句②FOR变量:=表达式DOWNTO表达式DO语句其中，语句①的循环变量的步长为2，语句②的循环变量的步长为-2。2.选做内容（1）增加类型：①字符类型；②实数类型。（2）扩充函数：①有返回值和返回语句；②有参数函数。（3）增加一维数组类型（可增加指令）。（4）其他典型语言设施。3.本人在课程设计中已实现的功能（1）扩充赋值运算：*=和/=（2）扩充语句（Pascal的FOR语句）:①FOR变量:=表达式TO表达式DO语句②FOR变量:=表达式DOWNTO表达式DO语句三．课程设计环境与工具（1）计算机及操作系统：PC机，Windows7（2）实现工具：C++Builder6（3）教学型编译程序：PL/0四．结构设计说明1.PL/0编译程序的结构图Pl0源程序词法分析程序语法分析程序代码生产程序目标程序表格管理程序出错处理程序2.PL/0编译程序的过程或函数的功能表过程或函数名简要功能说明pl0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测试当前单词符号是否合法block分程序分析处理过程enter登录名字表position(函数)查找标识符在名字表中的位置constdeclaration常量定义处理vardeclaration变量说明处理listode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(函数)通过静态链求出数据区的基地址3.PL/0编译程序的总体流程图4.词法分析词法分析是编译的第一个阶段，它的主要任务是从左向右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词序列用于语法分析。PL/0词法分析程序GETSYM的功能是为语法分析提供单词用的，是语法分析的基础，把输入的字符串形式的源程序分割成一个个单词符号。经过词法分析程序分析出来的单词，对语言固有的单词只给出类别存放在全程变量SYM中，而对用户定义的单词（标识符或常数）既给出类别又给值，其类别放在SYM中，值放在全程变量ID或全程变量NUM中，全部单词种类由编译程序定义的纯量类型SYMBOL给出，称为语法词汇表。词法分析器的分析过程：调用GETSYM时，它通过GETCH过程从源程序中获得一个字符。如果这个字符是字母，则继续获取字符或数字，最终可以拼成一个单词，查保留字表，如果查到为保留字，则把SYM变量赋成相应的保留字类型值；如果没有查到，则这个单词应是一个用户自定义的标识符（可能是变量名、常量名或是过程的名字），把SYM置为IDENT，把这个单词存入ID变量。查保留字表时使用了二分法查找以提高效率。如果Getch获得的字符是数字，则继续用Getch获取数字，并把它们拼成一个整数或实数，然后把SYM置为INTEGER，并把拼成的数值放入NUM变量。如果识别出其它合法的符号（比如：赋值号、大于号、小于等于号等），则把SYM则成相应的类型。如果遇到不合法的字符，把SYM置成NUL。词法分析程序GETSYM将完成下列任务：（1）滤空格（2）识别保留字（3）识别标识符（4）拼数（5）拼复合词（6）输出源程序启动置初值调用getsym取单词调用block过程是否为源程序结束符源程序是否有错误调用解释过程interpret解释执行目标执行目标程序结束出错打印错误NNYY5.语法分析PL/0编译程序的语法分析采用了自顶向下的递归的子程序法。语法分析同时也根据程序的语义生成相应三元代码，并提供了出错处理的机制。语法分析主要由分程序分析过程（BLOCK）、常量定义分析过程（ConstDeclaration）、变量定义分析过程（Vardeclaration）、语句分析过程（Statement）、表达式处理过程（Expression）、项处理过程（Term）、因子处理过程（Factor）和条件处理过程（Condition）构成。这些过程在结构上构成一个嵌套的层次结构。除此之外，还有出错报告过程（Error）、代码生成过程（Gen）、测试单词合法性及出错恢复过程（Test）、登录名字表过程（Enter）、查询名字表函数（Position）以及列出类PCODE代码过程（Listcode）作过语法分析的辅助过程。由PL/0的语法图可知：一个完整的PL/0程序是由分程序和句号构成的。因此，本编译程序在运行的时候，通过主程序中调用分程序处理过程block来分析分程序部分（分程序分析过程中还可能会递归调用block过程），然后，判断最后读入的符号是否为句号。如果是句号且分程序分析中未出错，则是一个合法的PL/0程序，可以运行生成的代码，否则就说明源PL/0程序是不合法的，输出出错提示即可。程序分程序语句条件表达式项因子PL/0语法调用关系图6.语义分析PL/0的语义分析主要进行以下检查：（1）是否存在标识符先引用未声明的情况；（2）是否存在己声明的标识符的错误引用；（3）是否存在一般标识符的多重声明。7.中间代码生成目标代码类pcode是一种假想栈式计算机的汇编语言。8.语法错误处理PL/0编译程序对语法错误的处理采用两种办法：（1）对于一些易于校正的错误，如丢了逗号、分号等，指出出错的位置，加以校正，继续进行分析。（2）对于难于校正的错误，给出错误的位置与性质，跳过后面一些单词，直到下一个可以进行正常语法分析的语法单位。错误类型如下：0过程开始部分说明不正确1常数说明中=写成:=2常数说明中=后应为整数或实数或字符3常数说明中的标识符后应是=4const,var,procedure后应为标识符5漏掉了,或;6过程说明后的符号不正确(应该是语句开始符,或过程定义符)7应是语句开始符8程序体内语句部分的后跟符不正确9程序结尾丢了句号.10语句间漏了;11标识符未说明12赋值语句中,赋值号左部标识符属性应是变量13变量后应是“:=”“*=”“/=”14call后应为标识符15call后标识符属性应为过程16条件语句中丢了then17丢了end或;18while型循环语句丢了do19语句后的符号不正确20应为关系运算符21表达式内标识符属性不能是过程22表达式中漏掉右括号(23因子后的非法符号24表达式的开始符不能是此符号31数越界32read语句括号中的标识符不是变量五．设计过程1.增加运算:*=和/=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：TESTSYM在S1中?打印出错编号n