编译原理4.doc

南昌航空大学实验报告二0一0 年 十一 月十七日课程名称： 编译原理 实验名称： 扩充的PL0程序 班级： 08061130 姓名： 胡作堃 同组人： 指导教师评定： 签名： 一、 实验目的进一步熟悉编译程序的整体框架，给出整个编译程序的流程结构，用C或vc+语言编写程序；并将编制的编译程序进行调试、实现PL/0编译程序。二、 实验要求（1）根据所选的程序设计语言，修改并调试。（2）举出例子程序，在程序中进行编译。（3）用此编译程序对有关语句进行编译，并输出目标指令。（4）书写出合格的实验报告。三、 实验步骤1.输入文件中变量的声明形如：var a,b,c; 以var保留字开始，不同变量以”,”分隔，最后以”;”结束。2.read语句格式为read(a)或者read(a,b);3.write语句格式为write(a),括号里面没有字符串常量，注意与书后的形如write(a=,a)是不相同的。4.的声明形如：”procedure proname;”不含参数表。5.一维数组形如：变量类型array 数组名数组下标。6条件语句形如：if then ；else,语句7扩充的记录型数据类型形如：for 循环语句及带参数的过程。四、 参考源代码#include #include #include #include #include #include #ifndef WIRTH_ZYC_#define WIRTH_ZYC_using namespace std;const int norw = 16; / no. of reserved words 保留字的个数const int txmax = 100; / length of identifier table 标示符表的长度（容量）const int al = 10; / length of identifiers 标示符的最大长度const int nmax = 14; / max. no. of digits in numbers 数字的最大长度const int amax = 2047; / maximum address 寻址空间const int levmax = 3; / maximum depth of block nesting 最大允许的块嵌套层数const int cxmax = 200; / size of code array 类PCODE目标代码数组长度（可容纳代码行数）const int lineLength = 82; / 行缓冲区长度typedef enum 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,REPEATSYM,UNTILSYM symbol; / symobl类型标识了不同类型的词汇typedef char alfaal+1; / alfa类型用于标识符typedef enum CONSTANT,VARIABLE,PROCEDURE,ARRAY obj0; / 三种标识符的类型typedef enum LIT,OPR,LOD,STO,CAL,INT,JMP,JPC fct; / functionstypedef set symset;struct instructionfct f; / function codeint l; / level,cannt big than levmax int a; / displacement address,cannt big than amax; / 类PCODE指令类型，包含三个字段：指令f、层差l和另一个操作数a/*lit 0,a: load constant a *opr 0,a: execute operation a *lod l,a: load variable l,a *sto l,a: store variable l,a *cal l,a: call procedure a at level l *int 0,a: increment t-register by a *jmp 0,a: jump to a *jpc 0,a: jump conditional to a */typedef structalfa name;obj0 kind;union structint level,adr,size;inOther;int val;other; Table;class PL0 protected:bool listswitch,sourceEnd;char ch; / last character readsymbol sym; / last symbol readalfa id; / last identifier readint num; / last number readint cc; / character countint ll; / line lengthint kk,err;int cx; / code allocation indexint codeNo; / code line no.static string errStr; / error string char linelineLength; / code linevector errorString; / error arrayalfa a; / 词法分析器中用于临时存放正在分析的词instruction codecxmax+1; / destination code arrayalfa wordnorw+1; / 保留字表symbol wsymnorw+1; / 保留字表中每一个保留字对应的symbol类型 symbol ssym100; / 一些符号对应的symbol类型表char mnemonic86; / 类PCODE指令助记符表 symset declbegsys,statbegsys,facbegsys; / 声明开始、表达式开始和项开始符号集合Table tabletxmax+1; / 符号表FILE* fin,*fout;public:PL0(char* source,char*destination); / 构造函数PL0()fclose(fin),fclose(fout); / 析构函数 void error(int n); / 出错处理，打印出错位置和出错代码void getsym(); / 词法分析，读取一个单词 void getch(); / 漏掉空格，读取一个字符void gen(fct x,int y,int z); / 生成目标代码，并送入目标程序区void test(symset s1,symset s2,int n); / 测试当前单词符号是否合法 void block(int lev,int tx,symset fsys); / 分程序分析处理过程 void enter(obj0 k,int &tx,int &dx,int lev); / 登入名字表int position(alfa id,int tx); / 查找标示符在名字表中的位置 void constdeclaration(int&tx,int&dx,int lev); / 常量定义处理void vardeclaration(int&tx,int&dx,int lev); / 变量说明处理void listcode(int cx0); / 列出目标代码清单void statement(symset fsys,int tx,int lev); / 语句部分处理 void expression(symset fsys,int tx,int lev); / 表达式处理 void term(symset fsys,int tx,int lev); / 项处理 void factor(symset fsys,int tx,int lev); / 因子处理void condition(symset fsys,int tx,int lev); / 条件处理void arraydeclaration(int& tx,int& dx,int lev); / 数组说明处理void interpret(); / 对目标代码的解释执行程序 int base(int l,int b,int s); / 通过静态链求出数据区的基地址 void SaveCode(); / 保存代码 ;string PL0:errStr= ,error 0001: 常数说明中“=”写成“：=”,error 0002: 常数说明中的“=”后应为数字,error 0003: 常数说明中的标识符后应是“=”,error 0004: const,var,procedure后应为标识符,error 0005: 漏掉了,或;,error 0006: 过程说明后的符号不正确（应是语句开始符或过程开始符）,error 0007: 应是语句开始符,error 0008: 过程体内语句部分的后跟符不正确,error 0009: 程序皆为丢了句号.,error 0010: 语句之间漏了;,error 0011: 标识符没说明,error 0012: 赋值语句中，赋值号左部标识符属性应是变量,error 0013: 赋值语句左部标识符应是赋值号:=,error 0014: call后应为标识符,error 0015: call后标识符属性应为过程,error 0016: 条件语句中丢了then,error 0017: 丢了end或;,error 0018: while型循环语句中丢了do,error 0019: 语句后的标识符不正确,error 0020: 应为关系运算符,error 0021: 表达式内标识符属性不能是过程,error 0022: 表达式中漏掉了右括号),error 0023: 因子后的非法符号,error 0024: 表达式开始符不能是此符号,error 0025: 文件在不该结束的地方结束了,error 0026: 结束符出现在不该结束的地方,error 0027: ,error 0028: ,error 0029: ,error 0030: ,error 0031: 数越界,error 0032: read语句括号中标识符不是变量,error 0033: else附近错误 ,error 0034: repeat附近错误; / PL0构造函数PL0:PL0(char* source,char*destination)listswitch=true,sourceEnd=false;strcpy(word1,begin); / 初始化存储保留字strcpy(word2,call);strcpy(word3,const); strcpy(word4,do);strcpy(word5,else);strcpy(word6,end);strcpy(word7,if);strcpy(word8,odd);strcpy(word9,procedure);strcpy(word10,read);strcpy(word11,repeat);strcpy(word12,then);strcpy(word13,until);strcpy(word14,var);strcpy(word15,while);strcpy(word16,write);wsym1= BEGINSYM; wsym2= CALLSYM; / 初始化保留字表中每一个保留字对应的symbol类型 wsym3= CONSTSYM; wsym4= DOSYM;wsym5= ELSESYM; wsym6= ENDSYM;wsym7= IFSYM; wsym8= ODDSYM;wsym9= PROCSYM; wsym10= READSYM; wsym11= REPEATSYM; wsym12= THENSYM;wsym13= UNTILSYM; wsym14= VARSYM; wsym15= WHILESYM; wsym16= WRITESYM; memset(code,0,sizeof(code);memset(ssym,0,100*sizeof(symbol);memset(table,0,sizeof(table);memset(line,0,sizeof(line);ssym+= PLUS; / 初始化一些符号对应的symbol类型表ssym-= MINUS;ssym*= TIMES;ssym/= SLASH;ssym(= LPAREN;ssym)= RPAREN;ssym= EQL;ssym,= COMMA;ssym.= PERIOD;ssym#= NEQ;ssym= GTR;ssym;= SEMICOLON;strcpy(mnemonicLIT, lit ); / 初始化类PCODE指令助记符表 strcpy(mnemonicOPR, opr );strcpy(mnemonicLOD, lod );strcpy(mnemonicSTO, sto );strcpy(mnemonicCAL, cal );strcpy(mnemonicINT, int );strcpy(mnemonicJMP, jmp );strcpy(mnemonicJPC, jpc );declbegsys.insert(CONSTSYM),declbegsys.insert(VARSYM),declbegsys.insert(PROCSYM); / 初始化声明开始符号集合 statbegsys.insert(BEGINSYM),statbegsys.insert(CALLSYM),statbegsys.insert(IFSYM),statbegsys.insert(WHILESYM); / 初始化表达式开始符号集合facbegsys.insert(IDENT),facbegsys.insert(NUMBER),facbegsys.insert(LPAREN); / 初始化项开始符号集合err= 0;cc= 0; / 行缓冲区指针cx= 0; / 代码分配指针，代码生成模块总在cx所指位置生成新的代码 ll= 0; / 行缓冲区长度ch= ; / last character read kk= al; / 引入此变量是出于程序性能考虑codeNo=0; / code line no.fin=fopen(source,r);fout=fopen(destination,w);/ 出错处理，打印出错位置和出错代码void PL0:error(int n)char s10;sprintf(s,第 %d 行:,codeNo);/errorString.push_back(s+errStrn);err= err+1;/error count/error end/ 词法分析，读取一个单词 void PL0:getsym()if(sourceEnd)return;int i,j,k;while (ch = |ch=9)getch(); / cls space and tabif(isalpha(ch) / id or reserved wordk=0;memset(a,0,al+1);/ 检测一个单词长度doif (k = kk)kk = k;elsedoakk= ;kk= kk-1;while(kk k);strcpy(id,a);i= 1;j= norw;/ 判断是否是关键字（二分搜索）dok= (i+j) / 2;if(strcmp(id, wordk)=0)i= k+1;while(i j)sym= wsymk;elsesym= IDENT;else if(isdigit(ch) / numberk= 0;num= 0;sym= NUMBER;donum= 10 * num + ch - 0;k= k+1;getch();while(isdigit(ch);if(k nmax)error(30);else if (ch = :)getch();if( ch = =)sym= BECOMES;getch();elsesym= NUL;else if(ch = ) / extra stuff added to support )getch();if( ch = =)sym= GEQ;getch();elsesym= GTR;else / end of extra stuffsym= ssymch; / 其它符号的赋值getch();/ 漏掉空格，读取一个字符void PL0:getch()if(cc = ll)if(feof(fin)if(sym!=PERIOD)error(25);sourceEnd=true;return;cc= 0;fgets(line,lineLength,fin);codeNo+;ll=strlen(line);if(linell-1=10) ll-;ch= linecc;cc= cc+1;/ 生成目标代码，并送入目标程序区void PL0:gen(fct x,int y,int z)if (cx cxmax)coutlevmax)error(32);do if( sym = CONSTSYM) / 处理常量声明getsym();doconstdeclaration(tx,dx,lev); / 调用常量处理while (sym = COMMA) / 如果是逗号getsym(); / 读取下一个单词constdeclaration(tx,dx,lev); / 调用常量处理if (sym =SEMICOLON) / 如果是分号getsym(); / 读取下一个单词else / 否则报错，缺少;或,error(5); while(sym=IDENT); / 如果有效的字符if( sym = VARSYM) / 处理变量声明getsym();dovardeclaration(tx,dx,lev);while( sym = COMMA)getsym();vardeclaration(tx,dx,lev);if( sym =SEMICOLON)getsym();elseerror(5);while(sym=IDENT);while( sym =PROCSYM) / 处理过程的声明getsym();if (sym =IDENT)enter(PROCEDURE,tx,dx,lev);getsym();elseerror(4);if( sym =SEMICOLON)getsym();elseerror(5);symset tmp = fsys;tmp.insert(SEMICOLON);block(lev+1,tx,tmp);if (sym = SEMICOLON)getsym();symset tmp = statbegsys;for(int i= IDENT;i=PROCSYM;i+)tmp.insert(symbol)i);test(tmp,fsys,6);elseerror(5);symset tmp=statbegsys;tmp.insert(IDENT);test(tmp,declbegsys,7);while(declbegsys.find(sym)!=declbegsys.end();codetabletx0.other.inOther.adr.a= cx;tabletx0.other.inOther.adr= cx; / start adr of codetabletx0.other.inOther.size=dx;cx0= cx;gen(INT,0,dx);symset tmp=statbegsys;for(int i=SEMICOLON;i amax)error(31);num=0;tabletx.other.val=num;break;case VARIABLE:tabletx.other.inOther.level=lev;tabletx.other.inOther.adr=dx;dx+;break;case PROCEDURE:tabletx.other.inOther.level=lev;break;case ARRAY:tabletx.other.inOther.size = lev;break;/enter end/ 查找标示符在名字表中的位置 int PL0:position(alfa id,int tx)/find identifier id in tableint i;strcpy(, id);i= tx;while (strcmp(,id)!=0)i-;return i;/position end/ 常量定义处理void PL0:constdeclaration(int&tx,int&dx,int lev)if(sym = IDENT) getsym(); if(sym=EQL&sym=BECOMES) if( sym =BECOMES) error(1);getsym();if( sym = NUMBER)enter(CONSTANT,tx,dx,lev);getsym();else error(2); elseerror(3);else error(4);/ constdeclaration end/ 变量说明处理void PL0:vardeclaration(int&tx,int&dx,int lev)if( sym = IDENT)enter(VARIABLE,tx,dx,lev);getsym();elseerror(4);/vardeclaration end/ 数组说明处理void PL0:arraydeclaration(int&tx,int&dx,int lev) int upscript=0,downscript=0;getsym();if(sym = NUMBER | sym = CONSTSYM)if(num = 0)upscript = num;getsym();else error(32);if(sym = COMMA)getsym();elseerror(32);if(sym = NUMBER | sym = CONSTSYM)downscript = num;getsym();if(sym != RPAREN)error(32);elseenter(ARRAY,tx,dx,downscript+1);getsym();/ 列出目标代码清单void PL0:listcode(int cx0)/list code generated for this blockint i;if(listswitch)for (i= cx0;icx;i+) cout i mnemoniccodei.f codei.l codei.aendl;/ listcode end/ 语句部分处理 void PL0:statement(symset fsys,int tx,int lev)if(sourceEnd)return;int i,cx1,cx2;if(sym =IDENT)i= position(id,tx);if (i = 0)error(11);else if (tablei.kind!=VARIABLE)error(12);i= 0;getsym();if(sym =BECOMES)getsym();elseerror(13);expression(fsys,tx,lev);if(sym != SEMICOLON)error(10);if( i!= 0)gen(STO,lev-tablei.other.inOther.level,tablei.other.inOther.adr);else if( sym = READSYM)getsym();if( sym!=LPAREN)error(34);elsedogetsym();if (sym=IDENT)i=position(id,tx);elsei=0;if( i=0 )error(35);elsegen(OPR,0,16);gen(STO,lev-tablei.other.inOther.level,tablei.other.inOther.adr);getsym();while(sym = COMMA);if (sym != RPAREN)error(33);while (fsys.find(sym)!=fsys.end() getsym();else getsym();else if( sym = WRITESYM )getsym();if (sym=LPAREN)dogetsym();symset tmp=fsys;for(int t=RPAREN;t=COMMA;t+)tmp.insert(symbol)t);expression(tmp,tx,lev);gen(OPR,0,14);while(sym=COMMA);if (sym!=RPAREN)error(33);elsegetsym();gen(OPR,0,15);else if( sym =CALLSYM)getsym();if( sym!=IDENT)error(14);elsei= position(id,tx);if (i = 0)error(11);else if (tablei.kind = PROCEDURE)gen(CAL,lev-tablei.other.inOther.level,tablei.other.inOther.adr);elseerror(15);getsym();else if( sym =IFSYM)getsym();symset tmp=fsys;int j = 0;for(j= THENSYM;j= DOSYM;j+)tmp.insert(symbol)j);condition(tmp,tx,lev);if( sym = THENSYM)getsym();elseerror(16);cx1= cx;gen(JPC,0,0);tmp.insert(ELSESYM);statement(tmp,tx,lev);getsym();codecx1.a= cx;if(sym = ELSESYM) getsym(); cx2=cx; gen(JMP,0,0); codecx1.a=cx; statement(fsys,tx,lev); codecx2.a=cx;else if( sym =BEGINSYM)getsym();symset tmp=fsys;int k =0;for(k=SEMICOLON;k=ENDSYM;k+)tmp.insert(symbol)k);statement(tmp,tx,lev);tmp=statbegsys;tmp.insert(SEMICOLON);while( tmp.find(sym)!=tmp.end()if(sourceEnd)return;if (sym =SEMICOLON|sym =ENDSYM)getsym();else if(sym=PERIOD)error(26);getsym();elseerror(10);tmp=fsys;int m = 0;for(m=SEMICOLON;m=ENDSYM;m+)tmp.insert(symbol)m);if(sour