CMM解释器项目文档

1、CMM解释器项目文档一、背景完成小组的基本信息：姓名学号分工内容蔡武庆2013302580148语义分析 中间代码周子鹏2013302580149界面设计 解释执行刘宏勇2013302580151词法语法 代码调试二、文法描述给出所实现的CMM语言的完整的文法描述词法/* CMM中的空白符 */SKIP: " " | "r" | "t" | "n"/* CMM中的注释符号(需要进行匹配查找) */MORE: "/*":IN_MULTI_LINE_COMMENT/* 注释符号不用被编译，是特殊符号

2、 */<IN_MULTI_LINE_COMMENT>SPECIAL_TOKEN: <MULTI_LINE_COMMENT:"*/">:DEFAULT/* 在注释符号之间可以输入任意字符 */<IN_MULTI_LINE_COMMENT>MORE: <>/* CMM中的保留字 */TOKEN: <ELSE:"else"> | <IF:"if"> | <INT:"int"> | <READ:"read">

3、 | <REAL:"real"> | <WHILE:"while"> | <WRITE:"write">/* CMM中的常数 */TOKEN: <INTEGER_LITERAL:/十进制整数<DECIMAL_LITERAL>> | <#DECIMAL_LITERAL:("1"-"9"("0"-"9")* | "0")> | <REAL_LITERAL:/十进制

4、实数(<DECIMAL_LITERAL>)+("."(<DECIMAL_LITERAL>)+)?>/* CMM中的标识符（由数字、字母和下划线组成的串，但必须以字母开头、且不能以下划线结尾的串） */TOKEN: <IDENTIFIER:<LETTER>(<LETTER> | <DIGIT> | "_")*(<LETTER> | <DIGIT>)+)?> | <#LETTER:("a"-"z" | "

5、;A"-"Z")> | <#DIGIT:"0"-"9">/* CMM中的分隔符 */TOKEN: <LPAREN:"("> | <RPAREN:")"> | <LBRACE:""> | <RBRACE:""> | <LBRACKET:""> | <RBRACKET:""> | <SEMICOLON:"&

6、quot;>/* CMM中的运算符 */TOKEN: <ASSIGN:"="> | <LT:"<"> | <EQ:"="> | <NE:("<>")> | <PLUS:"+"> | <MINUS:"-"> | <TIMES:"*"> | <OVER:"/">语法非终结符列表：<Program> /程序<

7、;Statement> /语句<InputStm> /输入语句<OutputStm> /输出语句<IfStm> /if语句<WhileStm> /while语句<VarDeclaration> /变量声明语句<Assignment> /赋值语句<Block> /复合语句<Expression> /表达式<Term> /项<Factor> /因子<Variable> /变量<Constant> /常量<Array>/数组BNF范式列表:

8、<Program>:(<Statement>)*<Statement>:<InputStm>|<OutputStm>|<IfStm>|<WhileStm>|<VarDeclaration>|<Assignment>|<Block>|<SEMICOLON><InputStm>:<READ><LPAREN><Variable> (<COMMA><Variable>)*<RPAREN>&

9、lt;SEMICOLON><OutputStm>:<WRITE><LPAREN><Expression><RPAREN><SEMICOLON><IfStm>:<IF><LPAREN><Expression><RPAREN> <Statement>(<ELSE> <Statement>)*<WhileStm>:<WHILE><LPAREN><Expression><RPA

10、REN> <Statement><VarDeclaration> :(<INT>|<REAL>)<Variable>(<ASSIGN><Expression>)?(<COMMA><Variable>(<ASSIGN><Expression>)?)<SEMICOLON><Assignment>:<Variable><ASSIGN><Expression><SEMICOLON><Blo

11、ck>:<LBRACE>(<Statement>)*<RBRACE><Expression>:<Term>(<PLUS>|<MINUS>|<LT>|<GT>|<EQ>|<NE>)<Term>)*<Term>: <Factor>(<TIMES>|<OVER>)<Factor>)*<Factor>: <LPAREN><Expression><RPAR

12、EN>|<Variable>|<Constant><Variable>:<ID>|<Array><Constant>: （<MINUS>|<PLUS>）？<INTEGER_LITERAL>|<REAL_LITERAL><Array>:<ID><LBRACKET><Expression><RBRACKET>三、系统分析和设计包括系统的概要设计、详细设计和核心算法说明及分析，系统所采用的开发工具等。词法 1. 先将

13、Token按要求划分成常数（包括十进制整数和十进制实数）、保留字、注释、 特殊符号(操作符和分隔符)、特殊Token几大类； 2. 逐行扫描，将每行的字符串转换为字符型的数组，其中剔除空白符号（比如空格）； 3. 逐字扫描，根据构造的DFA，完成读入字符后状态的跳转，并在到达终态时确定所 读入的Token的类型，必要时还要记录Token的字符串形式以备将其打印出来； 4. 根据对Token的处理，选择不同的打印形式，有以下几种：打印出错信息、打印操 作符和分隔符、打印关键字、打印常数、打印标识符、打印注释内容。主要有以下几个方法：1./* 启动逐行的词法分析*/ public string r

14、un(string text)2./* 检查读入的当前标识符是否为保留字，如果是则把标识符类型从ID改为相应的保留字类型*/ public TokenType reservedWordScan(string word) 3./* 启动逐标识符的词法分析*/ public void getToken() 4./* 处理Token，按要求输出*/ public string tokenstrOutput(TokenStr tokS) 语法 采用递归下降的语法分析方法，并构造出抽象语法树。 语法树的节点中有三个属性：节点类型、节点名字、子节点链表（孩子链表）。 语法分析步骤：1. 首先从词法分析的结

15、果（一个ArrayList）中获取各种终结符，但同时剔除掉一些注释、空格符、有错误标记的Token等特殊Token，将有待语法分析的终结符放入wordAl（ArrayList类型）中；2. 为每个非终结符提供一个处理其逻辑的函数，通过函数分析对应非终结符的产生式，并将结果保存为节点添加到抽象语法树上合适的位置。通过每个函数的递归调用最后就可以产生整个程序的抽象语法树。根节点为Program；3. 打印语法树，采用前序遍历的方式将节点中的str成员打印出来，一旦出现语法错误就将错误处理信息直接附在str中。主要有以下几个方法：1./* 启动逐Token的语法分析 */ public string

16、 run(ArrayList tokenAL) 2./* 打印语法树 */ public string dump(Node node, string space)3./* 匹配单词 */ public void match(Scanner.TokenType type) public void match(string s)PS：对应每个语法树节点都有一个相应的处理方法，例如：对于分析赋值语句有ParseAssignment方法，对于分析变量有ParseVariable方法。每个方法的返回类型都是Node，也就是调用后都会生成一个相应的语法树结点。4.5.6. 语义利用符号表在语法分析的基础上

17、，主要检查了以下几种语义错误，并同时生成了中间代码。检测的语义错误：1. 使用了未定义的变量；2. 在同一层对变量进行了重复定义；3. 声明的数组长度不为正整数；注：1. 由于每个声明之后会自动得到初始值0，所以不存在变量声明后未初始化就使用的问题。2. 本程序中检查类型的转换只是会在real类型转换为int类型时有精读丢失，但不将其定义为语义错误。在生成的语法树基础上，具体在类GramParser中实现：主要有以下几个方法：1./* 在总表中查询某变量,如果找到返回该符号表项,否则返回null */ public SymItem LookUp(string s) 2./* 检查当前符号表中是

18、否已经存在该变量名，以防止在同一层对变量重复定义;如果重复定义，则返回false，否则返回true */ bool Check(string str)3./* 匹配单词 */符号表若干张符号分表构成一个链式栈的符号总表，每一张符号分表都是一个由若干符号表项组成的链表，对应着某一个块域，管理同一个层里的所有变量，每个符号表项对应该层内的一个变量或者一个数组元素。符号表项一共有三个属性：名字、类型和值。程序中含有两个类：SymItem和Symtable，分别对应着符号表项和符号分表。中间代码说明：表示当前值， 具体在类GramParser中实现，该类中有一个string类型的链表intercode

19、，用于存放生成的中间代码。另外有一个gen方法，将输入的字符串存入intercode链表。1. 输入语句gen("read", item.Type.ToString(), "_", item.Name);2. 输出语句gen("write", ”result”, "_", "outstream");3. If语句设置一个整数变量ifLevel，用于记录if语句镶嵌层次gen("judge", "if", "result&quo

20、t;， ifLevel.ToString();gen("judge", "if", "start",  ifLevel.ToString();gen("mark", "if", "end", ifLevel.ToString(); gen("judge", "else", "start", ifLe

21、vel.ToString();gen("mark", "else", "end",  ifLevel.ToString();4. While语句设置一个整数变量whileLevel，用于记录while语句镶嵌层次gen("mark", "while", "begin", whileLevel.ToString();gen("judge", "while",&

22、#160;"result", whileLevel.ToString();gen("mark", "while", "end", whileLevel.ToString();5. 赋值语句 gen("assign", item.Type.ToString(), "result", item.Name);6. 声明语句在获得int或者real关键字后，登录符号表，创建一个符号表项： gen("new

23、", "item", "_", "table")然后对生成的item的类型进行相应的赋值： gen("assign", "type", "INT", "item")或者gen("assign", "type", "REAL", "item");如果存在赋值，则在进行赋值操作：gen("assign", "type", tempT

24、ype.ToString(), "item");7. 表达式gen("lt", num2.ToString(), num1.ToString(), value);gen("gt", num2.ToString(), num1.ToString(), value);gen("eq", num2.ToString(), num1.ToString(), value);gen("ne", num2.ToString(),