编译原理课程实验指导书-PL0语言及其编译器Word文件下载.doc
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2.3语义分析 11
2.4代码生成 11
2.5代码执行 13
2.6错误诊断处理 15
2.7符号表管理 17
2.8其他 18
第二部分上机实验要求 19
第三部分PL语言编译器源程序与示例 21
1．示例与结果表示 21
1.1PL语言源程序 21
1.2生成的代码（片段） 23
2.PL语言编译器源程序 23
序言
本《编译原理》实验，其目的是让大家动手设计和实现一个规模适中的语言的编译器，该编译器不仅涉及编译程序的各个阶段，而且也强调了编译的总体设计、各个阶段的接口安排等等。
通过上机实践，来设计这个相对完整的编译器，一方面可以使同学们增加对编译程序的整体认识和了解——巩固《编译原理》课程所学知识，另一方面，通过上机练习，学生也可以学到很多程序调试技巧和设计大型程序一般的原则，如模块接口的协调，数据结构的合理选择等等。
为了使学生能尽早动手实践，我们建议把实践分成三部分，首先阅读本教程第一部分，在这部分就PL语言的语法及其编译程序的各个阶段作了简单介绍，以便对PL编译程序有个初步的印象。
其次要认真阅读理解第三部分所给出的PL编译器源程序及示例，使上一阶段的初步印象得以加深、具体化。
最后按照第二部分的实验要求扩充PL语言的功能并加以实现。
具体操作时分成三个阶段：
词法分析、语法分析及代码生成。
最后再统一组装成一个完整的PL编译器，并适当进行改进、补充。
一、实验安排
编译器的词法分析
学时：
2
（一）、实验目的：
通过阅读PL的语法图，设计、编制并调试一个PL词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。
（二）、实验内容：
PL的词法分析器将要完成以下工作：
（1）跳过分隔符（如空格，回车，制表符）；
（2）识别诸如begin，end，if，while等保留字；
（3）识别非保留字的一般标识符，此标识符值（字符序列）赋给全局量id，而全局量sym赋值为SYM_IDENTIFIER。
（4）识别数字序列，当前值赋给全局量NUM，sym则置为SYM_NUMBER；
（5）识别:
=，<
=，>
=之类的特殊符号，全局量sym则分别被赋值为SYM_BECOMES，SYM_LEQ，SYM_GEQ等。
相关过程（函数）有getsym（），getch（），其中getch（）为获取单个字符的过程，除此之外，它还完成：
（1）识别且跳过行结束符；
（2）将输入源文件复写到输出文件；
（3）产生一份程序列表，输出相应行号或指令计数器的值。
编译器的语法分析
4
掌握PL语言编译器的语法分析程序设计与LL
（1）文法应用的实现方法。
采用递归下降的方法来设计PL/0编译器，证明PL/0语言属于LL
（1）文法。
然后结合语法图编写（递归下降）语法分析程序的一般方法，具体方面有：
（1）用合适的替换将语法约化成尽可能少的单个图；
（2）将每一个图按下面的规则（3）-（7）翻译成一个过程说明；
（3）顺序图对应复合语句：
（4）选择：
（5）循环
（6）表示另一个图A的图：
（7）表示终结符的单元图：
相关过程有：
block（）,constdeclaration（）,vardeclaration（）,statement（）,condition（）,expression（）,term（）,factor（）等。
并画出它们之间依赖关系图，并在此基础上实现程序的编制。
并适当进行语义分析的相关检查：
（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。
编译器的代码生成
掌握PL语言编译器的中间代码生成的程序分析与实现方法，并能对错误进行分析与处理。
为了使我们的编译程序保持适当简单的水平，不致陷入与本课程无关的实际机器的特有性质的考虑中去，我们假想有台适合PL程序运行的计算机，我们称之为PL处理机。
PL处理机顺序解释生成的目标代码。
PL处理机的指令集根据PL语言的要求而设计，它包括以下的指令：
（1）LIT/*将常数置于栈顶*/
（2）LOD/*将变量值置于栈顶*/
（3）STO/*将栈顶的值赋与某变量*/
（4）CAL/*用于过程调用的指令*/
（5）INT/*在数据栈中分配存贮空间*/
（6）JMP,JPC/*用于if,while语句的条件或无条件控制转移指令*/
（7）OPR/*一组算术或逻辑运算指令*/
上述指令的格式由三部分组成：
F
L
A
其中，f,l,a的含义见下表：
a
INT
———
常量
LIT
LOD
层次差
数据地址
STO
CAL
程序地址
JMP
JPC
OPR
运算类别
表1PL处理机指令
PL的编译程序为每一条PL源程序的可执行语句生成后缀式目标代码。
另一方面，发现错误，并给出合适的诊断信息且继续编译下去从而发现更多的错误，对于编译程序而言是完全必要的。
结合关键字规则、镇定规则，采用策略：
先用一些明显的关键符号给它赋初值，然后随着分析子目标的层次深入，逐步补充别的合法符号。
并编写子程序去验证之。
二、考核方式及评定标准
上机实验要求对PL语言及其编译器进行实现及扩充、修改。
每个扩充或修改方式可得到不同的分数，满分为100分。
完成上机作业后，必须提交下列文档：
（1）修改后的PL语言文本。
包含词法分析（正规式），语法分析（BNF）。
（2）有关修改后的PL编译/解释器的说明。
详细说明编译器是如何编译新的PL语言程序的。
指出程序中最精彩的部分，以及为什么这样做，如何控制和恢复语义错误的。
（3）给出改动后的编译器源程序清单，并标记出所修改的部分。
比较你的编译器和原来的编译器之间的差别。
（4）说明你的编译器中可能存在的错误。
（5）总结经验与教训，如果重做一遍，会有哪些新的改进？
对现存的PL编译程序做如下修改或扩充，其中
（1）、
（2）、（11）和（12）必须完成，剩余的均可任意选择，但总分必须超过40分。
（1）注释（5分）
（2）布尔类型的数据（10分）
（3）布尔表达式的短路计算（5分）
（4）数组（10分）为了便于解释执行，可能要增加新的PL机器操作指令。
（5）参数（10分）语法同Pascal（不用var声明）。
（6）函数（10分）语法同Pascal。
（7）else子句和repeat语句（5分）
（8）for语句，语法参照Pascal或C语言（5分）
（9）exit语句和break语句（5分）
（10）记录（结构）,语法同Pascal语言（10分）。
（11）更有力的语法错误恢复机制（20分）
（12）分离解释和编译器（5分）
三、参考资料与编译器分析
第一部分PL语言及其编译器
1.PL语言介绍
PL程序设计语言是一个较简单的语言，它以赋值语句为基础，构造概念有顺序、条件和重复（循环）三种。
PL有子程序概念，包括过程定义（可以嵌套）与调用且有局部变量说明。
PL中唯一的数据类型是整型，可以用来说明该类型的常量和变量。
当然PL也具有通常的算术运算和关系运算。
具体的PL语法图如下。
1.1PL语言的语法图
程序
.
程序体
=
ident
number
const
;
var
procedure
语句
语句序列
:
表达式
条件
if
then
do
while
call
end
begin
odd
>
<
+
项
-
/
因子
*
）
（
2.PL语言编译器
本书所提供的PL语言编译器的基本工作流程如图1-1所示：
语法分析
词法分析
语义分析
代码生成
代码执行
源程序
执行结果
符号表管理
错误诊断处理
图1-1PL编译器基本工作流程
2.1词法分析
PL的语言的词法分析器将要完成以下工作：
2.2语法分析
我们采用递归下降的方法来设计PL编译器。
以下我们给出该语言的FIRST和FOLLOW集合。
非终结符（S）
FIRST（S）
FOLLOW（S）
constvarprocedureidentcallifbeginwhile
.;
identcallbeginifwhile
end
odd+-（identnumber
thendo
+-（identnumber
）Rendth
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