COMPILERPL0语言的示例语法描述.docx
《COMPILERPL0语言的示例语法描述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《COMPILERPL0语言的示例语法描述.docx（54页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
COMPILERPL0语言的示例语法描述
补充:
PL/0语言及其编译程序的实现
1概述
✧PL/0语言的编译程序把PL/0语言程序翻译成为一种称为类pcode的假想的栈式计算机汇编语言程序。
这种汇编语言与机器无关，若要在某一机器上实现PL/0语言程序，只需用机器上配置的任何语言对类pcode语言程序进行解释执行。
✧世界著名计算机科学家N.Wirth编写了"PL/0语言的编译程序"。
✧后面附了PL/0编译程序源代码。
2.PL/0语言描述
⏹何为PL/0语言－PL/0语言是PASCAL语言的子集.具备了一般高级语言的必备部分.
（如:
read，write，if－then，do，while，call，begin－end，赋值语句）
☐PL/0语言中的数据类型只有整型，没有浮点数，所以圆周率只能近似为3。
数字最多为14位。
标识符的有效长度是10
☐PL/0语言允许过程嵌套定义和递归调用的。
过程最多可嵌套三层。
☐过程可以引用自己定义的局部标识符，也可以引用包围在它的外过程（包括主程序）定义的标识符。
以下将用扩充的巴科斯-瑙尔范式（BACKUS-NAURFORM）和语法图（EBNF）两种形式给出PL/0语言的语法描述。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
（a）PL/0语言文法的EBNF表示
EBNF表示的符号说明
1）〈〉：
用左右尖括号括起来的中文字表示语法构造成分，或称语法单位，为非终结符。
2）∷=：
该符号的左部由右部定义，可读作'定义为'。
3）|：
表示'或'，为左部可由多个右部定义。
<标识符|常量>是不允许的.因为非终结符作为一个独立的单位,不可分割
4）{}：
花括号表示其内的语法成分可以重复。
在不加上下界时可重复0到任意次数，有上下界时为可重复次数的限制。
如：
{*}表示*重复任意次，{*}38表示*重复3-8次。
例如<标识符>:
:
=l{l|d}09表示标识符的长度小于等于10.
5）[]：
方括号表示其内的成分为任选项。
6）（）：
表示圆括号内的成分优先。
PL/0语言文法的EBNF表示为：
〈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〉}
〈变量说明部分〉∷=VAR〈标识符〉{，〈标识符〉}；
〈标识符〉∷=〈字母〉{〈字母〉|〈数字〉}
〈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〉|〈当型循环语句〉|
〈过程调用语句〉|〈读语句〉|〈写语句〉|〈复合语句〉|〈空〉
〈赋值语句〉∷=〈标识符〉∶=〈表达式〉
〈复合语句〉∷=BEGIN〈语句〉{；〈语句〉}END
〈条件〉∷=〈表达式〉〈关系运算符〉〈表达式〉|ODD〈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〉∷=*|/
〈关系运算符〉∷=#|=|＜|＜=|＞|＞=
〈条件语句〉∷=IF〈条件〉THEN〈语句〉
〈过程调用语句〉∷=CALL〈标识符〉
〈当型循环语句〉∷=WHILE〈条件〉DO〈语句〉
〈读语句〉∷=READ'（'〈标识符〉{，〈标识符〉}'）'
〈写语句〉∷=WRITE'（'〈表达式〉{，〈表达式〉}'）'
〈字母〉∷=a|b|…|X|Y|Z
〈数字〉∷=0|1|2|…|8|9
（b）PL/0语言的语法描述图
☐用椭圆和圆圈中的英文字表示终结符，用长方形内的中文字表示非终结符。
◆画语法图时要注意箭头方向和弧度，语法图中应该无直角，如图2.1给出的PL/0语法描述图。
沿语法图分析时不能走尖狐线。
图2.1（a）程序语法描述图p9
图2.1（b）分程序语法描述图p10
按照上图,不能将常量定义写在变量定义前面.
图2.1（c）语句语法描述图
可以改动上图,增加else语句
可以改动上图,使do语句可以处理多条语句.
图2.1（d）条件语法描述图
图2.1（e）表达式语法描述图
图2.1（f）项语法描述图
图2.1（g）因子语法描述图
附录:
源代码
pl0c.h
/*关键字个数*/
#definenorw13
/*名字表容量*/
#definetxmax100
/*所有的add1用于定义数组*/
#definetxmaxadd1101
/*number的最大位数*/
#definenmax14
/*符号的最大长度*/
#defineal10
/*地址上界*/
#defineamax2047
/*最大允许过程嵌套声明层数*/
#definelevmax3
/*最多的虚拟机代码数*/
#definecxmax200
#definecxmaxadd1201
/*当函数中会发生fatalerror时，返回-1告知调用它的函数，最终退出程序*/
#definegetsymdoif（-1==getsym（））return-1
#definegetchdoif（-1==getch（））return-1
#definetestdo（a,b,c）if（-1==test（a,b,c））return-1
#definegendo（a,b,c）if（-1==gen（a,b,c））return-1
#defineexpressiondo（a,b,c）if（-1==expression（a,b,c））return-1
#definefactordo（a,b,c）if（-1==factor（a,b,c））return-1
#definetermdo（a,b,c）if（-1==term（a,b,c））return-1
#defineconditiondo（a,b,c）if（-1==condition（a,b,c））return-1
#definestatementdo（a,b,c）if（-1==statement（a,b,c））return-1
#defineconstdeclarationdo（a,b,c）if（-1==constdeclaration（a,b,c））return-1
#definevardeclarationdo（a,b,c）if（-1==vardeclaration（a,b,c））return-1
typedefenum{false,true}bool;
/*符号*/
enumsymbol{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};
#definesymnum32
/*名字表中的类型*/
enumobject{constant,variable,procedur};
/*虚拟机代码*/
enumfct{lit,opr,lod,sto,cal,inte,jmp,jpc};
#definefctnum8
/*虚拟机代码结构*/
structinstruction
{
enumfctf;/*虚拟机代码指令*/
intl;/*引用层与声明层的层次差*/
inta;/*根据f的不同而不同*/
};
FILE*fas;/*输出名字表*/
FILE*fa;/*输出虚拟机代码*/
FILE*fa1;/*输出源文件及其各行对应的首地址*/
FILE*fa2;/*输出结果*/
boollistswitch;/*显示虚拟机代码与否*/
booltableswitch;/*显示名字表与否*/
charch;/*获取字符的缓冲区，getch使用*/
enumsymbolsym;/*当前的符号*/
charid[al];/*当前ident*/
intnum;/*当前number*/
intcc,ll,kk;/*getch使用的计数器，cc表示当前字符（ch）的位置*/
intcx;/*虚拟机代码指针*/
charline[81];/*读取行缓冲区*/
chara[al];/*临时符号*/
structinstructioncode[cxmaxadd1];/*存放虚拟机代码的数组*/
charword[norw][al];/*保留字*/
enumsymbolwsym[norw];/*保留字对应的符号值*/
enumsymbolssym[256];/*单字符的符号值*/
charmnemonic[fctnum][5];/*虚拟机代码指令名称*/
booldeclbegsys[symnum];/*表示声明开始的符号集合*/
boolstatbegsys[symnum];/*表示语句开始的符号集合*/
boolfacbegsys[symnum];/*表示因子开始的符号集合*/
/*名字表结构*/
structtablestruct
{
charname[al];/*名字*/
enumobjectkind;/*类型：
const,varorprocedure*/
intval;/*数值，仅const使用*/
intlevel;/*所处层，仅const不使用*/
intadr;/*地址，仅const不使用*/
intsize;/*需要分配的数据区空间，仅procedure使用*/
};
structtablestructtable[txmaxadd1];/*名字表*/
FILE*fin;
FILE*fout;
charfname[al];
interr;/*错误计数器*/
voiderror（intn）;
intgetsym（）;
intgetch（）;
voidinit（）;
intgen（enumfctx,inty,intz）;
inttest（bool*s1,bool*s2,intn）;
intinset（inte,bool*s）;
intaddset（bool*sr,bool*s1,bool*s2,intn）;
intsubset（bool*sr,bool*s1,bool*s2,intn）;
intmulset（bool*sr,bool*s1,bool*s2,intn）;
intblock（intlev,inttx,bool*fsys）;
voidinterpret（）;
intfactor（bool*fsys,int*ptx,intlev）;
intterm（bool*fsys,int*ptx,intlev）;
intcondition（bool*fsys,int*ptx,intlev）;
intexpression（bool*fsys,int*ptx,intlev）;
intstatement（bool*fsys,int*ptx,intlev）;
voidlistcode（intcx0）;
intvardeclaration（int*ptx,intlev,int*pdx）;
intconstdeclaration（int*ptx,intlev,int*pdx）;
intpostion（char*idt,inttx）;
voidenter（enumobjectk,int*ptx,intlev,int*pdx）;
intbase（intl,int*s,intb）;
pl0c.c
/*
Windows下c语言PL/0编译程序
在VisualC++6.0和VisualC.NET上运行通过
使用方法：
运行后输入PL/0源程序文件名
回答是否输出虚拟机代码
回答是否输出名字表
fa.tmp输出虚拟机代码
fa1.tmp输出源文件及其各行对应的首地址
fa2.tmp输出结果
fas.tmp输出名字表
*/
#include
#include"pl0c.h"
#include"string.h"
/*解释执行时使用的栈*/
#definestacksize500
intmain（）
{
boolnxtlev[symnum];
init（）;/*初始化*/
fas=fopen（"fas.tmp","w"）;
fa1=fopen（"fa1.tmp","w"）;
printf（"Inputfile?
"）;
fprintf（fa1,"Inputfile?
"）;
scanf（"%s",fname）;/*输入文件名*/
fin=fopen（fname,"r"）;
if（fin）
{
fprintf（fa1,"%s\n",fname）;
printf（"Listobjectcode?
（Y/N）"）;/*是否输出虚拟机代码*/
scanf（"%s",fname）;
listswitch=（fname[0]=='y'||fname[0]=='Y'）;
printf（"Listsymboltable?
（Y/N）"）;/*是否输出名字表*/
scanf（"%s",fname）;
tableswitch=（fname[0]=='y'||fname[0]=='Y'）;
err=0;
cc=cx=ll=0;
ch='';
kk=al-1;
if（-1!
=getsym（））
{
fa=fopen（"fa.tmp","w"）;
fa2=fopen（"fa2.tmp","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（fin）;
printf（"\n"）;
return0;
}
fclose（fa）;
fclose（fa1）;
if（sym!
=period）error（9）;
if（err==0）interpret（）;/*调用解释执行程序*/
else
{
printf（"Errorsinpl/0program"）;
}
}
fclose（fin）;
}
else
{
printf（"Can'topenfile!
\n"）;
fprintf（fa1,"Can'topenfile!
\n"）;
fclose（fa1）;
}
fclose（fas）;
printf（"\n"）;
return0;
}
/*在适当的位置显示错误*/
voiderror（intn）
{
charspace[81];
memset（space,32,81）;
space[cc-1]=0;/*出错时当前符号已经读完，所以cc-1*/
printf（"****%s!
%d\n",space,n）;
fprintf（fa1,"****%s!
%d\n",space,n）;
err++;
}
/*词法分析，获取一个符号*/
intgetsym（）
{
inti,j,k;
while（ch==''||ch==10||ch==9）/*忽略空格、换行和TAB*/
{
getchdo;
}
if（ch>='a'&&ch<='z'）
{/*名字或保留字以a..z开头*/
k=0;
do
{
if（k{
a[k]=ch;
k++;
}
getchdo;
}
while（ch>='a'&&ch<='z'||ch>='0'&&ch<='9'）;
a[k]=0;
strcpy（id,a）;
i=0;
j=norw-1;
do/*搜索当前符号是否为保留字*/
{
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）sym=wsym[k];elsesym=ident;/*搜索失败则，是名字或数字*/
}
else
{
if（ch>='0'&&ch<='9'）
{/*检测是否为数字：
以0..9开头*/
k=0;
num=0;
sym=number;
do
{
num=10*num+ch-'0';
k++;
getchdo;
}
while（ch>='0'&&ch<='9'）;/*获取数字的值*/
k--;
if（k>nmax）error（30）;
}
else
{
if（ch==':
'）/*检测赋值符号*/
{
getchdo;
if（ch=='='）
{
sym=becomes;
getchdo;
}
else
{
sym=nul;/*不能识别的符号*/
}
}
else
{
if（ch=='<'）/*检测小于或小于等于符号*/
{
getchdo;
if（ch=='='）
{
sym=leq;
getchdo;
}
else
{
sym=lss;
}
}
else
{
if（ch=='>'）/*检测大于或大于等于符号*/
{
getchdo;
if（ch=='='）
{
sym=geq;
getchdo;
}
else
{
sym=gtr;
}
}
else
{
sym=ssym[ch];/*当符号不满足上述条件时，全部按照单字符符号处理*/
getchdo;
}
}
}
}
}
return0;
}
/*生成虚拟机代码*/
intgen（enumfctx,/*f*/
inty,/*l*/
intz/*a*/
）
{
if（cx>cxmax）
{
printf（"Programtoolong"）;/*程序过长*/
return-1;
}
code[cx].f=x;
code[cx].l=y;
code[cx].a=z;
cx++;
return0;
}
/*在某一部分（如一条语句，一个表达式）将要结束时时我们希望下一个符号属于某集合（该部分的后跟
符号），test负责这项监测，并且负责当监测不通过时的补救措施，程序在需要检测时指定当前需要的符
号集合和补救用的集合（如之前未完成部分的后跟符号），以及检测不通过时的错误号*/
inttest（bool*s1,/*我们需要的符号*/
bool*s2,/*如果不是我们需要的，则需要一个补救用的集合*/
intn）/*错误号*/
{
if（!
inset（sym,s1））
{
error（n）;
/*当检测不通过时，不停获取符号，直到它属于需要的集合或补救的集合*/
while（（!
inset（sym,s1））&&（!
inset（sym,s2）））
{
getsymdo;
}
}
return0;
}
/*编译程序主体*/
intblock（intlev,/*当前分程序所在层*/
inttx,/*名字表当前尾指针*/
bool*fsys/*当前模块后跟符号集合*/
）
{
inti;
intdx;/*名字分配到的相对地址*/
inttx0;/*保留初始tx*/
intcx0;/*保留初始cx*/
boolnxtlev[symnum];/*在下级函数的参数中，符号集合均为值参，但由于使用数租实现，
传递进来的是指针，为防止下级函数改变上级函数的集合，开辟新的空间
传递给下级函数，之后所有的nxtlev都是这样*/
dx=3;
tx0=tx;/*记录本层名字的初始位置*/
table[tx].adr=cx;
gendo（jmp,0,0）;
if（lev>levmax）error（32）;
升级会员 