课程设计.docx
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课程设计
<<编译原理>>
课程设计
项目名称PL0编译器
学院____计算机学院_______
专业_网络工程_
年级班别____09级
（2）班____
学号3109006
学生姓名____
辅导教师_______蒋艳荣_________
2011年12月22日
课程设计实验报告
一、概述：
源语言:
PL/0
目标语言:
目标代码
实验工具:
MicrosoftVisualC++6.0
运行平台:
Windows7
基本内容
（1）扩充赋值运算：
+=和-=
（2）扩充语句（Pascal的FOR语句）:
FOR<变量>:
=<表达式>STEP<表达式>UNTIL<表达式>DO<语句>
（3）增加运算：
++和--。
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。
二、结构设计说明：
（1）PL0编译程序的结构
编译程序的总体流程图
词法分析状态转换图
.○表示状态，对应每个状态编一段程序，每个状态调用取字符程序，根据当前字符转到不同的状态，并做相应操作。
◎表示终态，已识别出一个单词
语法调用关系图
（2）各功能模块描述
error（）
出错处理，打印出错位置和错误编码
getch（）
漏掉空格，读取一个字符
getsym（）
词法分析，读取一个单词
gen（）
生成虚拟机代码
test（）
测试当前单词是否合法过程test
enter（）
在名字表中加入一项
position（）
查找名字的位置,找到则返回在名字表中的位置，否则返回0。
vardeclaration（）
变量声明处理
listcode（）
输出目标代码清单；
factor（）
因子处理过程factor
term（）
项处理过程term；
expression（）
表达式处理过程
condition（）
条件处理过程
statement（）
语句处理过程
block（）
编译程序主体，语法分析过程
base（）
通过过程基址求上1层过程的基址
interpret（）
对目标代码解释运行过程
三、主要成分描述
1.符号表
在编译程序中符号表用来存放语言程序中出现的有关标识符的属性信息，符号表中所登记的信息在编译的不同阶段都要用到。
在语义分析中，符号表所登记的内容将用于语义检查（如检查一个名字的使用和原先的说明是否一致）和产生中间代码。
在目标代码生成阶段，当对符号名进行地址分配时，符号表是地址分配的依据。
对一个多遍扫描的编译程序，不同遍所用的符号表也往往各有不同。
因为每遍所关心的信息各有差异。
一张符号表的每一项（或称入口才包含两大栏（或称区段、字域），即名字栏（NAME）信息栏（INFORMATION）
信息栏包含许多子栏和标志位，用来记录相应名字和种种不同属性，由于查填符号表一般是通过匹配名字来寮现的，因此，名字栏也称主栏。
主栏的内容称为关键字（keyword）。
2.运行时存储组织和管理
由于编译时目标程序运行的数据空间大小已经规定，所以存储组织属于静态存储。
源程序的标识符存放在TABLE表中，目标代码存放在CODE中，S是由解释程序定义的一维整型数组，是程序运行时的数据存储空间。
3.语法分析方法
自顶向下的语法分析:
<程序>
<分程序>.
<变量说明部分><语句>
VAR<标识符>；<复合语句>
ABEGIN<语句>END
<读语句>
READ（<标识符>）
A
4.中间代码表示
对PL/0编译程序的目标代码的指令格式描述如下：
fla
其中f代表功能码，l表示层次差，a的含意对不同的指令有所区别，见下面对每条指令的解释说明：
lit0a
将常数值取到栈顶，a为常数值
Lodla
将变量值取到栈顶，a为偏移量，l为层差
Stola
将栈顶内容送入某变量单元中，a为偏移量，l为层差
Calla
调用过程，a为过程地址，l为层差
Int0a
在运行栈中为被调用的过程开辟a个单元的数据区
jmp0a
无条件跳转至a地址
Jpc0a
条件跳转，当栈顶布尔值非真则跳转至a地址，否则顺序执行
opr00
过程调用结束后,返回调用点并退栈
opr01
栈顶元素取反
opr02
次栈顶与栈顶相加，退两个栈元素，结果值进栈
opr03
次栈顶减去栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr04
次栈顶乘以栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr05
次栈顶除以栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr06
栈顶元素的奇偶判断，结果值在栈顶
opr07
opr08
次栈顶与栈顶是否相等，退两个栈元素，结果值进栈
opr09
次栈顶与栈顶是否不等，退两个栈元素，结果值进栈
opr010
次栈顶是否小于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr011
次栈顶是否大于等于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr012
次栈顶是否大于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr013
次栈顶是否小于等于栈顶，退两个栈元素，结果值进栈
opr014
栈顶值输出至屏幕
opr015
屏幕输出换行
opr016
从命令行读入一个输入置于栈顶
四、程序代码：
头文件PL0.h中修改的程序部分
//*************************************
#definenorw18
//关键字增加了5个，13改为18增加了保留字ELSE，FOR，STEP，UNTIL，RETURN
//*************************************
/*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,
//****************************************************************
//增加保留字else,repeat,step,until,return,运算符+=,-=,++,--,&&,||,!
elsesym,forsym,stepsym,untilsym,returnsym,
addbecomes,//运算符+=
minusbecomes,//运算符-=
adddouble,//运算符++
minusdouble,//运算符-
and,//运算符&&
or,//运算符||
no,//运算符!
//****************************************************************
};
#definesymnum44
//****************************************************************
//此数组是为了词法分析输出保留字而建立的
char*symout[]={
"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","stepsym","untilsym","returnsym",
"addbecomes","minusbecomes","adddouble","minusdouble","and","or","no"
};
//****************************************************************
初始化函数voidinit（）;中修改部分：
//**********************************
//添加!
符号
ssym['!
']=no;
//**********************************
/*设置保留字名字,按照字母顺序,便于折半查找*/
strcpy（&（word[0][0]）,"begin"）;
strcpy（&（word[1][0]）,"call"）;
strcpy（&（word[2][0]）,"const"）;
strcpy（&（word[3][0]）,"do"）;
//**********************************
//添加增加的保留字,下标也要随着更改
strcpy（&（word[4][0]）,"else"）;
//**********************************
strcpy（&（word[5][0]）,"end"）;
//**********************************
strcpy（&（word[6][0]）,"for"）;
//**********************************
strcpy（&（word[7][0]）,"if"）;
strcpy（&（word[8][0]）,"odd"）;
strcpy（&（word[9][0]）,"procedure"）;
strcpy（&（word[10][0]）,"read"）;
//**********************************
strcpy（&（word[11][0]）,"return"）;
strcpy（&（word[12][0]）,"step"）;
//**********************************
strcpy（&（word[13][0]）,"then"）;
//**********************************
strcpy（&（word[14][0]）,"until"）;
//**********************************
strcpy（&（word[15][0]）,"var"）;
strcpy（&（word[16][0]）,"while"）;
strcpy（&（word[17][0]）,"write"）;
//***********************************
/*设置保留字符号*/
wsym[0]=beginsym;
wsym[1]=callsym;
wsym[2]=constsym;
wsym[3]=dosym;
//************************************
//添加增加的保留字符号，下标也要随着更改
wsym[4]=elsesym;
//**********************************
wsym[5]=endsym;
//************************************
wsym[6]=forsym;
//**********************************
wsym[7]=ifsym;
wsym[8]=oddsym;
wsym[9]=procsym;
wsym[10]=readsym;
//**********************************
wsym[11]=returnsym;
wsym[12]=stepsym;
//**********************************
wsym[13]=thensym;
//**********************************
wsym[14]=untilsym;
//**********************************
wsym[15]=varsym;
wsym[16]=whilesym;
wsym[17]=writesym;
词法分析函数intgetsym（）;中修改部分：
else
{
if（ch=='>'）/*检测大于或大于等于符号*/
{
getchdo;
if（ch=='='）
{
sym=geq;
getchdo;
}
else
{
sym=gtr;
}
}
else
{
//*********************************************
//增加++和+=运算符
if（ch=='+'）
{
getchdo;
if（ch=='+'）
{
sym=adddouble;
getchdo;
}
elseif（ch=='='）
{
sym=addbecomes;
getchdo;
}
elsesym=plus;
}
//*********************************************
else
{
//*********************************************
//增加--和-=运算符
if（ch=='-'）
{
getchdo;
if（ch=='-'）
{
sym=minusdouble;
getchdo;
}
elseif（ch=='='）
{
sym=minusbecomes;
getchdo;
}
elsesym=minus;
}
//*********************************************
//*********************************************
//增加&&和||运算符号
elseif（ch=='&'）
{
getchdo;
if（ch=='&'）
{
sym=and;
getchdo;
}
else
{
sym=nul;
}
}
elseif（ch=='|'）
{
getchdo;
if（ch=='|'）
{
sym=or;
getchdo;
}
else
{
sym=nul;
}
}
//*********************************************
else
{
sym=ssym[ch];/*当符号不满足上述条件时，全部按照单字符号处理*/
//getchdo;
//richard
if（sym!
=period）
{
getchdo;
}
//endrichard
}
}
}
}
1.增加运算：
++,--,+=和-=
⑴扩充后++和后--操作
存在adddouble和minusdouble操作的语法图有如下两个：
据以上语法图，我们只要对语句处理程序和因子处理程序进行修改添加，即可实现增加后adddouble和后minusdouble操作，首先对语句处理程序statemen（）t进行如下修改：
if（sym==ident）
{
i=position（id,*ptx）;
if（i==0）
{
error（11）;
}
else
{
if（table[i].kind!
=variable）
{
error（12）;
i=0;
}
else
{
getsymdo;
if（sym==becomes）
{
getsymdo;
memcpy（nxtlev,fsys,sizeof（bool）*symnum）;
expressiondo（nxtlev,ptx,lev）;
if（i!
=0）
{
gendo（sto,lev-table[i].level,table[i].adr）;
}
}
else
{
if（sym==adddouble）//语句中后++运算
{
if（i!
=0）
{
gendo（lod,lev-table[i].vp.level,table[i].vp.adr）;//取变量
}
gendo（lit,0,1）;//常量取到栈顶
gendo（opr,0,2）;
if（i!
=0）
{
gendo（sto,lev-table[i].vp.level,table[i].vp.adr）;//存变量
}
getsym（）;
}
else
{
if（sym==minusdouble）//语句中后--运算
{
if（i!
=0）
{
gendo（lod,lev-table[i].vp.level,table[i].vp.adr）;
}
gendo（lit,0,1）;
gendo（spr,0,3）;
if（i!
=0）
{
gendo（sto,lev-table[i].vp.level,table[i].vp.adr）;
}
getsym（）;
}
else
{
error（13）;//变量后应是":
=""++""--"
}
}
}
}
}
}
其次，再对因子处理程序factor（）修改如下：
getsymdo;
////后++,后--
if（sym==adddouble||sym==minusdouble）//++或--
{
switch（table[i].kind）
{
caseconstant:
error（45）;
break;//常量不能++或--
casevariable:
gendo（lit,0,1）;
if（sym==adddouble）
{
gendo（opr,0,2）;//++
}
else
{
if（sym==minusdouble）
{
gendo（opr,0,3）;//--
}
}
gendo（sto,lev-table[i].level,table[i].adr）;//将栈顶送入变量单元
gendo（lod,lev-table[i].level,table[i].adr）;//将变量送入栈顶
getsym（）;
break;
caseprocedur:
error（45）;
break;
}//switch
}//if
}//else
⑵扩充前++和前--操作
存在前adddouble和前minusdouble操作的语法图有如下两个：
首先加入初始化开始符号集：
statbegsys[adddouble]=true;
statbegsys[minusdouble]=true;
facbegsys[adddouble]=true;
facbegsys[minusdouble]=true;
其次根据以上语法图，我们只要对语句处理程序和因子处理程序进行修改添加，即可实现增加前adddouble和前minusdouble操作，首先对语句
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