编译原理是计算机科学中的一个重要领域，主要研究如何将高级编程语言转换成机器可以理解的低级指令。在这个实验中，我们将关注语义分析和代码生成两个关键阶段。
语义分析是编译过程中的核心部分，它确保源代码符合语言的语法规则，并且其逻辑意义正确。这一阶段分为几个关键任务：
1. **类型检查**：编译器会检查程序中的每一条操作是否符合定义的类型系统。例如，如果尝试将整型数值与字符串进行运算，编译器就会报错。在实验中，我们看到`CheckBoolExprUsage`函数用于检查`Expr`类型的变量是否为布尔类型，这是类型检查的一个实例。
2. **控制流检查**：确保控制流语句如if、while、for等能够正确地转移控制权，避免非法的跳转。这涉及到对程序结构的深入理解，以保证其逻辑正确性。
3. **一致性检查**：检查变量和标识符是否被多次定义或声明，以遵循语言的一致性规则。比如，在Pascal语言中，同一个标识符在一个分程序中只能被声明一次。
4. **名字的作用域分析**：确定变量、函数和其他标识符的作用域，即它们在代码中的可见性和生命周期。实验中提到了`Scope`类，用于管理不同范围内的符号表，如全局、局部、类和函数作用域。每当进入一个新的作用域，一个新的`Scope`项会被添加到栈顶，退出时则移除。作用域内的标识符存储在哈希表中，便于查找和管理。
在实验三中，学生被要求完成语义分析的部分，目标是得到与示例相同的结果。实验不涉及扩展功能，只需按照指定日期上传到指定服务器。鼓励学生尝试不同的实现方式，如自定义符号表和类实现。
实验四转向代码生成，这是编译过程的最后阶段之一。这个阶段的任务包括：
- **TAC（三地址码）指令**：生成中间代码，简化了高级语言的复杂性，方便后续的优化和目标代码生成。
- **变量声明**：创建变量的内存空间并分配类型。
- **赋值操作**：将一个表达式的结果赋值给一个变量。
- **算术操作**：执行加减乘除等数学运算。
- **关系/等于/逻辑操作**：比较、逻辑运算，如==、!=、<、>、&&、||等。
- **标签和分支**：实现流程控制，如goto、if-else、switch等。
- **函数/方法调用**：调用其他函数，传递参数并处理返回值。
- **函数定义**：定义函数的主体，包括参数和返回类型。
- **内存引用**：访问和修改内存中的数据。
- **数组索引**：通过下标访问数组元素。
通过这些步骤，编译器将源代码转换成机器可以直接执行的指令，使得高级语言的编程变得更为便捷和高效。在实际的编译器设计中，这些阶段可能会相互交织，但理解它们各自的目标对于理解和构建编译器至关重要。
