精选_基于MFC实现的PL/0编译系统_源码打包

# 基于MFC实现的PL/0编译系统 # 引言 PL/0编译系统，语言：C++，MFC界面，IDE：VS2015。编译系统包含词法分析、语法分析、符号表管理、语义分析及目标代码Pcode的生成、错误处理以及Pcode的解释执行。整个编译器以语法分析程序为中心，调用词法分析程序识别单词，生成相应的代码，查询或填写相应的符号表项，在出错时调用错误处理程序，报告错误，同时跳过出错部分继续进行语法分析。 # 一、PL/0语言 ## 1.1 PL/0描述 PL0是一种十分简单的“高级”程序设计语言，它只有整数一种类型，但却具有相当完全的可嵌套型的分程序结构。PL/0可进行常量定义、变量说明和过程调用，并具有通常程序设计语言所必需的的最基本的语句，如赋值语句、条件语句、循环语句、过程调用语句和复合语句。考虑到输入/输出的需要，我们添加了简单的读、写语句。PL/0过程没有参数，但可以递归调用，因此，过程所加工的数据只能通过全局变量进行传递。 PL/0语言是一种类PASCAL语言，是教学用程序设计语言，它比PASCAL语言简单，作了一些限制。比如：数据类型只有无符号整数；标识符类型只有简单变量（var）和常量（const）；嵌套的层数最大值为3等。 ## 1.2 PL/0语言文法 ```pascal <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>} <标识符> ::= <字母>{<字母>|<数字>} <变量说明部分>::= var<标识符>{,<标识符>}; <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>|<重复语句>|<空> <赋值语句> ::= <标识符>:=<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> ::= *|/ <条件> ::= <表达式><关系运算符><表达式>|odd<表达式> <关系运算符> ::= =|<>|<|<=|>|>= <条件语句> ::= if<条件>then<语句>[else<语句>] <当型循环语句> ::= while<条件>do<语句> <过程调用语句> ::= call<标识符> <复合语句> ::= begin<语句>{;<语句>}end <重复语句> ::= repeat<语句>{;<语句>}until<条件> <读语句> ::= read'('<标识符>{,<标识符>}')' <写语句> ::= write'('<标识符>{,<标识符>}')' <字母> ::= a|b|...|X|Y|Z <数字> ::= 0|1|2|...|8|9 ``` ## 1.3 PL/0编译系统结构 PL/0编译系统是一个编译-解释执行程序，整个编译过程分两个阶段进行。第一阶段先把PL/0源程序编译成假想计算机的目标程序（P-code指令），第二阶段再对该目标程序进行解释执行，得到运行结果。PL/0编译程序采用一遍扫描，即以语法分析为核心，由它调用词法分析程序取单词，在语法分析过程中同时进行语义分析处理，并生成目标指令。如遇到语法、语义错误，则随时挑用出错处理程序，打印出错信息。在编译过程中要利用符号表的登录和查找来进行信息之间的联系。一边扫描的PL/0编译和P-code解释执行框图如图1所示。 **PL/0编译系统结构框图**  # 二、分析与实现 ## 2.1 PL/0的词法分析 PL/0编译系统中所有的字符和字符串的类型可简单分为七类，为如下表格： **PL/0编译系统字符/字符串类型** | 保留字 | Begin, end, if, then, else, const, procedure, var, do, while, odd, call, read, write, repeat, until | | ----- | ---------------------------------------- | | 算数运算符 | + &#124; - &#124; * &#124; / | | 比较运算符 | <> &#124; < &#124; <= &#124; > &#124; >= &#124; = | | 赋值符 | := &#124; = | | 标识符 | 变量名，过程名，常数名 | | 常数 | 整数 | | 界符 | , &#124; . &#124; ; &#124; ( &#124; ) | PL/0的词法分析程序getsym作为一个独立的子程序有语法分析程序调用，它的主要功能及代码结构如下： - 跳过源程序中的空格、缩进、换行等字符 - 识别单词符号，并把其类别以枚举变量值存入sym中 - 用变量id存放标识符，二分法查找保留字数组word[] - 若读取无符号整数，则将相应数字自妇产转换为整数存于变量num中 - 通过调用getch取得一个字符，为了优化读取字符效率，每次读取一行源程序，存入缓冲区line，变量ll为源程序当前行的长度，cc为当前正在读取的字符位置 **词法分析getsym函数**  PL/0的语法分析采用了“单符号先行”技术，即在进入某个语法成分的分析子程序之前，先读取一个单词放入sym中，相对应的，在getsym中，也总是先读取一个字符存放在变量ch中。整个编译过程是先读一个单词加一个字符。 ## 2.2 PL/0的符号表管理 ### 2.2.1符号表结构 符号表数组table存放所有的符号表项，其中符号表项结构体定义如下： ```c++ //符号表项 struct tab { string name; //名字 objecttype kind; //类型（const/var/proc） int val; //值，const专用 int level; //层次，var/proc专用 int adr; //地址，var/proc专用 }; ``` ### 2.2.2 符号表管理 **PL/0符号表管理函数**  - 登录符号表，即新增符号表项 - **k**：标识符的种类，可以为const，var或procedure - **dx**：当前应分配的变量的相对地址，分配后要增加1 - **lev**：标识符所在的层次 - **tx**：符号表尾指针的指针，可以直接改变符号表尾指针的值 - 查询符号表，查找标识符在符号表中的位置从tx开始倒序查找标识符 - 找到则返回在符号表中的位置，否则返回0 - **id**：要查找的标识符名字 - **tx**:当前符号表尾指针（倒序查找） ## 2.3 PL/0的语法分析 PL/0采用了递归子程序法进行语法分析，即为每一个语法成分编写一个分析子程序，根据当前读取的符号，可以选择相应的子程序进行语法分析。采用不带回溯的递归子程序法，对语言文法有一定的要求： - 文法必须是非左递归 - 文法的任一非终结符，其规则右部多个选择所生成的FIRST集合两两不相交 - 若文法具有形如：  则  根据PL/0的文法BNF表达，下表中列出了PL/0有关的语法成分的FIRST集合FOLLOW集，可以判断出满足递归子程序的要求。表说明：R表示关系运算符，id和num分别表示标识符和无符号整数。 **PL/0文法非终结符的开始符号集与后继符号集** | 非终结符 | FIRST集 | FOLLOW集 | | ------------- | ---------------------------------------- | --------------------------- | | 分程序block | const var procedure id if call begin while repeat read write | . ; | | 语句statement | Id call begin if while read wr