编译project2报告1

在本项目"编译project2报告1"中，主要涉及的知识点集中在编译原理、JSON解析、矩阵计算表达式处理和C++编程技术。实验的主要目标是对矩阵计算的表达式进行求导，并生成对应的C++代码，以计算输入变量的导数。 一、实验内容 实验内容包括两个主要部分： 1. 解析JSON文件：这部分与project1类似，从JSON文件中读取输入（in）、输出（out）和计算表达式（kernel），现在还增加了对导数（grad_to）的处理。JSON类被扩展以容纳这些新增的属性。 2. 求导表达式生成：生成对输入变量的导数表达式，然后将其转化为C++代码，这主要在`dx.cc`文件中完成。 二、设计思路 设计思路采用了递归下降程序法进行语法分析，从最高级别的产生产生式（P）开始，通过解析表达式生成一个新的JSON配置，该配置包含了求导后的in、out以及新的求导表达式。在此过程中，使用`change_token`函数处理约束，如确保左端下标的简单性。 三、具体实现 1. JSON解析：读取JSON文件并解析出相关数据，包括输入、输出、数据类型、内核和导数到目标的映射。将这些数据存储在自定义的JSON类中。 2. 求导表达式生成： - 主要变量：`ins`、`outs`和`grad_tos`用于存储新表达式的输入和输出信息；`tokens`存储词法分析后的Token流；`token_index`跟踪处理进度；`look`预览下一个Token；`need_to_handle`、`handle_result`、`merge_result`分别用于存储待处理的计算单元、处理结果和最终合并结果；`left_row`和`leftdiff`记录等式左侧的元素。 - 递归下降分析：从`P()`函数开始，对每个不可分割项求导，结果存入`handle_result`。 - `change_token`函数：根据表达式约束，如不允许左端下标为复杂表达式，进行调整。 - `te`函数：作为主要接口，它调用词法分析器，生成Token流，然后进行语法分析，生成求导表达式。 四、其他细节处理 这部分未在描述中详细展开，但可能涉及到错误处理、边界条件检查、优化或其他特定情况的处理。 五、C++编程知识 项目利用C++编程语言实现上述功能，包括类的设计、函数的调用、数据结构的使用（如vector）以及对JSON库的调用等。 六、小组分工 虽然未详细描述，但可以推断小组成员可能有专门负责解析JSON的、实现求导逻辑的、处理C++代码生成的等不同职责。 总结来说，这个项目结合了编译原理、JSON处理、矩阵计算表达式求导以及C++编程技术，旨在为矩阵计算的表达式求导提供自动化工具，生成可执行的C++代码以计算输入变量的导数。