编译实验三--生成中间代码

一．实验目的

通过语法制导或翻译模式生成中间代码。

二．实验环境

①开发语言：java
②开发环境：jdk1.8

三．功能描述

理解并应用课本的语法制导定义。
在自底向上语法分析基础上设计语义规则（语法制导翻译），将源程序翻译为四元式输出，若有错误将错误信息输出。

四.文法和分析表

文法：
program → block
block → { stmts }
stmts →　stmt stmts | e
stmt → id= expr ;
| if ( bool ) stmt
| if ( bool) stmt else stmt
| while (bool) stmt
| do stmt while (bool ) ;
| break ;
| block
bool → expr < expr
| expr <= expr
| expr > expr
| expr >= expr
| expr
expr → expr + term
| expr - term
| term
term → term * factor
| term / factor
| factor
factor → ( expr ) | id| num

语义规则SDD

产生式	语义规则
program → block
block →	block.addr=stmt.addr block.code=stmt.code
stmts → stmt stmts1	stmts.addr=new Temp() stmts.code=stmt.code//stmts1.code
stmts → stmt	stmts.addr=stmt.addr stmts.code=stmt.code
stmt → id= expr ;	stmt.code=expr.code//gen(top.get(id.lexeme)'='id.addr)
stmt → if ( bool ) stmt1	stmt.addr=new Temp() stmt.code=bool.code//label//L1//stmt1.code//Label//L2
stmt → if ( bool) stmt1 else stmt2	stmt.addr=new Temp() stmt.code=bool.code//label//L1//bool.code//label//L2//stmt1.code//goto L3//label//L2//stmt2.code//lable//L3
stmt → while (bool) stmt1	stmt.addr=new Temp() stmt.code=label//L1//bool.code//label//L2//stmt1.code
stmt → do stmt1 while (bool );	stmt.addr=new Temp() stmt.code=label//L1//bool.code//label//L2
stmt → break ;	goto next
stmt → block	stmt.addr=new Temp() stmt.code=block.code
bool → expr1 < expr2	bool.addr=new Temp() bool.code=expr1.code//expr2.code//gen(bool.addr'='expr1.addr'<'expr2.addr)
bool → expr1 <= expr2	bool.addr=new Temp() bool.code=expr1.code//expr2.code//gen(bool.addr'='expr1.addr'<='expr2.addr)
bool → expr1 > expr2	bool.addr=new Temp() bool.code=expr1.code//expr2.code//gen(bool.addr'='expr1.addr'>'expr2.addr)
bool → expr1 >= expr2	bool.addr=new Temp() bool.code=expr1.code//expr2.code//gen(bool.addr'='expr1.addr'>='expr2.addr)
bool → expr	bool.addr=expr.addr bool.code=expr.code
expr → expr1 + term	expr.addr=new Temp() expr.code=expr1.code//expr2.code//gen(expr.addr'='expr1.addr'+'term.addr)
expr → expr1 - term	expr.addr=new Temp() expr.code=expr1.code//expr2.code//gen(expr.addr'='expr1.addr'-'term.addr)
expr → term	expr.addr=term.addr expr.code=term.code
term → term1 * factor	term.addr= new Temp() term.code=term1.code//factor.code//gen(term.addr'='term1.addr'*'factor.addr
term → term1 / factor	term.addr= new Temp() term.code=term1.code
term → factor	term.addr=factor.addr term.code=factor.code
factor → ( expr )	factor.addr=expr.addr factor.code=expr.code
factor → id	factor.addr=top.get(id.lexeme) factor.code=''
factor → num	factor.addr=top.get(num.lexeme) factor.code=''

五.程序设计思路

规约式子标号（前项，后项，弹出数，标号）

在实验二的代码上改进，设计语义规则，在规约时执行相应的语义动作。因为该文法是S-SDD所以可以用自底向上的语法分析。
规约的思路具体见实验二
新增全局变量
int num：保存节点的数目
Stack<Integer> stacknum:数值栈
List<String> listop：临时保存四元式集合，用于后期合并
Stack<List> bool:保存各个模块的四元式
语义动作分为3种，一种是识别id，num，创建id，num节点，将他们压入数值栈中。

第二种是二操作符的操作。将数值栈中的节点两个弹出，计算后将新的节点压入数值栈。将语句保存起来，加入临时list中。

第三种是合并的操作。将list的语句合并成一个，放入模块栈中。

六.函数

程序结构描述：函数调用格式、参数含义、返回值描述、函数功能
一系列规约后操作函数如
public static void print24()
参数：无
返回值：无
功能：使用24号式子规约时执行，初始化一个新num节点。（图在上面）

七.程序结构描写（部分,其他的在实验二）

就是规约的时候的操作，print后面的数字对应表达式

在规约时进行

if(s2.charAt(0)=='r')//规约
			{
				String s3=s2.substring(1);
				int i=Integer.parseInt(s3);//按照第几条规则规约
				if(i==24)print24();
				if(i==19)print19();
				if(i==15)print15();
				if(i==5)print5();
				if(i==4)print4();
				if(i==7)print7();
				if(i==13)print13();
				if(i==11)print11();
				if(i==12)print12();
				if(i==14)print14();
				if(i==16)print16();
				if(i==17)print17();
				if(i==20)print20();
				if(i==23)print23();
				if(i==9)print9();
				if(i==8)print8();
				type type=new type();
				type=rule.get(i);
				int popnum=type.pop;//要弹出几条
				print(step,stack.toString(),stack1.toString(),s1,"按照"+type.right+"->"+type.left+"的规则进行规约",0);
				for(int flag=0;flag<popnum;flag++)
				{
				stack.pop();//状态栈弹出
				stack1.pop();//符号栈弹出
				}
				top=stack.peek();//顶端
				stack1.push(type.right);
				Map<String,String> map2=new HashMap<>();
				map2=Mgoto.get(top);//非终结符用goto
			    if(map2.containsKey(type.right))
			    {
			    	stack.push(Integer.parseInt(map2.get(type.right)));
			    	top=Integer.parseInt(map2.get(type.right));
			    	
			    }
			    else
			    {
			    	System.out.println("error sen!");
			    	p.write(("\r\n语法错误!\r\n当前状态 ："+top+"\r\n无法解析符号 ："+s1).getBytes());
			    	break;
			    }
			}