编译原理课程设计报告(一个完整的编译器)(共70页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上编译原理程序设计报告一个简单文法的编译器的设计与实现 专业班级 ： 计算机1406班 组长姓名 ： 宋世波 组长学号 ： 20143753 指导教师 ： 肖 桐 2016年12月设计分工 组长学号及姓名：宋世波20143753分工：文法及数据结构设计词法分析语法分析（LL1）基于DAG的中间代码优化部分目标代码生成 组员1学号及姓名：黄润华20143740分工：中间代码生成(LR0)部分目标代码生成 组员2学号及姓名：孙何奇20143754分工：符号表组织部分目标代码生成摘要编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。
2、编译是从源代码（通常为高阶语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低阶语言或机器语言）的翻译过程。一编译器的概述1.编译器的概念编译器是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序。编译器将原始程序作为输入，翻译产生使用目标语言的等价程序。源代码一般为高阶语言如Pascal、C+、Java 等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码，有时也称作机器代码。2编译器的种类编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码
3、，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高阶语言作为输入，输出也是高阶语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高阶语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语言构造进行注释（如FORTRAN的DOALL指令）。3.本编译器概述 编译程序的工作过程一般可以分为五个阶段：词法分析、语法分析、语义分析与中间代码产生、优化、目标代码生成。每一个阶段在功能上是相对独立的，它一方面从上一个阶段获取分析的结果来进行分析，另一方面由将结果传递给下一个阶段。由编译程序的五个阶段就对应了编译系统的结构，这
4、五个对应阶段分为编译器的前段，中间代码以及后端。其中词法分析器利用超前搜索、状态转换等方法，将源程序转化成为一个一个的单词符号二元式。一般程序语言的单词符号包括关键字、运算符、常数、标识符和界符。语法分析器将这些单词符号作为输入，对它进行语法分析。语法分析采用LL1分析法，语法分析器把语法单元作为输入供语义分析器使用。在语法分析的同时进行语法分析，并产生一定的语义动作，来生成中间代码。优化和目标代码生成是针对某一种处理器而言的。代码优化是将语义分析生成的中间代码进行优化，产生执行效率更高的代码。目标代码生成最终生成可以在某种机器上运行的机器语言或者汇编语言。还要有符号表可供查询。在整个编译过程
5、中还包括对表格的操作和对错误的处理，这些也都是非常重要的环节。环境：编译器整体全部使用visual studio2015编写目标代码在8086指令集机器上运行关键词：编译原理，前端，中间代码生成，后端，目录1. 概 述本程序实现的数据类型有整型（int）、浮点型（float）、char（字符型）、字符串型（string），同时在最后的目标代码生成部分允许出现布尔（bool）类型，实现的操作有if，else以及while循环，和输入输出语句，能做到直接生成目标代码并运行。做到了类型检查和重定义的判断，同时也有优化部分。词法分析部分构建得到的词法序列为二元式，二元式由两部分组成，其种别码和类型组成
6、，其中关键字和界符记录其数字，用到时只需查其对应的关键字表和界符表即可，而字符类型、字符串类型、数字类型、以及标识符类型的值一律用字符串存储，其中数字类型存储时对其使用atoi和itoa函数进行数字转字符串即可，要使用到其数字时只需要将对其使用字符串转数字函数再获得即可。语法分析部分采用的是LL1分析方法，这是一种自上而下的语法分析法，又称为预测分析法，语法分析器部分实现了自动求first集合和follow集合，采用的是递归程序获得select集合，在实现对产生式完全扫描以后，便可以获得一张完整的分析表，表中标注了是否为预测以及对应的产生式序列，而后进行语法分析，通过于获得的分析表进行比对，进
7、行入栈出栈，匹配到相同的则认为匹配成果，当文法匹配成功，同时单词也匹配成功的时候，认为语法分析完成，语法无错误，否则报错。在符号表生成部分，程序对获取的单词序列中的标识符进行再分析，确定每一个标识符的存储范围，同时从此之中获取函数的参数表，函数表部分，构建出编译器全局可用的活动记录表，以供目标代码生成使用，同时也为编译器增添新内容做准备。中间代码生成部分，在此之前需注意到，由于再语法分析部分已经生成了一个具体可理解的动作序列，所以中间代码生成部分的所用方法并非语法制导，其本身也与语法分析相割裂开来，中间代码生成采取的是自底向上进行分析，不过是基于单词序列进行的分析，其操作等于是使用已获得的伪动
8、作序列，与源程序去作比较，找出伪动作序列的实际含义，将其顺序填好，最后便完成了整个中间代码（四元式）的生成，并将其重新输出到文件中。中间代码优化部分是对填装完毕的中间代码的再处理，也就是减少无用式子，给目标代码的生成提供便利，先进行基本块划分，而后采取的是DAG图优化，即无环有向图优化，顺序是构建DAG图（无环有向图），减少无用分支，或删改部分同义分支，完成DAG图改造后便又重新由树组装四元式，组装好的四元式又再次重新输出到文件中。目标代码生成部分较长，也并不仅仅包含目标代码生成部分，在这个部分文件中，同时需要对前述获得的符号表，中间代码进行再处理，以得到符号目标代码生成所用的符号表和中间代码
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