总结——哈工大编译原理课程（六）

(一)编译程序整体结构

 

ZhouPascalCompiler是一个简化版的的Pacal编译器，由词法分析器、语法分析器、语义分析与中间代码生成器以及贯穿于前三个阶段的符号表管理器和出错处理器组成。它的工做流程为：输入源程序code.txt，词法分析分析出其中的单词符号，若是在分析过程当中未出现词法错误，则生成中间文件lex.txt，不然向屏幕打印错误类型提示并定位出错位置，程序终止。这样设计的好处在于先进行比较简单的词法分析，避免了没必要要的计算开销，节省了计算机资源。由于若是设计成以语法分析器为核心的结构，则在分析过程当中一旦发现某个词法错误，那么以前全部的语法分析和翻译动做都白作了。若词法分析成功生成lex.txt，语法分析器进行语法分析工做：须要一个单词时，就从lex.txt读出一行，根据预测分析表和状态栈、符号栈的栈顶符号决定将此单词压栈/规约，若规约成功，则输出“accept”；不然，输出“error”和错误缘由。采用语法制导翻译的方式，在语法分析的同时进行语义分析和中间代码生成，可翻译的语句类型有：含嵌套过程的声明语句、含数组的赋值语句、布尔表达式、if/while/for/repeat、过程调用语句、输入输出语句。符号表管理器用于管理程序中的各类标识符、过程名、过程嵌套关系等。出错处理对器程序不符合词法或语法要求的地方进行定位并提示出错信息。

该编译程序的源代码在https://github.com/zhouliyan/PascalCompiler

　　

这学期在《编译原理》这门课的实验中收获了不少。最重要的是学习了一种系统设计的思想，一种对全局把握的能力。系统是一个很庞大的工程，它里面包含不少模块，模块之间相互联系，虽然尽可能使用“高内聚，低耦合”的设计思想，但系统越大，不可避免地会提升模块之间的耦合程度，这时就须要设计者既有一种纵观全局的开阔眼界，又有对每个细节的精准把握。在编写这个编译器的过程当中个人体会是：代码越多，调试越困难。由于代码越多，程序一旦编写错了，定位出错位置就比较难了。好比我在编写语法分析器的过程当中发现有一个错误如何调试都不对，后来发现不是语法分析的代码有错，而是以前编写的词法分析器有一个隐性的错误当时测试时没有发现，这让我感到其实程序测试也是很重要的一项的工做，尤为是在比较大型的系统编写过程当中，须要对以前编写的代码进行充分的测试，保证在开始新工做以前之前的代码都是正确的。另外一个让我印象深入的错误是在编写符号表的过程当中，是一个很低级的错误，但却花费了我好几天也没调试出来，就是声明一个指针int *pint;那么在访问过程当中如pint+1,这个1的单位不是字节，而是这个pint类型的size,在这里至关于加了4个字节。这个错误在于我对C语言的掌握不够，之前的知识模糊。调试这个错误的过程当中IDE提示的出错位置不是在这，而是在另外一个malloc申请内存的语句处，这是由于之前错误对不应访问的地址访问、赋值，致使程序在申请堆上空间时出错。

C语言的指针很强大，但用很差也会致使灾难。我以为这正是这门语言的迷人之处，它和别的语言不一样，程序员对每一个变量都必须清楚地知道它是从哪来的，将要到哪去，何时消失。换句话说，程序员对细节必须彻底清楚。好比我，若是我聚精会神地编一上午Python代码，几乎一运行就能经过，结果正确。而聚精会神地编一上午C代码，调试可能仍是会有点小问题须要修改。

这门课的另外一个好处是让我复习了之前学过的一些有用的数据结构，好比栈、链表、队列等。并且我也收获到了如何建立本身的数据结构，而且让它更高效的经验。

还有一个很大的收获就是学习到一种“折中”的思想，这在系统设计过程当中尤其重要。有时候咱们无法达到鱼与熊掌兼得，效率与空间兼得，这是就须要衡量一下什么对咱们来讲更重要。有时候须要牺牲空间换取效率，在另外一些时候则反之，须要具体状况具体分析。好比我在设计符号栈中的数据结构token的时候，由于这个符号多是整型、实型、数组型等等，不一样的类型有不一样的属性，也就是须要不一样的域，能够设置一个拓展的指针域存放该节点的属性们，也能够直接将这些属性当成节点的域，每一个节点拥有的域都是相同的，对应不一样类型的token向不一样域存属性便可，其余域没有用。前面一种方案看起来能够大大节省节省空间，但我选择了后者。这样作的缘由是：减小了不一样类型token使用指针寻址，查找的时间，提升了效率。并且后来我改进了这种方案，即将token从符号栈中弹出的同时销毁token所占的空间，这样很是好地解决了空间问题，token占的多余空间几乎没有；另外在程序编写过程当中，我发现token的一些闲置域还能够放其余的东西，更加减小了浪费。

在这门课中我完成了编译器的词法分析、语法分析、中间代码生成模块，符号表管理和出错处理还须要加强，在之后有时间的时候我会继续作下去，指望本身能完成剩余的中间代码优化、目标代码生成部分，完善符号表管理模块，加强出错处理功能。若是未来有一天能把这些完成了，我就能真正和别人说我作了一个pascal编译器了。虽然这门课结束了，但我探索编译之路才刚刚开始。