[CS@Nets][编译原理]一个栈式计算机的加法语言编译器

最新推荐文章于 2023-04-05 20:26:49 发布

MengCHRDI

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分类专栏： MOOC学习

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本文介绍了如何构建一个从Sum语言到栈计算机Stack的编译器，涉及C语言和数据结构的应用。文章中提供了源代码，包括前端分析输入语言并构建语法树，后端将语法树翻译为push和add指令。重点在于编译器的后端实现，通过递归后序遍历语法树并将结果存储到链表中。最后，通过递归逆序打印链表以完成常量折叠优化的加分题。作者强调了数据结构、算法和交流学习的重要性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目：（本题目是一个动手实践类题目，需要具备C语言和数据结构基础。）
在课程中，我们讨论一个小型的从表达式语言Sum到栈计算机Stack的编译器，
在附件中，你能找到对该编译器的一个C语言实现，但这个实现是不完整的，请你把缺少的代码补充完整（不超过10行代码）。
加分题：实现常量折叠优化。

源代码详见：
http://mooc.study.163.com/learn/USTC-1000002001#/learn/content?type=detail&id=1000140056&cid=1000125134

由题目要求，Sum语言只有两种“符号”，整数和+，栈计算机Stack只支持两种指令push和add，例如3+4+5转换为

push 3
push 4
add
push 5
add

思路分析
编译器分为前端和后端，前端负责将输入语言进行分析，并保存在语法树种；后端将其翻译为指令。

源代码分析与补全
本代码中的前端部分直接以程序的形式给出，

struct Exp_t *exp = Exp_Sum_new (Exp_Sum_new(Exp_Int_new (2), Exp_Int_new (3)), Exp_Int_new (4));
printf ("the expression is:\n");
Exp_print (exp);

Exp_Sum_new（）函数即直接构造了一个二叉树，
Exp_print (exp)采用中序遍历将二叉树打印出来，

然后进入compile(exp)函数，这里使用了链表，链表负责顺序存储指令并打印出来，另有一个Stack系列的结构体存放指令。

需要填写的代码有两处
a. 一个是在compile( )中利用递归，后序遍历语法树，并保存到链表中。

void compile(struct Exp_t *exp)
{
  switch (exp->kind){
  ...
  case EXP_SUM:{
    struct Exp_Sum *p = (struct Exp_Sum *)exp;
    if(p->left != NULL) compile(p->left);
    if(p->right != NULL) compile(p->right);
    emit(Stack_Add_new());
    break;
  }
  ...
}

b. 是把链表逆序打印出来；因为这个链表是顶端插入，所以必须逆序打印。本来写了一个数组，先顺序把结果保存到数组中，再把数组输出。后来在讨论区得到了提示，用递归的方法输出。所以，最后递归逆序输出链表的代码如下

void List_reverse_print (struct List_t *list)
{
  if(list->next != NULL)
    List_reverse_print(list->next);
  if(list->instr->kind == STACK_ADD)
      printf("\nADD");
   else
      printf("\nPUSH %d",((struct Stack_Push *)(list->instr))->i);
}