现代编译原理——第0章

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　　《现代编译原理》，俗称，虎书。因为这本书对实践的要求比较高，所以选择了这本书来作为编译原理的学习书籍，想一步一步的记录下来，最终完成一个完整的编译器。但是，一个人看书总是感觉很孤独。今天看第一章的题目，看完了都不知道要干什么。无奈找了一本中文版的，翻译的也不如人意，还不如看英文的。最后去晚上找了半天才找到别人写的第一章作业运行后，才知道要实现什么功能。然后自己徒手开始写，居然没有逻辑bug的就完了。呵呵。突然感觉网上的资料太少，所以写这一个系列的文章也想把志同道合的聚集起来，大家一起来讨论虎书。本人毕业半年，有写的不对还希望大家指正。

　　这本书的第一章，和其他外国书籍一样，先是讨论了一下本书的结构，需要有怎样的基础以及用到那些工具。然后介绍了编译器的各个方面。就个人而言，像这种总结和概述的章我一般喜欢看完全书以后再回头看看，那个时候就会对整本书有比较深刻的理解。但是这本书第一章给了一个小的练习，总结来说就是利用前面介绍的数据结构和文法规则创建一个计算print数量的函数和一个直线型程序语言翻译器。程序很简单，但是作为入门的练习，个人人为实在太好了。

　　第一，这个作业让我开始关注编程语言本身。以前都是将程序语言作为整块去理解，理解其表达的逻辑含义和功能。但是在写这个程序的时候，它让我开始关注语言的每一句成分。首先，语言最基本的成分可以笼统的分为两类，语句（statement）和表达式（expression）。语句是执行完成后没有任何数值的产生，例如打印语句，转移语句，而表达式是有数值的产生的，算数操作，1+2 那么产生了3.

　　第二，我然我了解到编程语言是怎么从文本变化到树状结构，如何对树状结构进行操作得到最后的结果。对编译器有了一个感性的了解。

　　一下是代码：

计算print的数量

#ifndef MAXARGS_H_
#define MAXARGS_H_
#include "slp.h"
int maxargs(A_exp) ;
int maxargs(A_expList) ;
int maxargs(A_stm a_stm) ;
#endif

#include "maxargs.h"
#include "slp.h"

int maxargs(A_stm a_stm) 
{
    if (a_stm == NULL)
    {
        return 0 ;
    }

    switch(a_stm->kind)
    {
    case A_stm_::A_assignStm :
        return maxargs(a_stm->u.assign.exp) ;
    case A_stm_::A_printStm :
        return 1 + maxargs(a_stm->u.print.exps) ;
    case A_stm_::A_compoundStm:
        return maxargs(a_stm->u.compound.stm1) + maxargs(a_stm->u.compound.stm2) ;
    }
    return 0 ;
}
int maxargs(A_exp a_exp)
{
    if (a_exp == NULL )
    {
        return 0 ;
    }
    switch(a_exp->kind)
    {
    case A_exp_::A_opExp:
        return maxargs(a_exp->u.op.left) + maxargs(a_exp->u.op.right) ;
    case A_exp_::A_eseqExp:
        return maxargs(a_exp->u.eseq.stm) + maxargs(a_exp->u.eseq.exp) ;
    }
    return 0 ;
}
int maxargs(A_expList a_explist)
{
    if (a_explist == NULL)
    {
        return 0 ;
    }
    switch(a_explist->kind)
    {
    case A_expList_::A_pairExpList :
        return maxargs(a_explist->u.pair.head)+maxargs(a_explist->u.pair.tail) ;
    case A_expList_::A_lastExpList:
        return  maxargs(a_explist->u.last) ;
    }
    return 0 ;
}

将语言解释并且计算结果

#ifndef INTERPRETES_H_
#define INTERPRETES_H_
#include "util.h"
#include "slp.h"
typedef struct table  *Table_ ;
struct table
{
  string id ;
  int value ;
  Table_ tail ;
};
typedef struct intAndTable_ *intAndTable ;
struct intAndTable_
{
    int i ;
    Table_ table ;
};
Table_ interStm(A_stm stm , Table_ t) ;
intAndTable interExp(A_exp exp , Table_ t) ;
intAndTable interExpList(A_expList expList , Table_ t) ;
Table_ update(Table_, string ,int ) ;
int  lookup(Table_ , string) ;
#endif

#include "interprets.h"
#include "util.h"
#include "slp.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
Table_ Table(string id ,  int value , Table_ *tail)
{
    Table_ t = Table_(malloc( sizeof(*t)) );
    t->id = id ;
    t->value = value ;
    t->tail = t ;
    return t ;
}

Table_ interStm(A_stm stm , Table_ t)
{
    if (stm == NULL )
    {
        return NULL ;
    }
    Table_ table ;
    intAndTable itable;
    A_expList tmpExplist ;
   switch(stm->kind)
   {
   case A_stm_::A_compoundStm:
     table = interStm(stm->u.compound.stm1 , t) ;
     return interStm(stm->u.compound.stm2 , table) ;
   case A_stm_::A_printStm:
       tmpExplist = stm->u.print.exps ;
       while(1)
       {
           if (tmpExplist->kind == A_expList_::A_lastExpList)
           {
               itable = interExp(tmpExplist->u.last , t) ;
               printf("   %d" , itable->i) ;
               break ;
           }
           else
           {
               itable = interExp(tmpExplist->u.pair.head , t) ;
               printf("  %d" , itable->i) ;
               tmpExplist = tmpExplist->u.pair.tail ;
           }
       }
     printf("\n" ) ;
     return itable->table ;
   case A_stm_::A_assignStm:
       itable = interExp(stm->u.assign.exp ,t) ;
       table = update(itable->table , stm->u.assign.id , itable->i) ;
       return table ;
   }
   return NULL ;
}

intAndTable interExpList(A_expList expList , Table_ t)
{
    if (expList == NULL)
    {
        return NULL ;
    }
    intAndTable tmp ;
    switch(expList->kind)
    {
    case A_expList_::A_lastExpList:
     tmp = interExp(expList->u.last , t) ;
     return tmp ;
    case A_expList_::A_pairExpList:
        tmp = interExp(expList->u.pair.head , t) ;
        tmp = interExpList(expList->u.pair.tail , tmp->table) ;
        return tmp ;
     }
    return NULL ;
}

intAndTable interExp(A_exp exp , Table_ t)
{
    if ( exp == NULL )
    {
        return NULL ;
    }
    intAndTable t1  =  intAndTable(malloc( sizeof(*t))) ;
    int tmp ;
   switch(exp->kind)
   {
   case A_exp_::A_idExp:
     t1->i = lookup(t , exp->u.id) ;
     t1->table = t ;
     return t1 ;
   case A_exp_::A_numExp:
       t1->i = exp->u.num ;
       t1->table = t ;
       return t1 ;
   case A_exp_::A_opExp:
      t1 = interExp(exp->u.op.left , t) ;
      tmp = t1->i ;
      t1 = interExp(exp->u.op.right , t1->table) ;
      switch(exp->u.op.oper)
      {
      case A_plus:
         tmp += t1->i ;
          break ;
      case A_minus:
          tmp -= t1->i ;
          break ;
      case A_times:
          tmp *= t1->i ;
          break ;
      case A_div:
          tmp /= t1->i ;
          break ;
      }
      t1->i = tmp ;
      return t1 ;
   case A_exp_::A_eseqExp:
          t = interStm(exp->u.eseq.stm , t) ;
          t1 = interExp(exp->u.eseq.exp , t) ;
          return t1 ;
   }
   return NULL ;
}

Table_ update(Table_ t, string s ,int v)
{
    Table_ t1 = Table_(malloc( sizeof(*t1))) ;
    t1->id = s ;
    t1->tail = t ;
    t1->value = v ;
    return t1 ;
}

int lookup(Table_ t, string c)
{
    Table_ tmp = t ;
    while(tmp)
    {
        if (tmp->id == c)
        {
            return tmp->value ;
        }
        tmp = tmp->tail ;
    }
    return -1 ;
}

这是主函数

/* This file is intentionally empty.  You should fill it in with your
solution to the programming exercise. */

#include "prog1.h"
#include "slp.h"
#include "util.h"
#include "interprets.h"
#include "maxargs.h"
void main()
{
    A_stm p ;
    p = prog() ;
    int a = maxargs(p) ;
    printf("the print number is %d\n" , a) ;
    Table_ t = NULL ;
    t = interStm(p , t) ;
}

最后结果是 2   8  7  80

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