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宣告語句的翻譯

宣告語句的作用是為可執行語句提供資訊，以便於其執行；對宣告語句的處理，主要是將所需要的資訊正確地填寫進合理組織的符號表中

變數的宣告

• 型別定義：為編譯器提供儲存空間大小的資訊（預定義&自定義）
• 變數宣告：為變數分配儲存空間

組合資料的型別定義和變數宣告：

• 定義與宣告在一起，定義與宣告分離

決定變數儲存空間的是變數的資料型別

1. 定義確定儲存空間，宣告分配儲存空間
2. 簡單資料型別的儲存空間是已經確定的，如integer可以佔4個位元組，real可以佔8個位元組，char可以佔1個位元組等
3. 組合資料型別變數的儲存空間，需要編譯器根據程式設計師提供的資訊計算而定

定義就好像typedef struct node{};，宣告就好像struct node Node;，使用就好像Node.val=1;

語法制導翻譯

1. 全程量offset：記錄當前符號儲存的偏移量，初值設為0
2. 屬性.type和.width：變數的型別和所佔據的儲存空間
3. 過程enter(name, type, offset)：為type型別的變數name建立符號表條目，併為其分配儲存空間(位置)offset

產生式：					語義規則：
(1)D→D;D	
(2)D→id:T 	{enter(id.name, T.type, offset); offset:=offset+T.width;}
(3)T→int	{T.type:=integer; T.width:=4;}
(4)T→real	{T.type:=real; T.width:=8;}
(5)T→array [num] of T1 {T.type:=array(num.val, T1.type); T.width:=num.val*T1.width;}
(6)T→^T1	{T.type:=pointer(T1.type); T.width:=4;}
 

左值與右值

形式上

• 出現在賦值號左邊和右邊的變數分別稱為左值和右值；

實質上，

• 左值必須具有儲存空間，右值可以僅是一個值，而沒有儲存空間；
• （變數【簡單變數、組合變數】是左值，左值是地址，右值是值）形象地講，左值是容器，右值是內容

過程的定義與宣告

過程（procedure）：

• 過程頭/規格說明(做什麼)＋過程體(怎麼做)；(有返回值的也稱為函式，被作業系統呼叫的過程稱為主程式)

過程的三種形式： 過程定義、過程宣告和過程呼叫。

• 過程定義：過程頭+過程體；
• 過程宣告：過程頭

先聲明後引用的原則，若在引用前已定義，則宣告可省略，因為定義已包括了宣告

引數的傳遞

1、形參與實參

• 定義時的引數稱為形參(parameter或formal parameter)
  ，形式引數
• 引用時的引數稱為實參(argument或actual parameter)，實在引數

2、常見的引數傳遞形式：（不同的語言提供不同的形式）

• 值呼叫（call by value）

  • 過程內部對引數的修改，不影響作為實參的變數原來的值
  • 任何可以作為右值的物件均可作為實參
  • 過程定義時形參被當作區域性名看待，並在過程內部為形參分配儲存單元
  • 呼叫過程前，首先計算實參並將值（實參的右值）放入形參的儲存單元
  • 過程內部對形參單元中的資料直接訪問

• 引用呼叫（call by reference）

  • 過程內部對形參的修改，等價於直接對實參的修改

  • 實參必須是左值

  • 定義時形參被當作區域性名看待，並在過程內部為形參分配儲存單元

  • 呼叫過程前，將作為實參的變數的地址（左值）放進形參的儲存單元

  • 過程內把形參單元中的資料當作地址，間接訪問

  • 存在副作用

    int a=2;
    void add_one(int &x){ a=x+1;  x=x+1; }
    void main ()
    {   cout<<"before:  a="<<a<<endl;//2
        add_one(a);
        cout<<"after:   a="<<a<<endl;//4
    }
    

• 複寫－恢復（copy-in/copy-out）

  • 實參與非本地量共用一個儲存空間，使得在過程內改變引數值的同時，也改變了非本地量的值
  • 值呼叫和引用呼叫的結合
  • 過程內對引數的修改不直接影響實參，避免了副作用
  • 返回時將形參內容恢復給實參，實現了引數的返回
  • 實參必須是左值
  • 過程定義時形參被當作區域性名看待，並在過程內部為形參分配單元(複寫)
  • 呼叫過程前，首先計算實參並將值(實參的右值)放入形參的儲存單元
  • 過程內部對形參單元中的資料直接訪問
  • 過程返回前將形參的右值放回實參的儲存單元(恢復)

• 換名呼叫（call by name）

  • 過程被認為巨集，每次對過程的呼叫，實質上是用過程體替換過程呼叫，替換中用實參的文字替換體中的形參;這樣的替換方式被稱為巨集替換或巨集展開
  • 當需要保持實參的完整性時， 可以為實參加括弧
  • 在c++中的形式是巨集定義#define【一種折中的方法，c++的內斂函式inline，避免了函式呼叫的同時，也消除了巨集替換的副作用】
  • 執行速度快

3、引數傳遞方法的實質：

• 實參是代表左值、右值、還是實參本身的正文

過程的作用域

同樣遵守的是靜態作用域和最近巢狀原則

• 設主程式（最外層過程）的巢狀深度dmain=1，
• <1> 若過程A直接巢狀定義過程B，則dB=dA+1；
• <2> 變數宣告時所在過程的巢狀深度，被認為是該變數的巢狀深度

巢狀過程

• 名字作用域資訊的儲存，可以用具有巢狀結構的符號表來實現，每個過程可以被認為是一個子符號表，或者是符號表中的一個節點
• 巢狀的節點之間可以用雙向的連結串列連線，正向的鏈指示過程的巢狀關係，而逆向的鏈可以用來實現按作用域對名字的訪問

語法制導翻譯

P → D				(1)
D → D ; D  			(2)
   | id : T			(3)
   | proc id ; D; S	(4) 
   
修改文法，使得在定義D之前生成符號表，LR分析
P → M D					(1)
D → D ; D  				(2)
   | id : T				(3)
   | proc id ; N D; S	(4)
M →ε					(5)
N →ε					(6)

全程量：有序對棧（tblptr, offset）

• 其中， tblptr儲存指向符號表節點的指標，
• offset儲存當前節點所需寬度。

棧幀的組成

• 對於巢狀過程
  • 動態鏈：指向本過程的呼叫過程的活動記錄的起始地址，也稱控制鏈。
  • 靜態鏈：指向本過程的直接外層過程的活動記錄的起始地址，也稱存取鏈。
    

棧上的操作： push(t, o)、pop、top(stack)

1. 函式mktable(previous)：建立一個新的節點，並返回指向新節點的指標;引數previous是逆向鏈，指向該節點的前驅，或者說是外層
2. 過程enter(table, name, type, offset)：在table指向的節點中為名字name建立新的條目，包括名字的型別和儲存位置等
3. 過程addwidth(table, width)：計算table節點中所有條目的累加寬度，並記錄在table的頭部資訊中
4. 過程enterproc(table, name, newtable)：為過程name在table指向的節點中建立一個新的條目；引數newtable是正向鏈，指向name過程自身的符號表節點

產生式：					語義規則：
(1) P → M D		{addwidth(top(tblptr),top(offset)); pop;} 
(2) M → ε 		{t:=mktable(null);  push(t, 0,);} 
(3) D → D ; D
(4) D → id : T	{enter(top(tblptr),id.name,T.type,top(offset));
 top(offset):=top(offset)+T.width;} 
(5) D → proc id ; N D1; S	{ t:=top(tblptr); 
  							  addwidth(t, top(offset));
  							  pop;
  							  enterproc(top(tblptr), id.name, t);
							} 
(6) N → ε 		{t:=mktable(top(tblptr));  push(t,0);}

序號 產 生 式	   						語 義 處 理 結 果
(1)  M1→ε   						t1 := mktable(null); push(t1, 0); 
(2)  N1→ε	  						t2 := mktable(top(tblptr));  push(t2, 0);
(3)  T1→int  						T1.type=integer,  T1.width=4
(4)  T2→array [10]of T2 			T2.type=array(10,in…≥t),  T2.width=40
(5)  D1→a:T2 						(a,arr,0)填進t2所指節點，top(offset):=40
(6)  T3→int  						T3.type=integer,  T3.width=4
(7)  D2→x:T3						(x,int,40)填進t2所指節點 top(offset):=44
(8)  N2→ε	  						t3:=mktable(top(tblptr));  push(t3,0);
(9)  T4→int  						T4.type=integer,  T4.width=4
(10) D3→i:T4 						(i,int,0)填進t3所指節點，top(offset):=4
(11) D4→proc readarray N2 D3 ; S	t:=top(tblptr); addwidth(t,top(offset)); pop; 											enterproc(top(tblptr),readarray,t);
(12) D7→proc sort N1 D6 ; S			t:=top(tblptr); addwidth(t,top(offset)); pop;
			   						enterproc(top(tblptr),sort,t);
(13) P→M1 D7 						addwidth(top(tblptr),top(offset)); pop;