源自：ideawu (個人網站) 標籤：c/c++

這篇文章只是我學習編譯原理的日記。我不是要寫一個生成機器程式碼的編譯器，我想寫一個生成其它語言的編譯器。可能是生成html或者c語言程式碼？ 這是一個基於某個自定義的文法（將在下面給出）所編寫的部分功能的編譯器。已經實現了詞法分析（Lexer.h/cpp），語法分析（Parser.h/cpp）並建立語法分析樹，語法分析樹資料結構（SyntaxTreeNode.h/cpp和SyntaxTree.h/cpp）。

這篇文章只是我學習編譯原理的日記。我不是要寫一個生成機器程式碼的編譯器，我想寫一個生成其它語言的編譯器。可能是生成html或者c語言程式碼？

1. 簡介： 這是一個基於某個自定義的文法（將在下面給出）所編寫的部分功能的編譯器。已經實現了詞法分析（Lexer.h/cpp），語法分析（Parser.h/cpp）並建立語法分析樹，語法分析樹資料結構（SyntaxTreeNode.h/cpp和SyntaxTree.h/cpp）。
2. 文法定義：

   	S: Statement
   	B: Boolean
   	L: Block
   	I: Identifier
   	N: Number
   	E: Expression
   	Seperator: 分隔符，包括';' '/n' '/t'等，建議使用';'
   
   	S = if B then S (else S)? | while Boolean do S | I=E | '{' L '}'
   	L = S? D L? | <epsilon>
   
   	E = T {'+' T}
   	T = F {'*' F}
   	F = I | N
   
   	B = T2 {'|' T2}
   	T2 = F2 {'&' F2}
   	F2 = E <Relop> E
   
   	Relop = '<' | '>' | '=='
   	N = [0-9]+
   	I = [A-Za-z][0-9A-Za-z]*
   

   我主要是想把它寫成 C 語言的語法。
3. 基本思想和功能： 詞法分析器Lexer提供了nextToken()介面供語法分析器Parser使用。但是，詞法分析器也可以單獨使用，比如為了輸出原始檔的記號序列。 呼叫Parser的parse()方法將返回一棵原始檔對應的語法分析樹的指標。之後可以呼叫display()方法輸出格式化的語法分析樹。目前 Parser只能建立語法分析樹和判斷原始檔是否存在語法錯誤並指出錯誤的地方，無法生成可執行程式碼。
4. 基本模組簡介：

   (4.1) Lexer模組公用方法：
   	Lexer(char *filename);  // filename: 原始檔
   	void reset();           // 如果想再次從頭分析原始檔，呼叫此方法
   	bool isReady();         // Lexer是否已經準備就緒
   	char *getSrc();         // 得到原始檔的拷貝的指標
   	int getIndex();         // 當前已經分析到的字元的位置
   	Token nextToken();      // 獲取下一個記號，永遠不會返回NULL
   
   (4.2) Parser模組公用方法：
   	Parser(char* sourcefile);  // sourcefile: 原始檔
   	void printError();         // 打印出錯誤在原始檔中的位置
   	SyntaxTree* parse();       // 得到一棵語法分析樹，並返回它的指標
   
   (4.3) SyntaxTree模組公用方法
   	void display(FILE *fo=stdout);  // 將語法樹輸出到檔案中，預設輸出到標準輸出
   
5. 語法分析樹輸出格式 程式使用文字字元輸出語法分析樹，類似

   	'='---5
   	+-----ID
   表示ID=5, ID表示識別符號。以後將實現儲存識別符號的表格，從而可以顯示識別符號的名字。
   
   	'='---'+'---5
   	|     '+'---b
   	+-----ID
   表示ID=ID+5
   
   	whl---'='---'+'---5
   	|     |     +-----ID
   	|     +-----ID
   	+-----'>'---3
   	      +-----ID
   表示while ID>3 then ID=ID+5
   
   	if ---blk---whl---'='---9
   	|     |     |     +-----ID
   	|     |     +-----'>'---ID
   	|     |           +-----3
   	|     +-----blk---'='---'+'---'*'---ID
   	|           |     |     |     +-----9
   	|           |     |     +-----8
   	|           |     +-----ID
   	|           +-----'='---3
   	|                 +-----ID
   	+-----'>'---8
   	      +-----ID
   對應下面的程式：
   	if a>8 then{
   		b = 3;
   		a = 8 + 9 * t;
   	}else{
   		while 3>a do
   			a=9;
   	}
   
   
   下面的程式：
   if a>8+3*d+6 | 3>4 & e<8 then{
   	s=2;
   	b=15;
   	if a<b then{
   		s = 8+te
   		i = 4*8
   	}else{
   		s = 0;
   	}
   	a=8+9;
   	rel=8*7;
   }else{
   	while d>a do
   	begin
   		a=9+a;
   		b=7;
   		c=5+17*a;
   	end
   }
   生成樹：
   if ---blk---whl---blk---'='---'+'---'*'---ID
   |     |     |     |     |     |     +-----17
   |     |     |     |     |     +-----5
   |     |     |     |     +-----ID
   |     |     |     +-----blk---'='---7
   |     |     |           |     +-----ID
   |     |     |           +-----'='---'+'---ID
   |     |     |                 |     +-----9
   |     |     |                 +-----ID
   |     |     +-----'>'---ID
   |     |           +-----ID
   |     +-----blk---'='---'*'---7
   |           |     |     +-----8
   |           |     +-----ID
   |           +-----blk---'='---'+'---9
   |                 |     |     +-----8
   |                 |     +-----ID
   |                 +-----blk---if ---blk---'='---0
   |                       |     |     |     +-----ID
   |                       |     |     +-----blk---'='---'*'---8
   |                       |     |           |     |     +-----4
   |                       |     |           |     +-----ID
   |                       |     |           +-----'='---'+'---ID
   |                       |     |                 |     +-----8
   |                       |     |                 +-----ID
   |                       |     +-----'<'---ID
   |                       |           +-----ID
   |                       +-----blk---'='---15
   |                             |     +-----ID
   |                             +-----'='---2
   |                                   +-----ID
   +-----'|'---'&'---'<'---8
         |     |     +-----ID
         |     +-----'>'---4
         |           +-----3
         +-----'>'---'+'---6
               |     +-----'+'---'*'---ID
               |           |     +-----3
               |           +-----8
               +-----ID
   
   

6. 原始碼的可執行例子的使用方法： 下載原始碼包

   	程式碼已經在下列環境編譯並測試：
   	  Linux debian 2.6.8-2-686
   	  gcc version 4.0.3 (Debian 4.0.3-1)
   	  GNU Make 3.81rc2
   	使用相同或者相近的環境，進入原始碼所在的目錄，執行
   	  ./compiler
   	解析附帶的test.txt檔案。同一個目錄下還附帶了test_complex.txt（複雜）和test_error.txt（出錯）兩個檔案供測試。
   	compiler可執行檔案的使用方法為
   	  ./compiler [srcfile [outfile]]
   	解析srcfile原始檔並輸出語法分析樹到outfile檔案。
   	執行
   	  make clean
   	  make
   	將再次編譯原始檔。
   
   	如果在Windows下使用VC6，新建立一個工程，將所有原始碼檔案加入工程中後就可以編譯運行了。
   	在DOS視窗執行，進入工程所在的目錄，把原始碼目錄下的test.txt, test_complex.txt, test_error.txt
   	三個測試用例複製到Debug目錄下，再進入Debug目錄，
   	使用main代替上面的compiler命令就可以測試了。
   

7. 模組使用舉例：
   1. 輸出原始檔的記號序列

      Lexer lexer("source.c");
      while((token = lexer.nextToken()) != ERROR){
      	// print token
      	// 已經得到一個記號
      }
      

   2. 輸出語法樹到螢幕和檔案中，出錯則輸出出錯資訊

      FILE *fp = fopen("tree.txt", "w");
      Parser parser("source.c");
      SyntaxTree *tree = parser.parse();
      if(tree != NULL){
      	tree->display();
      	tree->display(fp);
      }else{
      	parser.printError();
      }

(code in email)

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