CMM解釋器項(xiàng)目文檔

1、CMM解釋器項(xiàng)目文檔一、背景完成小組的基本信息：姓名學(xué)號(hào)分工內(nèi)容蔡武慶2013302580148語義分析 中間代碼周子鵬2013302580149界面設(shè)計(jì) 解釋執(zhí)行劉宏勇2013302580151詞法語法 代碼調(diào)試二、文法描述給出所實(shí)現(xiàn)的CMM語言的完整的文法描述詞法/* CMM中的空白符 */SKIP: | r | t | n/* CMM中的注釋符號(hào)(需要進(jìn)行匹配查找) */MORE: /*:IN_MULTI_LINE_COMMENT/* 注釋符號(hào)不用被編譯，是特殊符號(hào) */SPECIAL_TOKEN: :DEFAULT/* 在注釋符號(hào)之間可以輸入任意字符 */MORE: /* CMM中的保

2、留字 */TOKEN: | | | | | | /* CMM中的常數(shù) */TOKEN: INTEGER_LITERAL:/十進(jìn)制整數(shù) | | REAL_LITERAL:/十進(jìn)制實(shí)數(shù)()+(.()+)?/* CMM中的標(biāo)識(shí)符（由數(shù)字、字母和下劃線組成的串，但必須以字母開頭、且不能以下劃線結(jié)尾的串） */TOKEN: IDENTIFIER:( | | _)*( | )+)? | | /* CMM中的分隔符 */TOKEN: | | | | | | /* CMM中的運(yùn)算符 */TOKEN: | LT: | | NE:() | | | | 語法非終結(jié)符列表： /程序 /語句 /輸入語句 /輸出語句 /

3、if語句 /while語句 /變量聲明語句 /賦值語句 /復(fù)合語句 /表達(dá)式 /項(xiàng) /因子 /變量 /常量/數(shù)組BNF范式列表:()*:|: ()*: ( )*: :(|)()?()?):()*:(|)*: (|)*: |:|: （|）？|:三、系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和核心算法說明及分析，系統(tǒng)所采用的開發(fā)工具等。詞法 1. 先將Token按要求劃分成常數(shù)（包括十進(jìn)制整數(shù)和十進(jìn)制實(shí)數(shù)）、保留字、注釋、 特殊符號(hào)(操作符和分隔符)、特殊Token幾大類； 2. 逐行掃描，將每行的字符串轉(zhuǎn)換為字符型的數(shù)組，其中剔除空白符號(hào)（比如空格）； 3. 逐字掃描，根據(jù)構(gòu)造的DFA，完成讀入

4、字符后狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)，并在到達(dá)終態(tài)時(shí)確定所 讀入的Token的類型，必要時(shí)還要記錄Token的字符串形式以備將其打印出來； 4. 根據(jù)對(duì)Token的處理，選擇不同的打印形式，有以下幾種：打印出錯(cuò)信息、打印操 作符和分隔符、打印關(guān)鍵字、打印常數(shù)、打印標(biāo)識(shí)符、打印注釋內(nèi)容。主要有以下幾個(gè)方法：1./* 啟動(dòng)逐行的詞法分析*/ public string run(string text)2./* 檢查讀入的當(dāng)前標(biāo)識(shí)符是否為保留字，如果是則把標(biāo)識(shí)符類型從ID改為相應(yīng)的保留字類型*/ public TokenType reservedWordScan(string word) 3./* 啟動(dòng)逐標(biāo)識(shí)符的詞法分

5、析*/ public void getToken() 4./* 處理Token，按要求輸出*/ public string tokenstrOutput(TokenStr tokS) 語法 采用遞歸下降的語法分析方法，并構(gòu)造出抽象語法樹。 語法樹的節(jié)點(diǎn)中有三個(gè)屬性：節(jié)點(diǎn)類型、節(jié)點(diǎn)名字、子節(jié)點(diǎn)鏈表（孩子鏈表）。 語法分析步驟：1. 首先從詞法分析的結(jié)果（一個(gè)ArrayList）中獲取各種終結(jié)符，但同時(shí)剔除掉一些注釋、空格符、有錯(cuò)誤標(biāo)記的Token等特殊Token，將有待語法分析的終結(jié)符放入wordAl（ArrayList類型）中；2. 為每個(gè)非終結(jié)符提供一個(gè)處理其邏輯的函數(shù)，通過函數(shù)分析對(duì)應(yīng)非終

6、結(jié)符的產(chǎn)生式，并將結(jié)果保存為節(jié)點(diǎn)添加到抽象語法樹上合適的位置。通過每個(gè)函數(shù)的遞歸調(diào)用最后就可以產(chǎn)生整個(gè)程序的抽象語法樹。根節(jié)點(diǎn)為Program；3. 打印語法樹，采用前序遍歷的方式將節(jié)點(diǎn)中的str成員打印出來，一旦出現(xiàn)語法錯(cuò)誤就將錯(cuò)誤處理信息直接附在str中。主要有以下幾個(gè)方法：1./* 啟動(dòng)逐Token的語法分析 */ public string run(ArrayList tokenAL) 2./* 打印語法樹 */ public string dump(Node node, string space)3./* 匹配單詞 */ public void match(Scanner.Token

7、Type type) public void match(string s)PS：對(duì)應(yīng)每個(gè)語法樹節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)相應(yīng)的處理方法，例如：對(duì)于分析賦值語句有ParseAssignment方法，對(duì)于分析變量有ParseVariable方法。每個(gè)方法的返回類型都是Node，也就是調(diào)用后都會(huì)生成一個(gè)相應(yīng)的語法樹結(jié)點(diǎn)。4.5.6. 語義利用符號(hào)表在語法分析的基礎(chǔ)上，主要檢查了以下幾種語義錯(cuò)誤，并同時(shí)生成了中間代碼。檢測(cè)的語義錯(cuò)誤：1. 使用了未定義的變量；2. 在同一層對(duì)變量進(jìn)行了重復(fù)定義；3. 聲明的數(shù)組長度不為正整數(shù)；注：1. 由于每個(gè)聲明之后會(huì)自動(dòng)得到初始值0，所以不存在變量聲明后未初始化就使用的問題。

8、2. 本程序中檢查類型的轉(zhuǎn)換只是會(huì)在real類型轉(zhuǎn)換為int類型時(shí)有精讀丟失，但不將其定義為語義錯(cuò)誤。在生成的語法樹基礎(chǔ)上，具體在類GramParser中實(shí)現(xiàn)：主要有以下幾個(gè)方法：1./* 在總表中查詢某變量,如果找到返回該符號(hào)表項(xiàng),否則返回null */ public SymItem LookUp(string s) 2./* 檢查當(dāng)前符號(hào)表中是否已經(jīng)存在該變量名，以防止在同一層對(duì)變量重復(fù)定義;如果重復(fù)定義，則返回false，否則返回true */ bool Check(string str)3./* 匹配單詞 */符號(hào)表若干張符號(hào)分表構(gòu)成一個(gè)鏈?zhǔn)綏５姆?hào)總表，每一張符號(hào)分表都是一個(gè)由若干符

9、號(hào)表項(xiàng)組成的鏈表，對(duì)應(yīng)著某一個(gè)塊域，管理同一個(gè)層里的所有變量，每個(gè)符號(hào)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)該層內(nèi)的一個(gè)變量或者一個(gè)數(shù)組元素。符號(hào)表項(xiàng)一共有三個(gè)屬性：名字、類型和值。程序中含有兩個(gè)類：SymItem和Symtable，分別對(duì)應(yīng)著符號(hào)表項(xiàng)和符號(hào)分表。中間代碼說明：表示當(dāng)前值， 具體在類GramParser中實(shí)現(xiàn)，該類中有一個(gè)string類型的鏈表intercode，用于存放生成的中間代碼。另外有一個(gè)gen方法，將輸入的字符串存入intercode鏈表。1. 輸入語句gen(read, item.Type.ToString(), _, item.Name);2. 輸出語句gen(write, ”result”,

10、 _, outstream);3. If語句設(shè)置一個(gè)整數(shù)變量ifLevel，用于記錄if語句鑲嵌層次gen(judge,if,result，ifLevel.ToString();gen(judge,if,start,ifLevel.ToString();gen(mark,if,end,ifLevel.ToString();gen(judge,else,start,ifLevel.ToString();gen(mark,else,end,ifLevel.ToString();4. While語句設(shè)置一個(gè)整數(shù)變量whileLevel，用于記錄while語句鑲嵌層次gen(mark,while,be

11、gin,whileLevel.ToString();gen(judge,while,result,whileLevel.ToString();gen(mark,while,end,whileLevel.ToString();5. 賦值語句 gen(assign,item.Type.ToString(),result,item.Name);6. 聲明語句在獲得int或者real關(guān)鍵字后，登錄符號(hào)表，創(chuàng)建一個(gè)符號(hào)表項(xiàng)： gen(new, item, _, table)然后對(duì)生成的item的類型進(jìn)行相應(yīng)的賦值： gen(assign, type, INT, item)或者gen(assign, ty

12、pe, REAL, item);如果存在賦值，則在進(jìn)行賦值操作：gen(assign, type, tempType.ToString(), item);7. 表達(dá)式gen(lt,num2.ToString(),num1.ToString(),value);gen(gt,num2.ToString(),num1.ToString(),value);gen(eq,num2.ToString(),num1.ToString(),value);gen(ne,num2.ToString(),num1.ToString(),value);gen(add,num2.ToString(),num1.ToSt

13、ring(),value);gen(sub,num2.ToString(),num1.ToString(),value);gen(mul,num2.ToString(),num1.ToString(),value);gen(div,num2.ToString(),num1.ToString(),value);中間代碼的解釋執(zhí)行具體在類Interpreter中實(shí)現(xiàn)：將語義分析生成的結(jié)果intercode作為參數(shù)傳入Interpreter的run方法中，然后將其中的字符串每四個(gè)取一次，進(jìn)行解釋。主要程序流程在一個(gè)swith-case語句中，針對(duì)各種中間代碼類型進(jìn)行相應(yīng)解釋。4、 測(cè)試用例和測(cè)試結(jié)果測(cè)試用例分別包括錯(cuò)誤測(cè)試用例和正確測(cè)試用例：錯(cuò)誤測(cè)試：1，遺漏分號(hào)：2，標(biāo)識(shí)符合法性檢測(cè)：3，引用未聲明變量：4，重復(fù)聲明： 正確測(cè)試：1，注釋：2，單條語句(包括int，real，wri