C语言语义分析实验：变量校验与符号表构建

本篇实验报告主要针对的是C语言的语义分析实验，由学生鲍吴迪（学号1120173588）完成。实验的主要目的是让学生深入理解C语言的语义规则，掌握编译器语义分析模块的设计和实现技术，以及前后端模块间的交互。 实验内容主要包括以下几个关键部分： 1. **校验函数**：利用`check()`函数来检测变量是否在使用前已经被定义，这是语义分析的基础，确保程序的逻辑正确性。 2. **一元表达式校验**：检查一元操作符操作的表达式是否已定义，例如自增、自减等操作。 3. **二元表达式校验**：验证操作符两边的操作数类型是否兼容，这是防止类型错误的重要环节。 4. **变量定义检查**：确保变量在首次使用前已经定义，避免未定义变量错误。 5. **重复定义检测**：避免同一个变量或函数被多次定义，保证程序的唯一性和一致性。 6. **控制结构检查**：检查break语句是否在合适的循环中使用，符合程序控制流程的规范。 7. **函数调用校验**：参数的数量和类型需与函数声明匹配，确保函数调用的正确性。 8. **函数声明与定义**：检查函数是否在使用前已经被声明或定义，保证函数的可见性。 9. **数组访问检查**：防止数组越界访问，提升程序的健壮性。 10. **goto语句检查**：确认goto语句的目标位置是存在的，遵循程序流程的线性执行。 实验步骤方面，学生需要遍历抽象语法树（AST），通过`SemanticVisitor`类实现深度优先搜索。在这个过程中，会构建符号表，包括变量名、数据类型、声明类型、作用域范围、函数参数信息等，用于存储和管理程序的符号信息。 符号表采用列表结构，包括`TableItem`类，存储各种符号相关的元数据，如局部和全局符号表的维护，以及函数内部作用域的嵌套处理。 总结来说，这个实验涉及了C语言编译器的关键组件——语义分析，它不仅要求学生掌握基本的编程技能，还涵盖了编译原理的实践应用，如词法分析、语法分析和语义分析等，对于理解和构建一个完整的编译器系统具有重要意义。