编译原理实验：目标代码生成器的设计与实现

"这篇实验报告主要探讨了目标代码生成器的设计，关注于如何生成高效的目标代码，特别是如何优化寄存器使用和减少内存访问。实验基于编译原理，使用逆波兰表示法作为中间代码，并详细描述了算法设计，包括寄存器分配策略。" 在编译原理中，目标代码生成器是将高级语言编译成机器可执行的低级代码的关键阶段。此实验报告主要围绕两个核心问题展开：一是如何生成长度较短的目标代码，二是如何有效利用计算机的寄存器以提高执行速度。 首先，代码生成器需要处理不同类型的中间代码，如逆波兰式、四元式或三元式。中间代码的选择会影响目标代码的生成效率。在这个实验中，选择了逆波兰表示法，它是一种后缀表达式，使用堆栈进行计算，简化了运算符优先级的处理。 数据结构方面，报告采用了堆栈来处理逆波兰式的目标代码。例如，在进行逻辑运算时，会从语义栈中弹出两个操作数，通过`SEM.top()`获取栈顶元素，并进行相应的运算。堆栈的使用有助于实现直观且易于管理的数据操作。 算法设计部分，针对每个四元式（如 `i:A:=BopC`），实验报告提供了以下步骤： 1. 调用`GETREG`函数，为变量A分配一个寄存器R。 2. 确定B和C的当前值的位置（B' 和 C'）。 3. 如果B'和R不相同，生成`LD R, B'; op R, C'`的目标代码；否则，仅生成`op R, C'`。 4. 更新AVALUE和RVALUE表，记录A和R的关系。 5. 在特定条件下，释放不再使用的寄存器，优化寄存器分配。 寄存器分配策略是实验的重点，`GETREG`函数用于为变量分配寄存器。如果B的当前值已存在于某个寄存器Ri中，且满足特定条件（B与A相同或之后不再被引用），则选择Ri作为A的寄存器。 总结来说，这份实验报告详细介绍了编译器目标代码生成的过程，特别是在寄存器分配和中间代码优化方面的策略，对于理解编译原理和优化代码执行性能具有指导意义。