构建C++源代码编译器流程图：从文法到自动化工具实践

在这个编译原理上机试验中，学生的主要目标是通过实践学习和掌握高级程序设计语言编译器的基础构建过程。课程的核心内容包括以下几个关键环节： 1. **高级程序设计语言典型文法的理解与构建**：学生需要熟悉如何定义一个简化版的C++语言文法，例如函数定义、变量声明、输入输出、表达式、赋值语句、条件控制结构（if、while）等。这涉及到构造一个局部特定功能的上下文无关文法（Context-Free Grammar, CFG），即SDD（Shift-Reduce Derivation）。 2. **SDD到词法分析中间表示（SDT）的转换**：转换过程中的挑战在于将L型SDD（可能包含左递归或优先级问题）转换成对应的SDT（Syntax Directed Derivation Tree），以便后续进行语法分析。理解这个过程有助于解决编译器前端的关键技术问题。 3. **利用bison实现语法分析**：在这个阶段，学生将学习如何使用bison这样的工具来实现SDT的实际编译过程，这是一次对编译原理前端知识的综合运用实践。他们需要编写规则，处理各种语法结构，确保源代码的正确解析。 试验内容涉及的软件工程工具要求能够处理以下功能： - **C++文法简化**：工具需要支持C++的基本语法规则，如基本类型、变量声明、运算符等。 - **流程图生成**：对于源代码中的每个函数，工具需要生成对应的流程图，包括起止框、输入输出框、处理框和控制流结构（分支和循环）。 - **文法到流程图的转换**：通过定义的文法解析C++源代码，并将其映射到直观的图形表示。 试验步骤包括： - **文法的定义**：撰写C++简化文法，用BNF（Backus-Naur Form）表示，如使用`%token`定义非终结符，`%left`和`%right`指示操作符的优先级。 - **文法文件的创建**：将文法转换为纯文法文件，以便在bison中进行解析测试，验证语法分析的正确性。 - **语法分析器的实现**：在bison中编写解析规则，实现词法分析和语法分析阶段。 通过这个项目，学生不仅加深了对编译原理理论的理解，还提升了编程技能和实际问题解决能力，为后续的编译器开发打下了坚实基础。