华科大编译原理实验：构建mini-c语言编译器

实验1+21是华中科技大学网络空间安全学院编译原理课程中的一个实验指导教程，旨在帮助学生理解和实践编译器的构建过程。本实验分为两个主要部分：定义高级语言和编译器的实现。 在实验的第一阶段，学生被要求定义一个自定义的编程语言。任务一是明确这个语言的语法规则，使用上下文无关文法（Context-Free Grammar, CFG）来表示，例如给出的mini-c语言文法就是一个简化版的C语言文法示例。这个阶段包括以下几个步骤： 1. 定义语言的文法结构，如程序、外部定义列表、外部定义、标量类型声明、变量声明、函数声明等。 2. 编写至少10个使用新语言编写的程序示例，确保涵盖所有文法规则，以便在后续的编译过程中进行测试。 3. 给新语言命名，这有助于区分和组织不同的语言实现。 接下来的阶段是实现这个自定义语言的编译器。学生需要遵循以下步骤： - 编写语法分析部分，通过词法分析和语法分析器处理输入的源代码，识别并分类词汇单元。 - 设计和实现词法分析器，它将文本分解成有意义的符号或令牌。 - 创建解析器，根据文法构造抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST），这是编译器理解源代码结构的关键。 - 编写语义分析和中间代码生成阶段，确保代码符合目标语言的语义规范，并转换为中间代码，如三地址码或中间形式（Intermediate Representation, IR）。 - 实现代码优化，可能包括消除冗余、调整控制流等，以提高代码效率。 - 最后，生成目标代码，通常是汇编语言或机器码，通过目标代码生成器完成。 在整个过程中，学生们需要参考相关文献和在线资源，灵活运用所学理论知识，并结合实际操作，选择合适的编译技术路线。由于实验文档并不是一个完整的手册，因此在阅读和执行时，独立思考和问题解决能力至关重要。 这个实验不仅锻炼了学生的编程技巧，还提升了他们对编译原理的理解，如词法分析、语法分析、语义分析等核心概念的实际应用。通过这样的实践，学生可以深化对C语言和其他高级语言编译器原理的认识，并为其未来在IT行业中的进一步发展打下坚实基础。