大学编译实验：四则运算表达式编译与汇编代码生成详解

解析四则表达式的编译过程是一项复杂且富有挑战性的任务，它涉及到编译原理的基础知识，主要运用了C语言、数据结构以及对汇编语言的基本理解。本实验的目标是设计一个编译器，能够将整数四则运算表达式转换成汇编代码，这有助于理解和实现计算机如何执行这种类型的数学运算。 首先，实验者需要熟悉消除左递归的文法转换。在这个案例中，原文法通过添加中间非终结符E'来处理左递归，如E → TE' 和 E' → +TE' | ε。这样做的目的是为了使文法更容易分析，避免在实际解析过程中形成无限循环。消除左递归后的翻译模式定义了每个非终结符的行为，例如E、T和F的解析规则，包括如何连接子节点、存储指针和操作符。 在C语言的实现中，关键的部分包括全局变量的定义，如`expression`数组用于存储输入的表达式，`expression_index`记录当前处理位置，`strToken`用于临时存储单词符号。此外，还包括`#ifndef TEST_C`的预处理器指令，以及与字符串处理相关的库函数，如`strlen`、`strcpy`和`isdigit`，以及处理数字和括号的函数。 在`test.c`文件中，编译器的核心部分会进行词法分析（将输入的表达式分割成单词），然后进行语法分析（根据文法规则构造抽象语法树）。具体步骤可能包括： 1. 输入读取：从用户或输入流中读取表达式，直到达到最大长度限制。 2. 词法分析：检查输入中的每个字符，识别数字、运算符、括号等，并将其存储在`strToken`中。 3. 语法分析：利用递归下降解析方法，根据翻译模式逐个处理E、T、F等非终结符，构建表达式的抽象语法树。 4. 生成中间代码：根据抽象语法树，生成对应的汇编指令序列。这通常涉及遍历树的节点，根据操作符插入适当的加法、乘法、减法或除法指令。 5. 最后，将生成的汇编代码输出或者保存到内存，以便后续链接和执行。 这个实验不仅锻炼了对编译原理的理解，还提升了编程技巧，特别是数据结构（如链表）和算法（如递归）的运用。通过这个过程，学生能够深入理解计算机如何执行数学运算，并且掌握从高级语言到低级语言的代码转换技术。