语义分析实验：CST与AST的转换与抽象

"本次实验是关于语义分析的实践，主要涉及符号与符号表、CST与AST等概念。实验目的是理解并应用语义分析技术，通过实验内容和过程掌握语义分析的基本方法，并最终完成实验提交。" 在计算机科学中，语义分析是编译器或解释器设计的重要组成部分，其主要任务是检查源代码的含义是否正确，并生成相应的中间表示。在这个实验中，我们将关注两个关键的树状结构——具体语法树（CST）和抽象语法树（AST）。 CST，又称分析树或派生树，是源代码语法结构的直接映射，每个节点都对应源代码中的一个语法结构。它保留了源代码的所有语法细节，包括分号、括号等。然而，CST并不总是最适合于进一步的编译阶段，因为它过于详细，包含了一些对于编译器不那么重要的信息。 相比之下，AST提供了一种更为精简的语法结构表示，它只保留了影响程序执行的关键语法元素。AST内部节点通常代表操作符，子节点则表示操作数，这种结构便于进行类型检查、计算和优化。在AST中，辅助语法构造如分号、括号等被省略，使得树更易于处理。 在进行语义分析时，编译器会构建AST，这个过程可能伴随着对CST的简化和转换。例如，上述文法示例是为了忽略函数内部的语句，直接构造不含这些细节的AST。ANTLRWorks是一款工具，可以帮助我们验证和生成这样的解析树。 在实验中，学生需要理解并实现这一过程，可能包括创建和维护符号表，用于跟踪变量、函数等的定义和使用。符号表是语义分析的关键，它存储了符号（如标识符）的类型信息和其他相关属性，帮助检测和解决命名冲突、未声明的变量等问题。 实验内容可能涉及编写解析器来构建AST，以及实现简单的类型检查。实验过程可能涵盖以下步骤：1) 分析给定的源代码，生成CST；2) 使用CST构建AST，去除无用的辅助语法；3) 对AST进行类型检查，确保语义正确性；4) 编写代码以输出或显示构建的AST，以供验证。 实验提交的内容可能包括源代码实现、实验报告，以及对特定输入源代码的AST表示。这有助于评估学生对语义分析的理解和应用能力。 这个“语义分析实验1”旨在深化学生对编译器工作原理的理解，特别是如何通过CST和AST来进行语义检查和代码优化，这对于理解和构建编译器至关重要。通过动手实践，学生可以更好地掌握这些理论知识，并提升编程技能。