LR1文法下的自底向上语义分析与C++三地址码生成

本次实验名为"实验三：典型语句的语义分析及中间代码生成"，由学生方澳阳（学号180110115）完成，属于计算机科学与技术专业。实验旨在深化理解和应用编译原理中的自顶向下和自底向上语法制导翻译技术，以及语义分析的基本原理。 实验的核心目标是： 1. 理解与掌握翻译技术：通过实际操作，深入理解自顶向下和自底向上两种翻译策略，这两种方法在编译器设计中扮演着关键角色，自顶向下通常用于高阶语法分析，而自底向上则适用于LR1文法，更适合处理较简单的语法结构。 2. 语义分析与中间代码生成：实验要求学生在C++环境中（使用Clion 2020.2 IDE）进行编程，支持Windows 10和Linux平台。实验主要包括三个主要函数：`Grammar_Analyzer`中的`translate()`负责将产生式序列转换成带有非终结符的三地址码，`clearUselessProducer()`用来消除冗余代码，`notEnd()`则用于判断输入是否为非终结符。 实验步骤： - 针对给定的LR1文法规则，设计并实现自底向上的语法分析算法，为语法正确的单词串创建翻译方案。 - 对一段示例程序进行分析，生成中间代码序列和符号表，并将结果存储在文件中。 - 中间代码的选择集中在三地址码，这是为了简化指令集，便于后续优化和执行阶段的操作。 实验实例： 以程序段 `f=2*10+2*4# c=f-2# d=c/10# a=10/d+3` 为例，经过分析和翻译，得到的输出包括三地址码（如 `A=2*10 A=2*4 f=A+A c=f-2 d=c/10 A=10/d a=3+A`）和符号表，记录了变量及其对应的值和类型信息。 实验成果与分析： 通过这个实验，学生不仅锻炼了编程技能，还加深了对编译过程中关键步骤的理解。对输入语句的正确处理和中间代码的生成，显示了他们如何将抽象的语法结构转化为可执行的机器代码，这对于理解和优化计算机程序性能至关重要。 总结来说，这个实验涵盖了编译原理的多个核心概念，包括文法分析、语义分析、中间代码生成，以及在实际环境中的应用实践，是一次全面提升学生编译器设计能力的实战项目。