📄 pl0.cpp
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// PL0.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include "string.h"
/* PL/0编译系统C版本头文件pl0.h */
/*typedef enum{
false,
true;
} bool; */
#define norw 13 /* 关键字个数 */
#define txmax 100 /* 名字表容量 */
#define nmax 14 /* number的最大位数 */
#define al 10 /* 符号的最大长度 */
#define amax 2047 /* 地址上界 */
#define levmax 3 /* 最大允许过程嵌套声明层数 */
#define cxmax 200 /* 最多的虚拟机代码数 */
/* 符号 */
enum symbol {
nul, ident, number, plus, minus,
times, slash, oddsym, eql, neq,
lss, leq, gtr, geq, lparen,
rparen, comma, semicolon, period, becomes,
beginsym, endsym, ifsym, thensym, whilesym,
writesym, readsym, dosym, callsym, constsym,
varsym, procsym,
};
#define symnum 32
/* 名字表中的类型 */
enum object {
constant,
variable,
procedur,
};
/* 虚拟机代码 */
enum fct {
lit, opr, lod,
sto, cal, inte,
jmp, jpc,
};
#define fctnum 8
/* 虚拟机代码结构 */
struct instruction
{
enum fct f; /* 虚拟机代码指令 */
int l; /* 引用层与声明层的层次差 */
int a; /* 根据f的不同而不同 */
};
FILE* fas; /* 输出名字表 */
FILE* fa; /* 输出虚拟机代码 */
FILE* fa1; /* 输出源文件及其各行对应的首地址 */
FILE* fa2; /* 输出结果 */
bool listswitch; /* 显示虚拟机代码与否 */
bool tableswitch; /* 显示名字表与否 */
char ch; /* 获取字符的缓冲区，getch 使用 */
enum symbol sym; /* 当前的符号 */
char id[al+1]; /* 当前ident */
int num; /* 当前number */
int cc,ll; /* getch使用的计数器，cc表示当前字符(ch)的位置 */
int cx; /* 虚拟机代码指针 */
char line[81]; /* 读取行缓冲区 */
char a[al+1]; /* 临时符号 */
struct instruction code[cxmax]; /* 存放虚拟机代码的数组 */
char word[norw][al]; /* 保留字 */
enum symbol wsym[norw]; /* 保留字对应的符号值 */
enum symbol ssym[256]; /* 单字符的符号值 */
char mnemonic[fctnum][5]; /* 虚拟机代码指令名称 */
bool declbegsys[symnum]; /* 表示声明开始的符号集合 */
bool statbegsys[symnum]; /* 表示语句开始的符号集合 */
bool facbegsys[symnum]; /* 表示因子开始的符号集合 */
/* 名字表结构 */
struct tablestruct
{
char name[al]; /* 名字 */
enum object kind; /* 类型：const,var or procedure */
int val; /* 数值，仅const使用 */
int level; /* 所处层，仅const不使用 */
int adr; /* 地址，仅const不使用 */
int size; /* 需要分配的数据区空间，仅procedure使用 */
};
struct tablestruct table[txmax]; /* 名字表 */
FILE* fin;
FILE* fout;
char fname[al];
int err; /* 错误计数器 */
/* 当函数中会发生fatal error时，返回-1告知调用它的函数，最终退出程序 */
#define getsymdo if(-1==getsym())return -1
#define getchdo if(-1==getch())return -1
#define testdo(a,b,c) if(-1==test(a,b,c))return -1
#define gendo(a,b,c) if(-1==gen(a,b,c))return -1
#define expressiondo(a,b,c) if(-1==expression(a,b,c))return -1
#define factordo(a,b,c) if(-1==factor(a,b,c))return -1
#define termdo(a,b,c) if(-1==term(a,b,c))return -1
#define conditiondo(a,b,c) if(-1==condition(a,b,c))return -1
#define statementdo(a,b,c) if(-1==statement(a,b,c))return -1
#define constdeclarationdo(a,b,c) if(-1==constdeclaration(a,b,c))return -1
#define vardeclarationdo(a,b,c) if(-1==vardeclaration(a,b,c))return -1
void error(int n);
int getsym();
int getch();
void init();
int gen(enum fct x,int y,int z);
int test(bool* s1,bool* s2,int n);
int inset(int e,bool* s);
int addset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n);
int subset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n);
int mulset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n);
int block(int lev,int tx,bool* fsys);
void interpret();
int factor(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int term(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int condition(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int expression(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int statement(bool* fsys,int* ptx,int lev);
void listcode(int cx0);
int vardeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx);
int constdeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx);
int postion(char* idt,int tx);
void enter(enum object k,int* ptx,int lev,int* pdx);
int base(int l,int* s,int b);
/*编译和运行环境：
*1 Visual C++ 6.0, Visual C++.NET and Visual C++.NET 2003
* WInNT, Win2000, WinXP and Win2003
*2 gcc version 3.3.2 20031022(Red Hat Linux 3.3.2-1)
* Redhat Fedora core 1
* Intel 32 platform
*使用方法：
*运行后输入PL/0源程序文件名
*回答是否输出虚拟机代码
*回答是否输出名字表
*fa.tmp输出虚拟机代码
*fa1.tmp输出源文件及其各行对应的首地址
*fa2.tmp输出结果
*fas.tmp输出名字表
*/
#define stacksize 500 /* 解释执行时使用的栈 */
#define SOURCE_FILE_NAME "F:\\My Documents\\学习\\编译原理\\pl0\\PL0\\Source.pl0"
int main()
{
bool nxtlev[symnum];
printf("Input pl/0 file? ");
//scanf("%s",fname); /* 输入文件名 */
strcpy(fname,SOURCE_FILE_NAME); //直接打开pl0文件，避免重复输入文件名
fin=fopen(fname,"r");
if(fin)
{ printf("List object code?(Y/N)"); /* 是否输出虚拟机代码 */
/*scanf("%s",fname); */
listswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');
printf("List symbol table?(Y/N)"); /* 是否输出名字表 */
scanf("%s",fname);
tableswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');
fa1=fopen("fa1.tmp","w");
fprintf(fa1,"Input pl\0 file? ");
fprintf(fa1,"%s\n",fname);
init();
err=0;
cc=cx=ll=0;
ch=' ';
if(-1!=getsym())
{
fa=fopen("fa.tmp","w");
fas=fopen("fas.tmp","w");
addset(nxtlev,declbegsys,statbegsys,symnum);
nxtlev[period]=true;
if(-1==block(0,0,nxtlev)) /* 调用编译程序 */
{
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fas);
fclose(fin);
printf("\n");
return 0;
}
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fas);
if(sym!=period)
{
error(9);
}
if(err==0)
{ fa2=fopen("fa2.tmp","w");
interpret(); /* 调用解释执行程序 */
fclose(fa2);
}
else
{
printf("Errors in pl/0 program");
}
}
fclose(fin);
}
else
{
printf("Can't open file!\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
/* 初始化 */
void init()
{
int i;
/* 设置单字符符号 */
for(i=0;i<=255;i++)
{
ssym[i]=nul;
}
ssym['+']=plus;
ssym['-']=minus;
ssym['*']=times;
ssym['/']=slash;
ssym['(']=lparen;
ssym[')']=rparen;
ssym['=']=eql;
ssym[',']=comma;
ssym['.']=period;
ssym['#']=neq;
ssym[';']=semicolon;
/* 设置保留字名字 */
strcpy(&(word[0][0]),"begin");
strcpy(&(word[1][0]),"call");
strcpy(&(word[2][0]),"const");
strcpy(&(word[3][0]),"do");
strcpy(&(word[4][0]),"end");
strcpy(&(word[5][0]),"if");
strcpy(&(word[6][0]),"odd");
strcpy(&(word[7][0]),"procedure");
strcpy(&(word[8][0]),"read");
strcpy(&(word[9][0]),"then");
strcpy(&(word[10][0]),"var");
strcpy(&(word[11][0]),"while");
strcpy(&(word[12][0]),"write");
/* 设置保留字符号 */
wsym[0]=beginsym;
wsym[1]=callsym;
wsym[2]=constsym;
wsym[3]=dosym;
wsym[4]=endsym;
wsym[5]=ifsym;
wsym[6]=oddsym;
wsym[7]=procsym;
wsym[8]=readsym;
wsym[9]=thensym;
wsym[10]=varsym;
wsym[11]=whilesym;
wsym[12]=writesym;
/* 设置指令名称 */
strcpy(&(mnemonic[lit][0]),"lit");
strcpy(&(mnemonic[opr][0]),"opr");
strcpy(&(mnemonic[lod][0]),"lod");
strcpy(&(mnemonic[sto][0]),"sto");
strcpy(&(mnemonic[cal][0]),"cal");
strcpy(&(mnemonic[inte][0]),"int");
strcpy(&(mnemonic[jmp][0]),"jmp");
strcpy(&(mnemonic[jpc][0]),"jpc");
/* 设置符号集 */
for(i=0;i<symnum;i++)
{
declbegsys[i]=false;
statbegsys[i]=false;
facbegsys[i]=false;
}
/* 设置声明开始符号集 */
declbegsys[constsym]=true;
declbegsys[varsym]=true;
declbegsys[procsym]=true;
/* 设置语句开始符号集 */
statbegsys[beginsym]=true;
statbegsys[callsym]=true;
statbegsys[ifsym]=true;
statbegsys[whilesym]=true;
/* 设置因子开始符号集 */
facbegsys[ident]=true;
facbegsys[number]=true;
facbegsys[lparen]=true;
}
/* 用数组实现集合的集合运算 */
int inset(int e,bool* s)
{
return s[e];
}
int addset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
sr[i]=s1[i]||s2[i];
}
return 0;
}
int subset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
sr[i]=s1[i]&&(!s2[i]);
}
return 0;
}
int mulset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
sr[i]=s1[i]&&s2[i];
}
return 0;
}
/* 在适当的位置显示错误 */
void error(int n)
{
char space[81];
memset(space,32,81);
space[cc-1]=0; //出错时当前符号已经读完，所以cc-1
printf("****%s!%d\n",space,n);
fprintf(fa1,"****%s!%d\n",space,n);
err++;
}
/* 漏掉空格，供getsym取一个字符。
每次读一行，存入line缓冲区，line被getsym取空时 再读一行*/
int getch()
{
if(cc==ll)
{
if(feof(fin))
{
printf("program incomplete");
return -1;
}
ll=0;
cc=0;
printf("%d ",cx);
fprintf(fa1,"%d ",cx);
ch=' ';
while(ch!=10)
{
if(EOF==fscanf(fin,"%c",&ch))
{
line[ll]=0;
break;
}
printf("%c",ch);
fprintf(fa1,"%c",ch);
line[ll]=ch;
ll++;
}
printf("\n");
fprintf(fa1,"\n");
}
ch=line[cc];
cc++;
return 0;
}
/* 词法分析，获取一个符号 */
int getsym()
{
int i,j,k;
while(ch==' '||ch==10||ch==9) /*忽略空格、换行和TAB*/
{
getchdo;
}
if(ch>='a'&&ch<='z')
{ /*名字或保留字以a..z开头*/
k=0;
do
{
if(k<al)
{
a[k]=ch;
k++;
}
getchdo;
}
while(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='0'&&ch<='9');
a[k]=0;
strcpy(id,a);
i=0;
j=norw-1;
do /* 搜索当前符号是否为保留字 */
{
k=(i+j)/2;
if(strcmp(id,word[k])<=0)
{
j=k-1;
}
if(strcmp(id,word[k])>=0)
{
i=k+1;
}
} while(i<=j);
if(i-1>j)
{
sym=wsym[k];
}
else
{
sym=ident;
}/* 搜索失败则，是名字或数字 */
}
else
{
if(ch>='0'&&ch<='9')
{ /* 检测是否为数字：以0..9开头 */
k=0;
num=0;
sym=number;
do
{
num=10*num+ch-'0';
k++;
getchdo;
} while(ch>='0'&&ch<='9'); /* 获取数字的值 */
k--;
if(k>nmax)
{
error(30);
}
}
else
{
if(ch==':') /* 检测赋值符号 */
{
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