编译原理 笔记 4

静态语义分析与中间代码生成

静态语义分析

静态语义检查指在编译期间所进行的语义检查，包括但不限于：

• 静态类型检查
• 符号的作用域分析
• 控制流检查
• 唯一性检查
• 符号的上下文相关性检查

类型检查

验证语言结构是否匹配上下文所期望的类型，实现某个类型系统，分为静态和动态两大类，

类型系统的严格定义较为复杂，在此不做赘述，可以简单理解为C语言等强类型语言中类型定义的部分

我们可以借助翻译模式来设计类型检查程序，将类型表达式作为属性值赋给程序的各个部分（如实验中的Expression基类所拥有的type成员），利用类型系统的给出的形式化定义来设计相应的翻译模式

借助翻译模式描述类型检查算法举例

当然，如果语法上有一些修改，那么相应的翻译模式也需要进行修改，例如如果规定break和continue只能出现在循环体内，则需要添加一个继承属性用来记录当前语句是在在循环内

作用域分析

• 静态作用域：通过符号表来实现
• 动态作用域：通过运行时活动记录实现，下一讲会详细介绍

中间代码生成

中间代码的作用是：

• 对源语言和目标语言进行语义上的过渡
• 有利于重定向和机器无关优化

在实验中，一共有AST和TAC两种中间代码，AST由yacc库生成，TAC由tacgen包生成

详细的利用翻译模式重写python的结果参考pdf

• 对于数组类型，在处理的过程中通常会将其有关的信息记录在一些单元中，称之为数组的内情向量，例如数组的维度、每一维的大小等等
• 对于布尔表达式，我们可以直接使用bool值进行计算，也可以通过转移到程序中的位置来表示表达式的求值结果
  ，也即E = (a < b) or ((c < d) and (e < f))类似：

1
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    if (a < b) goto E.true
    goto label1
label1:
    if (c < d) goto label2
    goto E.false
label2:
    if (e < f) goto E.true
    goto E.false

利用控制流对布尔表达式进行短路翻译

同理，我们可以将tacgen中生成条件语句的代码也写成类似的形式，详细写法参考ppt

拉链与代码回填

显然，上面的翻译模式是L-翻译模式，那如果我们希望使用S-翻译模式甚至S-属性文法是否可以做到呢

我们定义真链与假链，分别代表当布尔表达式为真/假时，需要跳转到的标号，这样我们在处理布尔表达式的时候只需要维护着两条链

S-翻译模式的bool表达式

通过这两条链，我们可以将条件语句、循环语句等写成S-翻译模式，如：

S-翻译模式的if条件语句

但是在上述的布尔表达式中，我们可以看出其实生成的goto语句是不完整的，这是因为我们在利用综合属性处理布尔表达式的时候，我们没有办法得知当这个式子为真/假的时候究竟要跳到哪里，也即我们不知道E.true和E.false所代表的具体标号，而这个过程需要通过backpatch(p, i)函数完成，这个函数会将链p中每一条跳转语句的目的标号置为i

我认为，这个通常用于处理布尔表达式用于跳转的情况，例如if(a) {} else {}，但是这个正好是布尔表达式最常用的情况