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title: PL/0功能拓展及基于VSCode的IDE配置
date: 2024-08-06 22:46:38
tags: 做過的實驗||項目復盤
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概述

PL/0語言可以看成PASCAL語言的子集,它的編譯程序是由C語言編寫的編譯解釋執行系統。PL/0能充分展示高級語言的最基本成分。

拓展了pl0語言的基礎功能（浮點數實現、出錯處理、實現整型數組以及格式化輸入輸出），增加了整型數組求和、平均值、最大最小值系統函數，基于VSCode插件來實現代碼補全和自動高亮。

項目地址：https://github.com/GorwayWong/Compiler-Theory-Assignment-PL-0-extend

PL/0基礎功能擴展實現

符號總覽以及格式化輸入/輸出

在編譯器源文件中添加以下新拓展：

其中 printfsym 代表格式化輸出，scanfsym 代表格式化輸入。

保留字符號及名字均按照字母表順序進行排列。

其中printf是格式化輸出符號，scanf是格式化輸入符號；同時沒有刪除pl0本來的輸入輸出函數write和read，是因為一些情況下用這些更方便。

設置printfsym以及scanfsym為語句的開始符號。

在statement函數中添加對printf語句以及scanfsym語句的處理。二者的基本代碼與write、read結構類似，就是多了對’d’以及’f’的處理，遇見d時以整型進行輸入輸出，而f則是浮點型。相對而言，scanf的處理更加復雜，由于浮點類型的讀入與整型類型的讀入存在區別，而原本的opr指令中只支持對整型的處理，所以我增加了一條新的指令(opr 0 17 0)，與(opr 0 16 0)相互配合處理不同的類型輸入。

同時將原來的整型數據棧s改成了float類型，整型浮點型都用這個棧進行操作。

格式化輸入輸出測試結果：

給PL/0添加浮點數以及浮點數上下取整系統函數

首先設置floatsym為因子開始符號。

在getsym中進行修改，如果識別到一個詞有可能是數字，則如果在識別過程中遇到了小數點，則認為其是浮點類型：

上下取整采用系統函數的方式實現，即操作格式為：ceil(浮點數) floor(浮點數)。增加了兩個新的關鍵字符號ceilsym和floorsym，將二者設置成因子開始符號。

二者的處理思想較為類似，即將被上下取整操作之后的浮點數當作因子返回。在factor函數中增加對這兩個sym的識別以及處理。在對ceilsym的處理中，如果括號里的數是浮點數變量，則生成lod指令，最后一位參數為2（在前面已經提到，修改lod使得其能將浮點數轉換成int后加1放到棧頂）。如果是常量，則將其轉換成int類型再＋1放到棧頂。

編寫的.plg測試文件以及結果：

其他功能

還擴展了整數數組、浮點數組、出錯處理模塊，具體請看GitHub地址源碼：

項目地址：https://github.com/GorwayWong/Compiler-Theory-Assignment-PL-0-extend

PL/0高級功能擴展實現

實現了四個系統的統計函數：sum(數組(求和范圍))，avg(數組(求平均范圍))，max(數組(求最大值范圍))，min(數組(求最小值范圍))。

這里的“范圍”可以是數組大小，也可以是大于0小于數組大小的一個數，比如有一個大小為3的數組list, sum(list(2))則是求前兩個數的和。

實現思路與浮點數上下取整功能實現類似，將處理之后的數字當作因子參與運算。于是在factor中增添了四個關鍵字符號的識別：sumsym，avgsym，maxsym，minsym。

對于求和函數sum：分別對整型數組和浮點數組進行處理，但二者的不同之處在于對于s棧頂數據的操作一個是整型一個是浮點型。求和思路為：依次將數組中的元素取到棧頂（使用lod方法，lod方法對不同的數據類型有不同的操作，具體請見源代碼），然后使用opr 0 2 0對棧頂元素進行兩兩相加，最后棧頂留下的元素就是數組的和了。

對于求平均值函數avg，前面的步驟與求和類似，在棧頂元素是數組之和之后，將求平均的范圍，也就是數組后跟的括號里的數（存在全局變量num中）存到棧頂，此時棧頂為數組大小，次棧頂為數組之和，再生成opr 0 5 0除法指令，得到的就是平均數了，存在棧頂。

對于求最大值函數max，將數組中的各個元素取到棧頂之后，調用opr 0 18 0指令（新增的DIY指令，將棧頂和次棧頂比較，將最大值存在次棧頂，原棧頂去掉，即t-1）若干次，次數為數組大小-1，完成后棧頂元素就是最大值了。

對于求最小值函數min，將數組中的各個元素取到棧頂之后，調用opr 0 19 0指令（新增的DIY指令，將棧頂和次棧頂比較，將最小值存在次棧頂，原棧頂去掉，即t-1）若干次，次數為數組大小-1，完成后棧頂元素就是最小值了。

效果圖：

編譯原理的魅力

基于VSCode實現PL/0支持插件

效果：

對于特定后綴的文件.plg，通過編寫自定義的vscode插件實現了關鍵字、標識符、以及其他符號的高亮。

同時，該vscode插件還可以實現自動補全（對于.plg文件），以下是效果圖一覽：