编译器一日一练(DIY系列之语法树打印)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了编译器一日一练(DIY系列之语法树打印)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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        代码地址:https://github.com/feixiaoxing/DIYCompiler/blob/master/day08/Parse1.jj 

        之前我们谈到了词法分析、语法分析、语义分析,但是没有讨论,如果自己写编译器的话,应该如何来调试。其实,对于编译器来说,它也是有自己的调试方法。

        一般来说,语法分析结束了,这个时候一个完整的语法树就被构建出来了。所以,这个时候可以通过打印语法树的方法,来判断构建的语法树是否正确。等到语义分析确认没有问题,转成中间代码的时候,这个时候又可以通过打印中间代码的方法,判断生成的中间代码是否正确。中间代码生成后,一般会进行一次代码优化,剔除冗余代码和垃圾代码,这个时候又会生成一遍优化后的中间代码,所以还是可以继续通过打印,查看优化后的中间代码是否正确。等这些都完成后,就可以将优化后的中间代码生成汇编,所以可以直接查看汇编代码是否正确。

        所以,在编写编译器的过程当中,有四处地方可以打印,这分别是语法树、中间代码、优化后的中间代码、汇编。当然,如果没有优化的话,直接就变成了三处,即语法树、中间代码和汇编。

        今天,我们就来看看语法树如何打印。这些内容基本都是二叉树数据结构的部分。首先,需要计算节点的深度,其实主要还是为了计算根节点的深度,

	public int calculate_depth()  // node depth should be calculated before print it, so just calculate root node

		int left_depth = 0;
		int right_depth = 0;
		int final_depth = 0;
		if(get_left_node() == null && get_right_node() == null) 
			set_depth(1);
			return 1;
		
		
		if(null != get_left_node()) 
			left_depth = get_left_node().calculate_depth();
		

		if(null != get_right_node())
			right_depth = get_right_node().calculate_depth();
		
		
		final_depth = (left_depth > right_depth) ? (left_depth+1) :(right_depth +1);
		set_depth(final_depth);
		return final_depth;
	

        再根据根节点的深度,按照根、左、右的方法依次打印,

	public void print_node(int start_depth, int start_point) // add print node function
	
		int i = 0;
		
		for(i =0; i < (start_point - start_depth*5); i++)
			System.out.print(" ");
		
		
		if(get_node_type() != "value_node")
		
			System.out.println("/");
		
		else
		
			System.out.println(((value_node)this).get_value());
		

		if(get_left_node() != null) get_left_node().print_node(start_depth -1, start_point);
		if(get_right_node() != null) get_right_node().print_node(start_depth -1, start_point);
	

        这部分代码有点拗口。start_depth代表了节点深度信息,而start_point代表单行最大缩进的信息。所以第一个for循环当中,深度越深,前面的空格就越少。接着,就是打印除号或者数据。最后继续递归打印左子树和右子树。

    public static void main(String[] args) 
        for (String arg : args) 
            try 
				div_node div = evaluate(arg);
                System.out.println();
				
				div.calculate_depth();
				div.print_node(div.get_depth(), div.get_depth()*5);

             catch (ParseException ex) 
                System.err.println(ex.getMessage());
            
        
    

        调用方法其实比较简单,首先利用evalute函数生成语法树。其次调用calculate_depth计算根节点的深度。最后就是调用print_node打印节点,注意深度信息和start_point的调用方法。

        下面可以看一下最后的效果,

C:\\Users\\feixiaoxing\\Desktop\\DIYCompiler\\day08>java Parse 2/1

/
     2
     1

C:\\Users\\feixiaoxing\\Desktop\\DIYCompiler\\day08>java Parse 3/1/2

/
     /
          3
          1
     2

C:\\Users\\feixiaoxing\\Desktop\\DIYCompiler\\day08>java Parse 3/2/1/1/2/3/4/5/6

/
     /
          /
               /
                    /
                         /
                              /
                                   /
                                        3
                                        2
                                   1
                              1
                         2
                    3
               4
          5
     6

        上面的打印还是比较直观的。大家可以根据自己的需要灵活修改和调试。最后,给出完整的jj文件,供大家调试和参考,

options 
    STATIC = false;

 
PARSER_BEGIN(Parse)
import java.io.*;

class node

	public node left;
	public node right;
	public String node_type;
	public int depth;
	
	node() this.left = this.right = null;
	public void set_left_node(node left)  this.left = left;
	public node get_left_node()  return this.left;
	
	public void set_right_node(node right)  this.right = right;
	public node get_right_node() return this.right;
	
	public void set_node_type(String node_type) this.node_type = node_type;
	public String get_node_type() return this.node_type;

	public void set_depth(int depth) this.depth = depth;
	public int get_depth() return this.depth;
	public int calculate_depth()  // node depth should be calculated before print it, so just calculate root node

		int left_depth = 0;
		int right_depth = 0;
		int final_depth = 0;
		if(get_left_node() == null && get_right_node() == null) 
			set_depth(1);
			return 1;
		
		
		if(null != get_left_node()) 
			left_depth = get_left_node().calculate_depth();
		

		if(null != get_right_node())
			right_depth = get_right_node().calculate_depth();
		
		
		final_depth = (left_depth > right_depth) ? (left_depth+1) :(right_depth +1);
		set_depth(final_depth);
		return final_depth;
	
	
	public void print_node(int start_depth, int start_point) // add print node function
	
		int i = 0;
		
		for(i =0; i < (start_point - start_depth*5); i++)
			System.out.print(" ");
		
		
		if(get_node_type() != "value_node")
		
			System.out.println("/");
		
		else
		
			System.out.println(((value_node)this).get_value());
		

		if(get_left_node() != null) get_left_node().print_node(start_depth -1, start_point);
		if(get_right_node() != null) get_right_node().print_node(start_depth -1, start_point);
	


class value_node extends node

	public int value;
	
	value_node()  set_node_type("value_node");
	public int get_value()  return this.value;
	public void set_value(int value) this.value = value;


class div_node extends node

	div_node()  set_node_type("/");
	
	public int get_value() 
		int left = 0, right = 0;
		
		// get left node
		if(get_left_node().get_node_type() == "/")
		
			left = ((div_node)get_left_node()).get_value();
		
		else
		
			left = ((value_node)get_left_node()).get_value();
		

		// get right node
		if(get_right_node() == null)
		
			return left;
		
		else
		
			right = ((value_node)get_right_node()).get_value();
			return left/right;
		
	

	// add semantic check
	public int check_value() 
	
		if(get_right_node() != null)
		
			if( 0 == ((value_node)get_right_node()).get_value())
			
				System.out.println("Div by Zero");
				return -1;
			
		
		
		if(get_left_node().get_node_type() == "/")
		
			return ((div_node)(get_left_node())).check_value();
		

		return 1;
	


public class Parse 

    public static void main(String[] args) 
        for (String arg : args) 
            try 
				div_node div = evaluate(arg);
                System.out.println();
				
				div.calculate_depth();
				div.print_node(div.get_depth(), div.get_depth()*5);

             catch (ParseException ex) 
                System.err.println(ex.getMessage());
            
        
    
 
    public static div_node evaluate(String src) throws ParseException 
        Reader reader = new StringReader(src);
        return  new Parse(reader).expr();
    

PARSER_END(Parse)
 
SKIP:  <[" ", "\\t", "\\r", "\\n"]> 
TOKEN: 
    <INTEGER: (["0"-"9"])+>

 
div_node expr() throws NumberFormatException :

    Token a ;
    Token b ;
    div_node div;


	a = <INTEGER> 
	 
		value_node node_a = new value_node();
		node_a.set_value(Integer.parseInt( a.image ));
		
		div = new div_node();
		div.set_left_node(node_a);
		
	
	
	(
	"/" b = <INTEGER>
	
		value_node node_b = new value_node();
		node_b.set_value(Integer.parseInt( b.image ));

		// important code about node adding
		if(div.get_right_node() == null)
		
			div.set_right_node(node_b);
		
		else
		
			div_node prev = div;
			div = new div_node();
			
			div.set_left_node(prev);
			div.set_right_node(node_b);
		
	
	)*
	
	<EOF>
	 return div ; 

以上是关于编译器一日一练(DIY系列之语法树打印)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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