编译器一日一练（DIY系列之中间代码生成）
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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系列之中间代码生成）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/day09/Parse1.jj
说到中间代码生成，目前来说用的比较多的一个方案就是llvm。也就是说，如果把ast语法树翻译成llvm支持的中间代码，那么后端的事情就不需要自己操心了。当然，如果开发的是商用编译器，确实可以这么做。
但是今天我们翻译的是四则运算，所以可以做的简单一点。中间代码生成，说白了就是翻译ast。遍历到哪个节点，就翻译哪个节点。这个时候一般会出现两个问题，一个是中间变量的生成；一个是ast的递归。
说到中间变量，主要是因为在计算的过程当中需要对中间变量进行命名。而这个中间变量原来在实际代码中是完全不存在的，是编译器本身为了自身的需要临时添加的。比如，可以这么处理，
// important index
public static int allocate_index()
index += 1;
return index;
如上面代码所示，完全可以用tmp+index的形式来完成，这样生成的临时变量肯定不会发生重名的情况。
解决了重命名，接下来就是处理递归代码的情况。这个时候一般是按照左、右、根的形式来进行的。即先翻译左子树的代码，再翻译右子树的代码，最后翻译根的代码，这也是符合翻译的基本逻辑。
// generate inter-mediate code
public void generate_intermediate_code()
int value;
if(get_left_node().get_node_type() == "/")
((div_node)get_left_node()).generate_intermediate_code();
if(null == get_right_node())
return;
set_node_name("tmp" + Integer.toString(Parse.allocate_index()));
if(get_left_node().get_node_type() == "/")
System.out.println("div " + get_node_name() + " " + get_left_node().get_node_name() + " / " + Integer.toString(((value_node)get_right_node()).get_value()));
else
System.out.println("div " +get_node_name() + " " + Integer.toString(((value_node)get_left_node()).get_value()) + " / " + Integer.toString(((value_node)get_right_node()).get_value()));
上面这段代码的逻辑就是，如果有左子树，就先翻译左子树。如果右节点为空，则退出，这主要是防止只有一个数字出现的情况。接下里就是调用allocate_index，创建一个临时tmp变量，同时将这个名字赋值给节点。最后判断当前节点的类型，如果是单纯数字，则输出div 数字，数字即可；如果不是，则翻译成div 临时变量名，数字的格式。
为了验证我们的翻译是否成功，可以测试一下，
C:\\Users\\feixiaoxing\\Desktop\\DIYCompiler\\day09>java Parse 2/1
div tmp1 2 / 1
tmp1
2
1
C:\\Users\\feixiaoxing\\Desktop\\DIYCompiler\\day09>java Parse 6/2/3/1
div tmp1 6 / 2
div tmp2 tmp1 / 3
div tmp3 tmp2 / 1
tmp3
tmp2
tmp1
6
2
3
1
C:\\Users\\feixiaoxing\\Desktop\\DIYCompiler\\day09>java Parse 8/1/2/3/1
div tmp1 8 / 1
div tmp2 tmp1 / 2
div tmp3 tmp2 / 3
div tmp4 tmp3 / 1
tmp4
tmp3
tmp2
tmp1
8
1
2
3
1如上述代码所示，分成两个部分，第一部分打印成中间代码，第二部分打印成语法树。语法树的部分上一节已经提过，这里只是将/换成了临时变量名。回过头来看中间代码生成。我们不妨看最后一个案例8/1/2/3/这个。首先，tmp1=8/1，接着就是tmp2=tmp1/2、tmp3=tmp2/3、tmp4=tmp3/1，这样就完成了所有的翻译动作。
实际效果如何，大家最好自己跑一跑。这里贴出完成jj文件，供大家参考。
options
STATIC = false;
PARSER_BEGIN(Parse)
import java.io.*;
class node
public node left;
public node right;
public String node_type;
public String node_name;
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_node_name(String node_name) this.node_name = node_name;
public String get_node_name() return this.node_name;
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(get_node_name());
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;
// generate inter-mediate code
public void generate_intermediate_code()
int value;
if(get_left_node().get_node_type() == "/")
((div_node)get_left_node()).generate_intermediate_code();
if(null == get_right_node())
return;
set_node_name("tmp" + Integer.toString(Parse.allocate_index()));
if(get_left_node().get_node_type() == "/")
System.out.println("div " + get_node_name() + " " + get_left_node().get_node_name() + " / " + Integer.toString(((value_node)get_right_node()).get_value()));
else
System.out.println("div " +get_node_name() + " " + Integer.toString(((value_node)get_left_node()).get_value()) + " / " + Integer.toString(((value_node)get_right_node()).get_value()));
public class Parse
public static int index = 0;
public static void main(String[] args)
for (String arg : args)
try
div_node div = evaluate(arg);
div.generate_intermediate_code();
System.out.println("");
div.calculate_depth();
div.print_node(div.get_depth(), div.get_depth()*5);
//System.out.println(div.check_value());
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();
// important index
public static int allocate_index()
index += 1;
return index;
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系列之中间代码生成）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章