VoyagerHere / mp2-lab7-compiler

Лабораторная работа. Среда исполнения программ на языке Pascal--

Цель

Цель данной работы — разработать программную систему для компиляции и исполнения программы на языке программирования Pascal--.

Выполнение работы предполагает решение следующих задач:

1. Разработка интерфейса системы классов для лексического анализа текста на языке Pascal--.
2. Разработка интерфейса системы классов для cинтаксического анализа текста на языке Pascal--.
3. Разработка интерфейса системы классов для семантического анализа текста на языке Pascal--.
4. Разработка интерфейса системы классов для компиляции и исполнения кода на языке Pascal--.
5. Реализация методов каждой системы классов.
6. Разработка и реализация модульных тестов для классов.
7. Публикация исходных кодов в командном репозитории на GitHub.
8. Демонстрация результатов работы заказчику.

Используемые инструменты

• Система контроля версий Git.
• Фреймворк для написания автоматических тестов Google Test.
• Среда разработки Microsoft Visual Studio.
• Утилита CMake для генерации проектов по сборке исходных кодов.

Состав команды

• Бугров Андрей
• Колесников Денис
• Цветков Алексей

Общая структура проекта

Структура проекта:

• gtest — библиотека Google Test.
• base — каталог с основным проектом ЛР.
• base_test — каталог с проектом с модульными тестами.
• README.md — информация о проекте.
• mp2-lab7-compiler.sln - файл с решением (solution) для Microsoft Visual Studio.
• Служебные файлы
  • .gitignore — перечень расширений файлов, игнорируемых Git при добавлении файлов в репозиторий.
  • CMakeLists.txt — корневой файл для сборки проекта с помощью CMake.

Требования к программной среде

1. Поддержка обработки синтаксиса и языковых конструкций языка Pascal--.
2. Поддержка контроля синтаксиса.
3. Хранение текста программы в иерархическом списке.
4. Хранение констант в таблице констант и переменных в таблице переменных (хеш-таблица).
5. Выполнение вычислений арифметических выражений с помощью постфиксной формы.

Модели объектов и алгоритмы

Лексический анализатор

Удаляет информацию из кода, которая не нужна во время разбора. Она включают в себя комментарии и пробелы в коде. Лексический анализ выявляет в входных данных следующие лексемы: ключевые слова, имена переменных и констант, арифметические операции, операторы. Результатом работы является иерархический список.

Синтаксический анализатор

Синтаксический анализ следит за соблюдением формальных правил языка программирования. Проверяет, написана ли программа корректно, а затем определяет порядок выполнения команд.

Семантический анализатор

Семантический анализ представляет связи и семантические правила языка программирования. Обрабатывает иерархический список, построенный лексическим анализатором. Анализатор определяет, обрабатываются ли операции в правильном порядке, и далее осуществляется анализ их типов и назначений. Также осуществялется проверка, содержит ли данное условие действительные (сопоставимые) выражения, строятся таблица переменных и констант.

Исполнитель кода

Имитирует исполнение построенного кода.

Иерархический список

Представляет собой дерево. У каждого звена есть указатели на потомков (находятся на уровень ниже) и следующее звено (находится том же уровне). Корнем дерева является звено, содержащее весь текст программы. Атомарный уровень - уровень элементарных операторов (операторов без вложенных операторов).

• Алгоритм прохода по списку - алгоритм Top-Down-Next.

Постфиксная форма

Для расчета арифметических операций используется постфиксная форма. Она реализуется при помощи стека.

• Алгоритм перевода инфиксной формы в постфиксную:
  1. Перебираем инфиксную запись слева направо.
  2. Если входящий элемент число, то он добавляется в постфикс. Если входящий элемент операция (+, -, *, /) то происходит проверка:
  3. Если стек операций пуст или содержит левую скобку в вершине, то входящий элемент добавляется в стек.
  4. Если входящий элемент имеет более высокий приоритет чем вершина, он помещается в стек.
  5. Если входящий элемент имеет более низкий или равный приоритет, чем вершина, стек выгружается в постфикс, пока не обнаружится элемент с меньшим приоритетом или левая скобка на вершине стека, затем входящий элемент добавляется в стек.
  6. Если входящий элемент является левой скобкой, он помещается в стек.
  7. Если входящий элемент является правой скобкой, стек выгружается в постфикс, до тех пор пока на вершине стека не окажется левая скобка, которая удаляется из стека.
  8. В конце инфиксной записи все элементы, оставшиеся в стеке, выгружаются в постфиксную запись.

Хеш таблица

Структура данных, реализованная на таких структурах хранения, как список и массив. Положение элемента задаётся хэш-функцией. Для разрешения коллизий используется метод цепочек. Все записи, для которых функция хеширования определяет одно и то же значение, представляются в виде линейного списка.

• Алгоритмы:
  • Поиск. Вычисление индекса с помощью хеш-функции. Проход по списку, расположенному по индексу в таблице, до совпадения ключа.
  • Добавление. Вычисление индекса с помощью хеш-функции. Вставка в начало списка, расположенному по индексу в таблице.
  • Удаление. Вычисление индекса с помощью хеш-функции. Проход по списку, расположенному по индексу в таблице до совпадения ключа, удаление найденной записи.

Интерфейс

Интерфейс, обеспечивающий передачу информации между пользователем-человеком и программно-аппаратными компонентами компьютерной системы. В программе представлен в виде консольного интерфейса и предоставляет доступ к пользовательским операциям модулей программной системы. Служит для операций консольного ввода/вывода при непосредственной работе успешно скомпилированной программы.