PL-0功能拓展及基于VSCode的IDE配置

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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: 做过的实验||项目复盘
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概述

PL/0语言可以看成PASCAL语言的子集,它的编译程序是由C语言编写的编译解释执行系统。PL/0能充分展示高级语言的最基本成分。

拓展了pl0语言的基础功能（浮点数实现、出错处理、实现整型数组以及格式化输入输出），增加了整型数组求和、平均值、最大最小值系统函数，基于VSCode插件来实现代码补全和自动高亮。

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

PL/0基础功能扩展实现

符号总览以及格式化输入/输出

在编译器源文件中添加以下新拓展：

其中 printfsym 代表格式化输出，scanfsym 代表格式化输入。

保留字符号及名字均按照字母表顺序进行排列。

其中printf是格式化输出符号，scanf是格式化输入符号；同时没有删除pl0本来的输入输出函数write和read，是因为一些情况下用这些更方便。

设置printfsym以及scanfsym为语句的开始符号。

在statement函数中添加对printf语句以及scanfsym语句的处理。二者的基本代码与write、read结构类似，就是多了对’d’以及’f’的处理，遇见d时以整型进行输入输出，而f则是浮点型。相对而言，scanf的处理更加复杂，由于浮点类型的读入与整型类型的读入存在区别，而原本的opr指令中只支持对整型的处理，所以我增加了一条新的指令(opr 0 17 0)，与(opr 0 16 0)相互配合处理不同的类型输入。

同时将原来的整型数据栈s改成了float类型，整型浮点型都用这个栈进行操作。

格式化输入输出测试结果：

给PL/0添加浮点数以及浮点数上下取整系统函数

首先设置floatsym为因子开始符号。

在getsym中进行修改，如果识别到一个词有可能是数字，则如果在识别过程中遇到了小数点，则认为其是浮点类型：

上下取整采用系统函数的方式实现，即操作格式为：ceil(浮点数) floor(浮点数)。增加了两个新的关键字符号ceilsym和floorsym，将二者设置成因子开始符号。

二者的处理思想较为类似，即将被上下取整操作之后的浮点数当作因子返回。在factor函数中增加对这两个sym的识别以及处理。在对ceilsym的处理中，如果括号里的数是浮点数变量，则生成lod指令，最后一位参数为2（在前面已经提到，修改lod使得其能将浮点数转换成int后加1放到栈顶）。如果是常量，则将其转换成int类型再＋1放到栈顶。

编写的.plg测试文件以及结果：

其他功能

还扩展了整数数组、浮点数组、出错处理模块，具体请看GitHub地址源码：

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

PL/0高级功能扩展实现

实现了四个系统的统计函数：sum(数组(求和范围))，avg(数组(求平均范围))，max(数组(求最大值范围))，min(数组(求最小值范围))。

这里的“范围”可以是数组大小，也可以是大于0小于数组大小的一个数，比如有一个大小为3的数组list, sum(list(2))则是求前两个数的和。

实现思路与浮点数上下取整功能实现类似，将处理之后的数字当作因子参与运算。于是在factor中增添了四个关键字符号的识别：sumsym，avgsym，maxsym，minsym。

对于求和函数sum：分别对整型数组和浮点数组进行处理，但二者的不同之处在于对于s栈顶数据的操作一个是整型一个是浮点型。求和思路为：依次将数组中的元素取到栈顶（使用lod方法，lod方法对不同的数据类型有不同的操作，具体请见源代码），然后使用opr 0 2 0对栈顶元素进行两两相加，最后栈顶留下的元素就是数组的和了。

对于求平均值函数avg，前面的步骤与求和类似，在栈顶元素是数组之和之后，将求平均的范围，也就是数组后跟的括号里的数（存在全局变量num中）存到栈顶，此时栈顶为数组大小，次栈顶为数组之和，再生成opr 0 5 0除法指令，得到的就是平均数了，存在栈顶。

对于求最大值函数max，将数组中的各个元素取到栈顶之后，调用opr 0 18 0指令（新增的DIY指令，将栈顶和次栈顶比较，将最大值存在次栈顶，原栈顶去掉，即t-1）若干次，次数为数组大小-1，完成后栈顶元素就是最大值了。

对于求最小值函数min，将数组中的各个元素取到栈顶之后，调用opr 0 19 0指令（新增的DIY指令，将栈顶和次栈顶比较，将最小值存在次栈顶，原栈顶去掉，即t-1）若干次，次数为数组大小-1，完成后栈顶元素就是最小值了。

效果图：

编译原理的魅力

基于VSCode实现PL/0支持插件

效果：

对于特定后缀的文件.plg，通过编写自定义的vscode插件实现了关键字、标识符、以及其他符号的高亮。

同时，该vscode插件还可以实现自动补全（对于.plg文件），以下是效果图一览：