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nudt-compiler-cpp/doc/Lab1-ANTLR词法语法分析实验说明.md

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Lab1用 ANTLR 实现 SysY 词法/语法分析器

1. 本实验定位

本仓库是一个“最小可运行编译器框架”,当前仅实现 SysY 的极小子集(示例级功能,主要用于演示完整构建流程)。
课程目标不是停留在这个最小子集,而是让同学们在该框架上逐步补全完整 SysY并最终完成完整编译器前端、中端、后端

2. Lab1 要求

Lab1 聚焦前端第一步:词法/语法分析。 需要同学完成:

  1. 依据 SysY 规范扩展文法 src/antlr4/SysY.g4
  2. 通过构建流程让 ANTLR 重新生成 Lexer/Parser。
  3. 让更多合法 SysY 程序可以被解析通过(不再仅限当前最小样例)。

3. Lab1 需要补充的内容

  1. 必须修改的文件

    • src/antlr4/SysY.g4:补全文法规则。
    • src/frontend/AstBuilder.cpp:同步扩展 parse tree 到 AST 的构建逻辑。
    • src/ast/AstNodes.hsrc/ast/AstNodes.cpp:按新增语法补充或调整 AST 节点定义。
  2. 建议同步修改的文件

    • src/ast/AstPrinter.cpp:为新增节点补充文本 AST 输出(--ast-dot 仅调试辅助,不是必做要求)。

4. 当前示例实现说明

当前仓库仅实现最小子集:

  1. 主要覆盖 int main() { ... } 这一固定函数形态。
  2. 只包含少量声明/返回/表达式能力(用于演示完整流程)。
  3. 示例用例位于 test/test_case/simple_add.sy

5. 构建与生成流程

典型构建命令:

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build -j "$(nproc)"

ANTLR 生成文件统一位于:

  • build/generated/antlr4/

如需手动触发 ANTLR 生成:

mkdir -p build/generated/antlr4
java -jar third_party/antlr-4.13.2-complete.jar \
  -Dlanguage=Cpp \
  -visitor -no-listener \
  -Xexact-output-dir \
  -o build/generated/antlr4 \
  src/antlr4/SysY.g4

6. Lab1 测试建议

按提供的测试输入回归验证:

  1. 运行 ./build/bin/compiler <case.sy> 检查解析是否成功。
  2. 出现报错时优先回查 SysY.g4 与对应 AST 构建逻辑。

可选输出控制命令:

# 仅输出 AST 文本
./build/bin/compiler --emit-ast test/test_case/simple_add.sy

# 仅输出 IR
./build/bin/compiler --emit-ir test/test_case/simple_add.sy

# 同时输出 AST 与 IR默认行为
./build/bin/compiler --emit-ast --emit-ir test/test_case/simple_add.sy

7. AST 输出相关说明(辅助)

AST 输出是调试手段,可以根据 AST 结果检查语法/词法实现逻辑问题。
此功能完善与否不会影响整个流程的功能,可以选择性的实现

当前仓库中的 AST 文本输出与 AST -> dot 导出仅覆盖“已实现的最小语法子集”,并非完整 SysY 通用版本。 后续每新增语法/节点类型时,需要在 src/ast/AstPrinter.cpp 中同步补充文本输出与 dot 导出逻辑。

  1. 基础文本 AST 输出(默认)
./build/bin/compiler test/test_case/simple_add.sy
  1. 图形化 AST 输出(可选)

依赖安装Ubuntu/WSL

sudo apt update
sudo apt install -y graphviz

生成 DOT 与 PNG

mkdir -p test/test_result/ast
./build/bin/compiler --emit-ast --ast-dot test/test_result/ast/simple_add.ast.dot test/test_case/simple_add.sy
dot -Tpng test/test_result/ast/simple_add.ast.dot -o test/test_result/ast/simple_add.ast.png

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