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Lab3-类型检查和重命名

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实现功能

本次实验完成了以下功能：

  1. 类型检查
  2. 重命名

实验设计

笔者参考老师上课的演示代码和助教在文档中的提示，做出如下类设计。该设计采取了依赖倒置原则。

在实现功能方面，笔者采用了如下思路：

  1. 通过 Visitor 对语法树进行遍历，遍历过程中输出语义错误；
  2. 在 visitTerminal 方法中，对每个 Symbol 记录变量名、函数名的出现位置，并存储待输出语法树内容；
  3. 如果语法树中无语义错误，则输出语法树的内容，输出过程中对待重命名的变量、函数进行重命名。

整个过程总共遍历语法树一遍。

调用入口设计

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public class Main {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
        // do something
		ParseTree tree = sysYParser.program();
		Visitor visitor = new Visitor();
		visitor.visit(tree);
		
		if (!visitor.getErrorFound()) {
			for (Object obj : visitor.getMsgToPrint()) {
				if (obj instanceof Symbol) {
					if (((Symbol) obj).findUsage(lineNo, columnNo)) {
						System.err.print(name);
					} else {
						System.err.print(((Symbol) obj).getName());
					}
				} else {
					System.err.print(obj);
				}
			}
		}
	}
}

遍历过程 Visitor 设计

该类在项目中共 471 行，以下是 Visitor 类实现遍历的核心逻辑：

  1. 获得报错行号的方法：第 47 行
  2. 获得行号列号的方法：第 8 行
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public class Visitor extends SysYParserBaseVisitor<Void> {
	@Override
	public Void visitTerminal(TerminalNode node) {
        // 一些前置工作
		if (ruleName.equals("INTEGR_CONST")) {
			tokenText = toDecimalInteger(tokenText);
		} else if (ruleName.equals("IDENT")) {
			int lineNO = token.getLine();
			int columnNO = token.getCharPositionInLine();
			if (symbol != null) {
				symbol.addUsage(lineNO, columnNO);
			}
		}
		
		if (!color.equals("no color")) {
            // 在 msgToPrint 中加入需要输出的语法树的内容
		}
		
		return super.visitTerminal(node);
	}
    
	@Override
	public Void visitProgram(SysYParser.ProgramContext ctx) {
        // 进入新的 Scope
		Void ret = super.visitProgram(ctx);
        // 回到上一层 Scope
		return ret;
	}
	
	@Override
	public Void visitFuncDef(SysYParser.FuncDefContext ctx) {
        // 报告 Error type 4
        // 进入新的 Scope，定义新的 Symbol
		Void ret = super.visitFuncDef(ctx);
        // 回到上一层 Scope
		return ret;
	}
	
	@Override
	public Void visitBlock(SysYParser.BlockContext ctx) {
        // 进入新的 Scope
		Void ret = super.visitBlock(ctx);
        // 回到上一层 Scope
		return ret;
	}
	
	int getLineNo(ParserRuleContext ctx) {
		return ctx.getStart().getLine();
	}
	
	@Override
	public Void visitVarDecl(SysYParser.VarDeclContext ctx) {
		for (SysYParser.VarDefContext varDefContext : ctx.varDef()) {
	        // 报告 Error type 3
			if (varDefContext.ASSIGN() != null) {
	        	// 报告 Error type 5
			}
	        // 定义新的 Symbol
		}
		
		return super.visitVarDecl(ctx);
	}
	
	@Override
	public Void visitConstDecl(SysYParser.ConstDeclContext ctx) {
        // 结构同 visitVarDecl
		return super.visitConstDecl(ctx);
	}
	
	@Override
	public Void visitFuncFParam(SysYParser.FuncFParamContext ctx) {
        // 报告 Error type 3
        // 定义新的 Symbol
		return super.visitFuncFParam(ctx);
	}
	
	private Type getLValType(SysYParser.LValContext ctx) {
		return varType;
	}
	
	
	@Override
	public Void visitLVal(SysYParser.LValContext ctx) {
        // 报告 Error type 1
		
		for (int i = 0; i < arrayDimension; ++i) {
	        // 报告 Error type 9
		}
		
		return super.visitLVal(ctx);
	}
	
	@Override
	public Void visitStmt(SysYParser.StmtContext ctx) {
		if (ctx.ASSIGN() != null) {
	        // 报告 Error type 11
	        // 报告 Error type 5
		} else if (ctx.RETURN() != null) {
	        // 报告 Error type 7
		}
		return super.visitStmt(ctx);
	}
	
	private Type getExpType(SysYParser.ExpContext ctx) {
		if (ctx.IDENT() != null) { // IDENT L_PAREN funcRParams? R_PAREN
		} else if (ctx.L_PAREN() != null) { // L_PAREN exp R_PAREN
		} else if (ctx.unaryOp() != null) { // unaryOp exp
		} else if (ctx.lVal() != null) { // lVal
		} else if (ctx.number() != null) { // number
		} else if (ctx.MUL() != null || ctx.DIV() != null || ctx.MOD() != null || ctx.PLUS() != null || ctx.MINUS() != null) {
		}
		return new BasicTypeSymbol("noType");
	}
	
	@Override
	public Void visitExp(SysYParser.ExpContext ctx) {
		if (ctx.IDENT() != null) { // IDENT L_PAREN funcRParams? R_PAREN
	        // 报告 Error type 2
	        // 报告 Error type 10
	        // 报告 Error type 8
		} else if (ctx.unaryOp() != null) { // unaryOp exp
	        // 报告 Error type 6
		} else if (ctx.MUL() != null || ctx.DIV() != null || ctx.MOD() != null || ctx.PLUS() != null || ctx.MINUS() != null) {
	        // 报告 Error type 6
		}
		return super.visitExp(ctx);
	}
	
	@Override
	public Void visitCond(SysYParser.CondContext ctx) {
        // 报告 Error type 6
		return super.visitCond(ctx);
	}
}

测试用例

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int globalVar;
int globalArray[2];

void voidFunc1() {
    return;
}

void voidFunc2(int param1) {
    return 1; // type 7
}

void voidFunc3(int param1, int param2[]) {
    return param1; // type 7
}

int intFunc1() {
    return 1;
}

int intFunc1(int param) { // type 4
	return intFunc1(); // valid
}

int intFunc2(int param1) {
    return intFunc2(param1); // valid
}

int intFunc3(int param1, int param2[]) {
    return param2; // type 7
}

int voidFunc1() { // type 4

}

int test(int i, int i){ // type 3
    return test(i + 1); // valid
}

int main(){
    a = 3; // type 1
    int b = func(); // type 2
    int b; // type 3

    int c[3][3][3];
    int d[2][2];
    c[1] = d; // valid
    c[1][1] = d; // type 5
    c[1][1] = d; // type 5
    int f = voidFunc1() + intFunc1(); // type 6
    int g = intFunc3(b); // type 8
    int h = intFunc3(b, globalArray); // valid

    int i = b[5]; // type 9
    int j = c(); // type 10
    c = 6; // type 5
    voidFunc1 = 6; // type 11
    
    if (1 || globalArray || 2 || d) { // type 6 for 3 times
        
    }
    
    int k = voidFunc1(); // type 5
    int l = voidFunc(); // type 2
    int m = k;
    return z(); // type 2
}