C语言子集编译器前端（一）：文法设计

大三下编译原理课程大作业，选题：C语言子集编译器前端，由于时间有限和水平限制只做了一些简单功能。

该编译器前端支持的语句有：表达式语句（算术表达式与逻辑表达式），while循环，if-else条件分支，变量定义与初始化语句以及多种语句组合成的符合语句。通过词法分析、语法分析、语义分析，最终生成四元式。本编译器前端只支持两种互相兼容的基本类型：int和char

注意文法符号含义：int和char表示两种基本类型，integer和character表示两种类型的常量。

• 程序：程序由语句序列构成
  S -> statements

• 语句：语句由条件语句、循环语句、复合语句、表达式语句构成
  statement -> selectionStatement
  statement -> whileStatement
  statement -> compoundStatement
  statement -> expressionStatement

• 复合语句：符合语句由大括号包括，且变量的定义与初始化语句要在其他所有语句前面
  compoundStatement -> ‘{’ declaration statements ‘}’

• 语句序列：添加M是为了在语义分析时可以正确的填next链
  statements -> statements M statement
  statements -> ‘#’

语法分析部分采用自底向上的方案（SLR），而语义分析是用的SDT方案，在应用产生式规约的时候使用语义动作，所以对于嵌入产生式内部的动作需要添加空产生式进行执行。
由于表达式既可以用于赋值也可以用于流程控制。在流程控制时应当产生跳转语句，而其他时候不应当产生跳转语句，所以添加了文法符号T用于区别这两种情况。

• 循环语句
  whileStatement -> ‘while’ M ‘(’ T ‘)’ M statement
• 条件语句
  selectionStatement -> ‘if’ ‘(’ T ‘)’ M statement
  selectionStatement -> ‘if’ ‘(’ T ‘)’ M statement N ‘else’ M statement
• 辅助语义分析的产生式
  M -> ‘#’
  N -> ‘#’
  T -> expression

• 类型说明：只能使用基本类型整型和字符型
  typeSpecifier -> ‘int’
  typeSpecifier -> ‘char’
• 变量定义语句
  declaration -> typeSpecifier initDeclarator ‘;’ declaration
  declaration -> typeSpecifier ‘;’
  declaration -> ‘#’
• 初始化语句：用第一条则不赋初值，用第二天则对变量赋初值
  initDeclarator -> ID
  initDeclarator -> ID ‘=’ assignmentExp

表达式文法的产生式按运算符优先级排列，优先级越高距离基本因式越近，每个因式的具体构成（左递归还是右递归）取决于运算符的结合性。

• 表达式语句,即表达式后加冒号。
  expressionStatement -> expression ‘;’
  expressionStatement -> ‘;’
• 逗号表达式，连接多个表达式。这里在语义分析时要注意，形如int a=(3+3,4+4);的语句，取最右侧的值赋给a。
  expression -> assignmentExp
  expression -> expression ‘,’ assignmentExp
• 赋值表达式
  assignmentExp -> logicalOrExp
  assignmentExp -> ID ‘=’ logicalOrExp
• 逻辑或因式
  logicalOrExp -> logicalAndExp
  logicalOrExp -> logicalOrExp ‘||’ M logicalAndExp
• 逻辑与因式
  logicalAndExp -> equalityExp
  logicalAndExp -> logicalAndExp ‘&&’ M equalityExp
• 比较因式（相等与不等）
  equalityExp -> relationalExp
  equalityExp -> equalityExp ‘==’ relationalExp
  equalityExp -> equalityExp ‘!=’ relationalExp
• 比较因式（大于、小于、大于等于、小于等于）
  relationalExp -> additiveExp
  relationalExp -> relationalExp ‘<’ additiveExp
  relationalExp -> relationalExp ‘<=’ additiveExp
  relationalExp -> relationalExp ‘>’ additiveExp
  relationalExp -> relationalExp ‘>=’ additiveExp
• 加减因式
  additiveExp -> multiplicativeExp
  additiveExp -> additiveExp ‘+’ multiplicativeExp
  additiveExp -> additiveExp ‘-’ multiplicativeExp
• 乘除因式
  multiplicativeExp -> unaryExp
  multiplicativeExp -> multiplicativeExp ‘*’ unaryExp
  multiplicativeExp -> multiplicativeExp ‘/’ unaryExp
• 单目因式（单目减与单目加）
  unaryExp -> primaryExp
  unaryExp -> ‘-’ primaryExp
  unaryExp -> ‘+’ primaryExp
• 基本因式（常量、标识符或括号内的表达式）
  primaryExp -> ID
  primaryExp -> constant
  primaryExp -> ‘(’ expression ‘)’
• 常量定义
  constant -> integer
  constant -> character