《编译原理》控制流语句 if 和 while 语句的翻译 - 例题解析

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-01-05 06:39 271阅读 0赞

### 《编译原理》控制流语句 if 和 while 语句的翻译 - 例题解析 ###

将 if 和 while 语句翻译成四元式

注：不同教材会有小差异，使用 \_ 或者 — ，如果是 —，请注意区分 — 和 - 减号

#### （一）四元式 ####

四元式是普遍采用的一种中间代码形式，由于它便于优化处理，所以目前在很多编译程序中得到广泛应用。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>形式</th> 
   <th>表示</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>一般形式</td> 
   <td>（op ，arg1 ，arg2 ，result）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>一目运算</td> 
   <td>（op ，arg1 ，____ ，result）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>0元运算</td> 
   <td>（op ，____ ，____，result）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**如：a:= -b+c\*d的四元式为：**

（:= 表示赋值，用于区分 =）

> **(1) ( - , b , \_\_ , T1 )  
> (2) ( \* , c , d , T2 )  
> (3) ( + , T1 , T2 , T3 )  
> (4) ( := , T3 , \_\_ , a )**

T1 := -b  
T2 := c \* d  
T3 := T1 + T2  
a : = T3

**四元式的最大优点：**

在实现代码优化时，通常需要从现有的运算序列删去某些运算，或者需要挪动一些运算的位置，这对于四元式序列来说，是比较容易实现的。

因为四元式之间的联系是通过临时变量来实现的，所以更改其中一些四元式给整个序列带来的影响较小

#### （二）if 语句的翻译 ####

描述 if 语句的文法如下：

> **if E then S1**

或者

> **if E then S1 else S2**

其中 E 为布尔表达式  
S1，S2 本身也可以是 if 语句或者其他语句

##### 控制语句中的回填技术 #####

一些转移地址并不能不产生这些四元式的同时得知。

也就是说，一个布尔式的真假出口往往不能在产生四元式的同时就确定。  
因此，要回填这些地址

##### 拉链 #####

为了记录需回填地址的四元式，采用 “拉链” 的方法。

把需回填 E.true 的四元式拉成一链，把需回填 E.false 的四元式拉成一链，分别称做“真”链和“假”链

##### IF 语句翻译过程 #####

IF 语句翻译过程大致如下：

(1) 翻译 E，获得一组四元式；  
(2) 扫描 E 的真出口，回填；  
假出口尚不知；  
(3) 翻译 S(1) ；  
(4) 遇到 else，S(1) 结束，生成一条无条件转移四元式，但出口不明；  
(5) 翻译 S(2) ，结束。

##### if 语句的翻译例题： #####

对下语句进行翻译：

if A > B or C then
       if D<E then F:=F+1
       else F:=F-1
    else F:=0;

四元式从 100 开始编号：

> **100 ( j> , A , B , 104 )  
> 101 ( j , \_ , \_ , 102 )  
> 102 ( jnz, C , \_ , 104 )  
> 103 ( j , \_ , \_ , 112 )  
> 104 ( j< , D , E , 106 )  
> 105 ( j , \_ , \_ , 109 )  
> 106 ( + , F , 1 , T1 )  
> 107 ( := , T1 , \_ , F )  
> 108 ( j , \_ , \_ , 113 )  
> 109 ( - , F , 1 , T2 )  
> 110 ( := , T2 , \_ , F)  
> 111 ( j , \_ , \_ , 113 )  
> 112 ( := , 0 , \_ , F )  
> 113 …**

**解释：**

（1）第 100 号 ( j> , A , B , 104 ) ，表式示如果满足 A > B，此时四元式第四个表示结果的是 104，就表示跳转到 104 号执行，是一个真出口；如果不满足就会继续走到下个序号的四元式 101 号。  
（2）第 101 号 ( j , \_ , \_ , 102 )，表示直接到 102。虽然没有这一句也能到达 102，但是它表表示上面不满足的状态，也叫假出口，必须要写。  
（3）所以写条件要一写一对，因为不满足就走到下一个序号的四元式，并且假出口只能在它相邻的下面。  
（4）第 102 号 ( jnz, C , \_ , 104 )，只有一个参数，操作符时 jnz，然后同样是满足则到 104，不满足走到下一个序号的四元式。  
（5）第 106 号 ( + , F , 1 , T1 )，T1 是 F + 1 的结果，此时不表示跳转，不跳转也就是走到下个序号的四元式。  
（6）注意赋值语句的表示，第 107 号 ( := , T1 , \_ , F )，是将被赋值的元素放在结果的位置上，就是四元式第四个位置。

#### （三）while 语句的翻译 ####

##### while 语句的翻译过程 #####

while 语句的翻译过程大致如下：  
(1) 翻译 E，待填 E 的真链、假链；  
(2) 扫描 do 后，回填 E 的真链；  
(3) 翻译 S 语句称代码段；  
(4) 无条件转移到 E 代码段的第一条四元式，若 S 有语句链，也应转到 E 代码段的第一条四元式。

##### while 语句的翻译例题 #####

对下语句进行翻译：

While (a<b) do
    {  a=a+3;
      b=b-3;    
    }

四元式从 100 开始编号：

> **101 (j<, a, b, 103) 真出口  
> 102 (j, \_, \_, 108) 假出口  
> 103 (+, a, 3, T1)  
> 104 (:=, T1, \_, a)  
> 105 (-, b, 3, T2)  
> 106 (:=, T2, \_, b)  
> 107 (j, \_, \_, 101)  
> 108 …**

**解释：**

（1）原理同上  
（2）注意赋值语句的表示，例如第 104 号 (:=, T1, \_, a)，是将被赋值的元素放在结果的位置上，就是四元式第四个位置。