CMM解释器项目文档.docx

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CMM解释器项目文档

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一、背景

完成小组的基本信息：

姓名

学号

分工内容

二、文法描述

粗体文字表示终结符，其余为非终结符，write（“（.）*”）;为字符串输出，双引号内可以为除引号外任意字符

program->block

block->{declsstmts}

decls->declsdecl|ε

decl–>typeid;

type->type[num]|basic

stmts->stmtsstmt|ε

stmt->loc=bool;

|if（bool）stmt

|if（bool）stmtelsestmt

|while（bool）stmt

|dostmtwhile（bool）;

|read（loc）;

|write（loc）;

|write（“（.）*”）;

|block

loc->loc[bool]|id

bool->bool||join|join

join->join&&equality|equality

equality->equality==rel|equality<>rel|rel

rel->exprexpr|expr>=expr|expr

expr->expr+term|expr-term|term

term->term*unary|term/unary|unary

unary->!

unary|-unary|factor

factor->（bool）|loc|num|real|true|false

三、系统分析和设计

包括系统的概要设计、详细设计和核心算法说明及分析，系统所采用的开发工具等。

1．系统概要设计：

本系统采用Java语言编写。

系统源代码由五个包构成。

inter包中的代码用于解释执行cmm语言中用到的赋值、流程控制、输入输出语句和表达式运算。

lexer包中的代码用于词法分析过程，包括cmm源代码的扫描，初始化cmm语言中的关键字、常用运算符，以及常量。

main包中的代码用于生成可视化界面，包括初始的logo，welcome对话框以及主界面。

parser包中的代码用于语法分析以及cmm源程序的解释执行。

symbols包中的代码用于初始化cmm支持的基本类型，表示数组，以及记录已声明的变量和数组标识符。

2．系统详细设计：

inter包中除Node外所有类都继承抽象类Node，Node类中定义了一个属性：

即当前的行号，一个构造函数用于初始化行号，一个具体方法用于报告错误：

error（）以及一个抽象方法：

getTreeNode（）。

Node类有两个抽象子类：

Stmt类和Expr类，Stmt类中有抽象方法：

execute（），Node类中有抽象方法：

getValue（）。

所有对应语句的类，如：

If、Else、While等都继承Stmt，并重写getTreeNode（）和execute（）方法。

所有对应表达式的类，如：

Arith、Constant、Id等都继承Expr，并重写getTreeNode（）和getValue（）方法。

lexer包中共有6个类。

Lexer类用于扫描输入框中输入的源代码并解析得到token完成词法分析。

Num类和Real类分别用于实例化整数和实数，并记下相应的值。

类Token用于实例化扫描到的token。

Tag类用于初始化常用的token的标签，方便语法分析时的匹配。

Word用于初始化CMM语言中的关键字和实例化扫描到的标识符。

main包中共有5个类。

CreatGUI中包含main（）方法，是程序的入口。

Editor用于生成主界面中支持语法高亮的编辑区。

GUI完成对主界面的设计，包括页面布局以及事件监听器。

ImageJPanel类用于生成程序启动时的logo。

parser包中的Parser类用于语法分析和解释执行，通过调用lexer得到token，再递归下降对得到的token逐一匹配，定义的cmm语言的起始为一个block，调用语法分析得到的Block对象的getTreeNode（）方法得到语法树的根结点，调用其execute（）方法对cmm源程序解释执行。

语法分析主程序示意图

symbols包中有3个类。

Type类用于初始化cmm语言中的基本类型，有两个静态方法：

numeric（）用于检验一个类型是否数值类型和max（）用于确定运算中各数值类型的关系，如：

整数和实数相加得到的结果是实数。

Array继承Type类，用于实例化数组类型，记录了数组的类型和大小。

Map类用于建立记录已声明变量标识符的哈希表。

3．核心算法：

编译原理中学到的递归下降分析法：

对文法的每一非终结符号，都根据相应产生式各候选式的结构，为其编写一个子程序（或函数），用来识别该非终结符号所表示的语法范畴。

递归下降分析法是最常用到的自顶向下分析法。

Java语言的面向对象思想：

继承和多态。

生成语法树和解释执行程序用到了java的继承和多态，在递归下降分析的过程中调用特定类的getTreeNode（）方法获得树的结点，调用Stmt类的子类的execute（）方法执行语句动作，Expr类的子类的getValue（）方法来获得表达式的值。

4．系统开发工具：

MyEclipse8.0

四、测试用例和测试结果

测试用例

//冒泡排序

{

int[10]x;

inti,n;

intj;

inttemp;

i=10;

n=10;

while（i>0）{

read（x[10-i]）;

i=i-1;

}

//**第一次输出**

i=0;

write（"beforesort

"）;

while（i

write（x[i]）;

i=i+1;

}

//**********冒泡排序************

i=0;

j=0;

while（i

j=i+1;

while（j

if（x[i]>x[j]）{

temp=x[i];

x[i]=x[j];

x[j]=temp;

}

else

;

j=j+1;

}

i=i+1;

}

//***第二次输出***

i=0;

write（"aftersort

"）;

while（i

write（x[i]）;

i=i+1;

}

}

//阶乘

{

inti,s;

read（i）;

s=i;

while（i>1）

{

i=i-1;

s=s*i;

}

write（"theresultis:

"）;

write（s）;

}

//删除数组下标为偶数的数，数组下标测试

{

int[10]v;

inti,j,k,l,n;

i=1;j=0;k=0;l=0;n=10;

while（l

{

read（v[l]）;

l=l+1;

}

while（i<=n）

{

v[j]=v[i];

j=j+1;

i=i+2;

}

n=j;

while（k

{

write（v[k]）;

k=k+1;

}

}

//运算，整形和实形的隐式转换

{

realm,n;

inti,j;

read（i）;

j=5;

n=i/3;

m=3.5;

if（i+1

elsewrite（n）;

read（n）;

n=m+n;

write（n）;

}

//错误测试

{

int[2][2]a;

//重名错错误

//reali;

inti;

//除零错误*/

//i=3/0;

//数组越界错误一维*/

//a[1][2]=3;

//数组越界错误二维*/

//a[2][1]=3;

//未初始化错误*/

//write（i）;

//未声明错误*/

//write（u）;

//类型错误

//inti;

//realu;

//i=3.0/2;

｝

测试结果

冒泡排序：

beforesort

54

23

99

201

21

4

22

545

22

1

aftersort

1

4

21

22

22

23

54

99

201

545

阶乘：

21！

=theresultis:

-1195114496（越界）

10=theresultis:

3628800（正常）

删除数组下标为偶数的数，数组下标测试：

2

4

6

8

0

运算类型转换：

（输入两个数，一个为整数，一个为实数）

2

6.4

错误测试：

语法错误

未声明

未实例化

数组越界

重复声明

除0错误

类型错误

测试文档到此结束,我们测试了所有的错误出现，以及所有功能实现。

（包括注释，以及所有关键字）

五、使用说明（可选）

关于我们的图形界面和功能

本小组程序界面设计实现主要由小组成员周荣博完成。

界面未使用任何图形化编程工具，完全手工输入代码实现。

1.界面初窥：

运行程序之初，你会看到本程序作者的DIY图片以及版权申明：

接下来进入程序主体：

（1）

2.程序界面的结构

由

（1）很容易发现，程序由4块组成：

顶部的工具栏，左边的输入功能区，右边的输出功能区，底部的异常状态区。

在工具栏上方我们设有菜单项目，包含了工具栏中没有的一些重要功能。

菜单

其中值得说明的是style菜单项：

我们程序提供了风格选择的功能，其中windows,windowsclassic,napkin这些风格是jdk中自带的，而mac风格是网上个人组织制作的，被我用javabuildpath的方式以library加入到工程中来。

Windows：

Windowscalssic：

Napkin就是默认风格

Mac：

（由于mac风格是个人制作的，所以在与其他风格之间切换有一定的bug，所以在mac下屏蔽了一些图形功能）

3.工具栏

打开清楚词法语法解释最大化正常化about

最大化效果：

4.输入区

输入区分3个标签：

Welcome，Coloredinput，Explore

Welcome：

在进入程序的时候用来知道用户，并且提供一个示例。

同时它还是一个编辑文本框，但是它是一个轻量级的TextArea。

Coloredinput：

这是一个带有语法高亮显示的强类型文本编辑框

Explore：

这是一颗读取当前计算机文档系统结构的树，可以当成资源管理器，来打开文档文件，方便快捷！

！

5.输出区和异常出错区

输出区，依然是3个标签页分表输出词法，语法，解释结果。

问题出错异常区：

界面介绍到此结束，我的界面感觉还有很多可以改进，而且非常得简陋，但是我觉得界面的设计在于花时间去构思去调试，用手写java代码一样可以出好界面。

最后我想引用桂浩老师的一句话：

“谁说java做不出好看的界面？

做不出好看的界面是你自己的事，不要怪java。

”

六