编译原理实验报告
实验三：中间代码生成 2025 年 4 月 21 日
姓名：俞仲炜 学号：3220104929
功能清单
本次实验的核心任务是将抽象语法树翻译为中间代码，我选择使用的中间代码为 Zero IR。
我们翻译 AST 为 IR tree 的逻辑是，将 AST 各个结点转化为 IR tree 结点，后者负责存储原程序的一个逻辑片段，并且可以输出对应的 IR 代码。如此我们只需要先定义各个 IR tree 结点类，再将 AST 翻译为 IR tree，便可利用 IR tree 输出原程序对应的中间代码。
IR 树结点定义
ir/ir.hpp 中包含了所有 IR 树结点类的定义。每个结点负责存储一个中间代码语句的信息，并按照 zero IR 的定义打印对应的中间代码语句。定义的具体实现重复且相对容易，故不在此赘述。
至此，我们定义好了 IR tree 的结点。
翻译 AST 为 IR tree
将 AST 翻译为 IR tree 的相关函数主要位于 /ir/ir_translator.hpp ，是为本次实验的核心部分。整体思路是递归遍历 AST，逐个处理每一个 AST 结点，将其转化为 IR tree 结点并存储。
每个翻译函数的大致思路即从 AST 结点提取出必要的信息，根据运行逻辑翻译为对应的 IR tree 结点（组）。大部分翻译函数均按图索骥地实现即可，此处选取部分简要说明，其余不再赘述。
translateVarDef 负责翻译 AST 的 VarDef 结点，需要对全局变量和局部变量进行分类处理，若是数组又需要单独讨论，若进行了初始化又需要额外处理，故实现上采用了连续、嵌套的 if-else 语句进行分类处理。特别的，我给 VarDef AST 结点补充了一个变量用于线性存储最终的初始化值，并在类型检查时顺便完成该变量的构造，最终在翻译为中间代码时能够直接使用。
类似的，translateAssignStmt 和 translateLVal 也需要一定的分类处理。值得一提的是，左值需要检查其类型来判断其内容是地址还是数值。
IF 和 WHILE 的实现借助了 translateCond 函数专门负责处理条件语句，并实现了短路，具体实现逻辑采用实验文档所提供的。此外，我设置了一个 new_label 函数，与 new_temp 类似，负责提供不重复的 label 名。值得一提的是，zero IR 不支持独立进行关系运算，其只能附属在条件语句中。
至此，我们能够将 AST 翻译为 IR tree 了。
基本块划分
analysis/control_flow.hpp 中定义了 Module、Function 和 BasicBlock 类，用于表示模块、函数和基本块。我在 Module 类中添加了一个 vector 用于存储全局变量的 IR tree 结点，并在输出中间代码时优先输出全局变量。
在 cfg_builder 中我们对翻译得到的 IR tree 结点进行了整理，将全局变量单独存储，然后根据函数定义切割为一个一个函数进行存储，函数内又根据 Label 进一步分割为一个一个基本块进行存储。最后在输出中间代码时以基本块为单位进行输出。
至此，我们能够读取原程序文件，输出对应的中间代码文件，并能够使用解释器正确运行得到的中间代码。
亮点摘选
使用数组时计算地址偏移
IRTranslator::get_array_offset 函数专门负责根据下标计算地址偏移。地址偏移需要从符号表得到左值的维度信息，再结合下标信息便可计算偏移量。
AI 使用情况
在 ir/ir.hpp 实现 IR tree 结点时类，我参考/使用了 AI 生成了部分结点类的定义，因此处的定义代码存在大量重复且相对简单。AI 生成的类定义包括 class If ，class Param， class Dec，class GetGloAddr。其余的类定义相对复杂，为人工实现。
在排查编译错误以及调试时，有借助 AI 解析报错信息，和实验代码实现无直接关联。
以及，继续向 AI 询问 C++编程相关问题。
