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实验环境

  • 平台：Windows Subsystem for Linux 2: Ubuntu20.04
  • 工具：flex+bison
  • 语言：C++
  • 绘图库：matplotlib-cpp
.

├── CMakeLists.txt
├── Makefile
├── bin
│   └── funcdraw
├── matplotlibcpp.h
├── picture
│   └── 0.png
└── src
    ├── Makefile
    ├── lex.yy.cpp
    ├── main.hpp
    ├── parser.y
    ├── scanner.l
    ├── semantics.cpp
    ├── y.tab.cpp
    └── y.tab.hpp

词法分析

  • letter = [a-zA-Z_]
  • digit = [0-9]
  • 常数：CONST_ID : digit+("."digit*)? 有属性值
    • PI
    • E
  • 注释：COMMENT "//"|"--"
  • 关键词：
    • ORIGIN
    • SCALE
    • ROT
    • IS
    • FOR
    • T
    • FROM
    • TO
    • STEP
    • DRAW
    • FUNC :有属性地址
      • SIN
      • COS
      • TAN
      • LN
      • EXP
      • SQRT
  • 分隔符
    • SEMICO ;
    • L_BRACKET (
    • R_BRACKET )
    • COMMA ,
  • 运算符
    • PLUS +
    • MINUS -
    • MUL *
    • DIV /
    • POWER **
  • 空：
  • 空记号：NONTOKEN
  • 出错记号：ERRTOKEN
记号种别 正规式 属性值 函数地址
CONST_ID "PI" 3.1415926
CONST_ID "E" 2.71828
COMMENT `"//" "--"`
FUNC "SIN" sin
FUNC "COS" cos
FUNC "TAN" tan
FUNC "LN" log
FUNC "EXP" exp
FUNC "SQRT" sqrt
ORIGIN
SCALE
ROT
IS
FOR
T
FROM
TO
STEP
DRAW
SEMICO ;
L_BRACKET (
R_BRACKET )
COMMA ,
PLUS +
MINUS -
MUL *
DIV /
POWER **
NONTOKEN
ERRTOKEN
  • 疑问：ID是否多余

语法分析

语法

	Program: Program Statement SEMICO
            |
            ;
    
    Statement: FOR T FROM Expression TO Expression STEP Expression DRAW L_BRACKET Expression COMMA Expression R_BRACKET
            | ORIGIN IS L_BRACKET Expression COMMA Expression R_BRACKET
            | SCALE IS L_BRACKET Expression COMMA Expression R_BRACKET
            | ROT IS Expression
            | TITLE IS STR
            | COMMENT IS L_BRACKET Expression COMMA Expression COMMA STR R_BRACKET
            | COLOR IS ColorChoice
            | LINE IS LineChoice
            | CLEAR
            | NEXT
            ;

    ColorChoice: RED
                | GREEN
                | BLUE
                | BLACK
                ;

    LineChoice: SOLID
                | DASHED
                | DOTTED
                ;

    Expression: 
            ERRTOKEN                              
            | T
            | CONST_ID             
            | Expression PLUS Expression
            | Expression MINUS Expression
            | Expression MUL Expression
            | Expression DIV Expression
            | Expression POWER Expression
            | L_BRACKET Expression R_BRACKET
            | PLUS Expression %prec UNSUB
            | MINUS Expression %prec UNSUB 
            | FUNC L_BRACKET Expression R_BRACKET   
            ;

语义分析

构造语法树

  • 树节点：

    • Token种别: CONST_ID, PLUS, MINUS, MUL, DIV, POWER, FUNC,T
    • 若为常数
      • 只记录常数的值
    • 若为操作符
      • 构造左右子树
    • 若为函数
      • 构造子树
      • 记录函数地址
    • 若为参数
      • 记录参数地址

  • 对每个Expression构造语法树MakeExprNode(TOKEN, ...)

    • CONST_ID *

  • 对每个Statement算出需要的绘图参数值 *

基于felx/bison

参考：

Lex使用指南 - 火雨(Nick) - 博客园 (cnblogs.com)

(84条消息) 手把手教程-lex与yacc/flex与bison入门（一）（使用windows环境）_D-Cierra的博客-CSDN博客_flex和bison入门

词法分析

  • flex
    • -i 使得大小不敏感

语法分析

语义分析

  • 负号优先级
    • 使用%pre UMINUS，可以让'-'拥有UMINUS的优先级。从而使得表达出"负号"的效果
  • 导致段错误
    • 忘记在语义动作中将 创建的节点地址给 $$
    • TravelTree中 忘记break

基本功能

绘图

  • 变换顺序总是：比例变换→旋转变换→平移变换
  • 用vector+plot画图
  • C++特性：引用传值
  • 粗心：忘加; 导致error提示的地方不对

问题：

  • terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range' what(): vector::_M_range_check: __n (which is 200) >= this->size() (which is 200) Aborted
    • n+1个元素空间

附加功能

  • 对逻辑坐标系重新定义，与习惯上的坐标系一致；
  • 扩充语句类型，如允许用户
    • 规定 图形颜色、
    • 规定线型
  • 增加文本框，使得用户可以在图形中添加文字说明；
  • 增加清图功能，使得图形可以具有简单的动画效果。

增加注释

  • 借助matplotlib的：
    • nplt::text(double,double,string)
    • COMMENT IS (Expr,Expr,STR)

增加标题

  • 分析：
    • 借助plt::title(string)
    • TITLE IS STR;

指定线条颜色和样式

颜色：

  • matplotlib-cpp不支持浮点数或者二进制输入颜色
"r"
"g"
"b"
"y"

线条样式：

'-'       solid line style
'--'      dashed line style
':'       dotted line style

  • 分析

    • COLOR
    • IS
    • ColorChoice
      • RED
      • GREEN
      • BLUE
      • RANDOM

  • 分析：

    • LINE
    • IS
    • LineChoice
      • SOLID
      • DASHED
      • DOTTED

  • 创建全局变量

    • color: 默认BLACK
    • linestyle: 默认SOLID

  • 问题：颜色简写才能和线条类型组合

下一张图

  • 分析：是关键词
    • 种别为NEXT

清图功能

  • 增加TOKEN
    • 种别：CLEAR
    • 是关键词

CMake

问题：

  • multiple definition of `token'; /tmp/ccPN24xx.o:(.bss+0x40): first defined here

    • extern "C"{

      • extern Token token
      • }

    • extern "C"{

      ​ extern int yylex(void);

      ​ int yywrap(void);

      ​ void yyerror(const char *str);

      ​ extern FILE* yyin;

      ​ extern FILE* yyout;

      }

WSL2下

  • xrdp：远程桌面连接

  • xfce4：桌面系统

  • 运行：sudo /etc/init.d/xrdp start

    • ip a

安装python3.8和pip3

  • 依赖问题：
    • ==注意换源的ubuntu版本==
    • 不要找到一个换源方法就复制粘贴

问题：

* 借助Python的matplotlib

遇到的问题

  • lex前导空白
  • 语法不完整：FO R
  • C/C++调用Python绘画包：matplotlib-cpp项目
  • #define YYSTEPE
    • yylval使用
    • $也使用了
  • 写struct和union的时候，把变量和类型搞混了
  • va在这里是variable-argument(可变参数)的意思.这些宏定义在stdarg.h中,所以用到可变参数的程序应该包含这个头文件.
  • 遭遇段错误：printf("%d\n",$1->TokenType);
  • enum tokentype OpCode
    • error: field ‘OpCode’ has incomplete type
    • 有定义，但是所在头文件没有被包含文件A中，仅仅在A中声明了，也属于不完整类型
    • 使用强制类型转换吧
  • 一元负号的优先级和右结合
    • 怎么在语法树中表示
  • 求表达式的值？
    • switch
    • 递归
  • lex.yy.cpp:590:16: error: conflicting declaration of ‘int yywrap()’ with ‘C’ linkage scanner.l:11:12: note: previous declaration with ‘C++’ linkage
    • 在C++环境下使用C函数的时候，常常会出现编译器无法找到obj模块中的C函数定义，从而导致链接失败的情况，这是因为C++语言在编译的时候为了解决函数的多态问题，会将函数名和参数联合起来生成一个中间的函数名称，而C语言则不会，因此会造成链接时找不到对应函数的情况，此时C函数就需要用extern “C”进行链接指定，这告诉编译器，请保持我的名称，不要给我生成用于链接的中间函数名。