编译原理实验 01 | 初识 Cool 语言

Cool, an acronym for Classroom Object Oriented Language, is a computer programming language designed by Alexander Aiken for use in an undergraduate compiler course project. While small enough for a one term project, Cool still has many of the features of modern programming languages, including objects, automatic memory management, strong static typing and simple reflection.

实验准备

Linux 环境

编译实验要在 linux 环境下进行，我们可以使用虚拟机，或者重装 linux 系统。不过为了方便，我使用 wsl 作为我的 linux 环境，其优点有：

1. 可以方便的通过 vscode 连接 wsl 写代码
2. wsl 的文件系统可以直接从 Windows 的文件管理器打开
   • 也就是说文件可以互通
3. 挂代理非常方便
4. 和 Windows 共用端口

安装教程跟着官方走应该没啥问题。wsl 默认的安装位置是 C 盘，你可能需要通过这个教程将位置移动到其他地方

在 wsl 中新建用户名的时候根据需要进行设置，比如我需要有截图标识，我就将用户名改成了自己的姓名拼音缩写

修改命令行标志

修改命令行是为了截图的时候有个独特标识。我们可以在 .bashrc 中使用 export PS1='xxx' 修改命令行提示符，也可以安装 zsh 的 oh-my-zsh 插件选择一个主题显示自己的用户名

我使用的主题是 ys，效果如下：

oh-my-zsh 官网在这里

Cool 语法初探

就是简单写下 cool 的基本语法，详细内容还是得看参考手册

临时变量

使用 let 声明一个临时变量，其作用域在括号里面

 (let n : Int <- 1 in {
   -- balabala
 })

分支语句

分支语句只有 if

  if a < 3 then {
    -- balabala
  } else {
    -- balabala
  }
  fi

循环语句

循环语句只有 while

  while i < 10 loop
    i <- i + 1
  pool

关于分号

刚开始看 cool 的时候老是搞不懂分号怎么用，简单来说，分号就是在一个 <expr> 中分段的标识符。就举一个例子，比如上面的循环语句也可以写成

  while {i < 10;} loop {
    i <- i + 1;
  }
  pool

<expr> 可以直接写成 i < 10，也可以写成 { i < 10; }。如果写成后面这种，<expr> 的返回值就是 {} 里面最后一句

Makefile 怎么写

写一个能用的 Makefile 还是挺简单的，手动编译运行 cool 程序需要如下两条命令（ coolc 和 trap.handler 需要写清楚路径）

coolc <file> -o <target>
spim -trap_file trap.handler -file <target>

在 Makefile 中就可以写成

CLASSDIR = ..

FILES = $(wildcard *.cl)
TARGET = helloworld.s

all: source test

source: ${FILES}
	${CLASSDIR}/bin/coolc ${FILES} -o ${TARGET}

test: ${TARGET}
	${CLASSDIR}/bin/spim -trap_file ${CLASSDIR}/lib/trap.handler -file ${TARGET}

clean:
	rm ${TARGET}

上面的 wildcard 获取了当前目录所有后缀为 .cl 的文件名