Разработка компилятора для языка арифметических выражений с поддержкой переменных, базовых операций и функций.

NUMBER    : [0-9]+ ('.' [0-9]+)?
ID        : [a-zA-Z_][a-zA-Z_0-9]*
PLUS      : '+'
MINUS     : '-'  
MUL       : '*'
DIV       : '/'
ASSIGN    : '='
LPAREN    : '('
RPAREN    : ')'
SEMI      : ';'
WS        : [ \t\r\n]+ -> skip

program   : statement+ EOF
statement : expr SEMI
          | ID ASSIGN expr SEMI
   
expr      : term ( (PLUS | MINUS) term )*
term      : factor ( (MUL | DIV) factor )*
factor    : NUMBER
          | ID
          | ID LPAREN expr (',' expr)* RPAREN
          | LPAREN expr RPAREN

Задачи:

1. Реализовать грамматику токенов в ANTLR4
2. Создать лексический анализатор
3. Обработать основные типы лексем:
   1. Числовые литералы
   2. Идентификаторы
   3. Операторы и разделители

Тестовые примеры:

x = 5;
y = 3.14 * (2 + x);

Результат: Токенизатор, возвращающий последовательность токенов.

Задачи:

1. Реализовать синтаксические правила
2. Построить парсер с помощью ANTLR4
3. Сгенерировать абстрактное синтаксическое дерево
4. Реализовать визитор для обхода AST

Тестовые примеры:

a = 10;
b = a * (2 + sin(3.14/2));

Результат: Парсер, строящий AST для корректных выражений.

Задачи:

1. Реализовать таблицу символов
2. Проверить типы выражений
3. Валидировать существование переменных
4. Реализовать базовые функции (sin, cos, sqrt)

Функции проверки:

1. Проверка объявления переменных
2. Валидация типов в операциях
3. Проверка аргументов функций

Результат: Семантически проверенное AST.

Задачи:

1. Сгенерировать LLVM IR для выражений
2. Реализовать поддержку переменных
3. Добавить математические функции
4. Создать исполняемый файл

Генерация кода для:

x = 2 * (3 + 4);  // -> 14

Результат: Работающий компилятор, генерирующий исполняемый код.

Для повышения оценки можно реализовать:

• Оптимизации: постоянное свертывание, удаление мертвого кода
• Дополнительные типы: булевы значения, строки
• Расширенный синтаксис: условные выражения, циклы
• Поддержка JIT-компиляции

math_compiler/
├── grammar/
│   ├── MathLexer.g4
│   └── MathParser.g4
├── src/
│   ├── ast/
│   ├── semantic/
│   └── codegen/
├── tests/
└── requirements.txt

1. ANTLR4 официальная документация
2. LLVM Tutorial для начинающих
3. Примеры реализации на GitHub

← К списку лабораторных | На главную